Одноэтажное деревянное здание

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"Алтайский Государственный Технический Университет им. И.И. Ползунова".

Кафедра "Строительных конструкций"

Тема проекта (работы):

Одноэтажное каркасное деревянное здание в г. Чита (спортзал)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине "Конструкции из дерева и пластмасс"

Проект выполнил А.С. Барабанов

студент гр.9ПГС-41

Нормоконтроллер доцент, Ю.В. Халтурин

Барнаул 2010

Содержание

 

1. Расчет и конструирование ограждающей конструкции. Плиты с асбестоцементными обшивками

1.1 Исходные данные

1.2Расчетные характеристики материалов

1.3 Сбор нагрузок на плиту

1.4 Расчет верхней обшивки

1.5 Расчет нижней обшивки

1.6 Расчет продольных ребер

2. Расчет и конструирование несущей конструкции

2.1 Балка клеефанерная двускатная с плоскими стенками

2.1.1 Исходные данные

2.1.2 Конструктивный расчет

2.1.2.1 Расчет по первой группе предельных состояний

2.1.2.1.1 Проверка по краевым нормальным напряжениям

2.1.2.1.2 Проверка фанерной стенки по главным напряжениям

2.1.2.1.3 Проверка местной устойчивости фанерной стенки

2.1.2.1.4 Проверка фанерной стенки в опорном сечении на срез по нейтральной оси

2.1.2.2 Расчет по второй группе предельных состояний

2.2 Расчет клееной стойки однопролетной рамы

2.2.1 Исходные данные

2.2.2 Статический расчет

2.2.3 Конструктивный расчет

2.2.4 Конструирование узла защемления стойки

3. Краткие указания по защите деревянных конструкций

Список использованной литературы

 

1. Расчет и конструирование ограждающей конструкции. Плиты с асбестоцементными обшивками 1.1 Исходные данные

Каркас панели из сосновых досок 2-го сорта. Обшивки из стандартных асбестоцементных листов размером 1,5х6 м толщиной верхней δв = 0,01 м и нижней δн = 0,008 м соединяются с каркасом на шурупах диаметром 5 мм с шагом расстановки 0,3 м. Диаметр отверстий на 2мм больше диаметра шурупов, которые ставятся на расстоянии 15 мм от кромки листов. Обшивки уложены волокнами вдоль продольных ребер. Утеплитель толщиной 100 мм (из минераловатных матов плотностью 0,75 кН/м³) приклеивается к нижней обшивке на слой битума, который служит пароизоляцией.

 

1.2Расчетные характеристики материалов

Расчетное сопротивление изгибу асбестоцементных листов вдоль волокон , поперек волокон  модуль упругости МПа. Для древесины ребер 2-го сорта МПа, МПа, МПа.

1.3 Сбор нагрузок на плиту

 

Вид нагрузки	Нормат. нагр. , кН/	Коэф-т надежности	Расчет. нагр. g, кН/
Постоянная:
1. Рулонная рубероидная кровля	0,12	1,2	0,144
2. Собственный вес панели:
- верхняя и нижняя обшивки (0.01+0.008) *19	0,342	1,2	0,410
- каркас из продольных и поперечных ребер (4*3*0,05*0,15+2*1,5*0,05*0,125) *5/3*1.5	0,121	1,1	0,133
- утеплитель (0,1*0,75)	0,075	1,2	0,09
- пароизоляция	0,02	1,2	0,024
Итого: Временная: 1. Снеговая I-й снеговой район г. Чита.	0,678 0,56	0,7	0,801 0,8
Всего:	1,238		1,501

1.4 Расчет верхней обшивки

 

Верхнюю обшивку рассчитываем по схеме 3-х пролетной балки на два вида сочетаний нагрузок.

Собственный вес и снеговая нагрузка.

кН/м

 - нормативная нагрузка от собственного веса обшивки,

 - нормативное значение снеговой нагрузки,

b - грузовая ширина

Собственный вес 0.01*19=0.19  берется с учетом рулонной кровли, т.е.

Определим требуемое расстояние  между продольными ребрами из следующих условий:

по прочности обшивки на изгиб

  

по максимальному прогибу обшивки в 1-ом пролете

 

 

Собственный вес и сосредоточенный груз P=1*1.2=1.2 кН

Требуемое расстояние  между продольными ребрами из условия прочности обшивки на изгиб:

 - коэффициент условия работы на монтажную нагрузку

 

, где

 - момент в обшивке от ее собственного веса

 - момент в обшивке от сосредоточенного груза

Предполагается, что местная нагрузка распределяется на расчетной полосе b=1м. Предварительно без учета собственного веса обшивки.

Конструктивное расстояние между ребрами (при их толщине 50 мм)

м

что меньше .

Т.о. прочность обшивки при 2-ом сочетании нагрузок:

Прочность верхней обшивки обеспечена.

1.5 Расчет нижней обшивки

Нижняя обшивка не рассматривается, так как она работает на изгиб только от собственного веса и утеплителя с большим запасом.

1.6 Расчет продольных ребер

Нормативная нагрузка, распределенная на 1 м. п. панели при ее ширине в 1.5 м, кН/м.

Требуемый момент инерции продольных ребер из условия предельного прогиба панели (f/l<1/150).

 - расчетный пролет панели за вычетом конструктивного зазора 2 см и ширины площадки опирания 6 см (1).

Приняв высоту ребер  = 0.15 м, найдем требуемую суммарную ширину ребер.

Принимаем из условия расположения шурупов доски ребер шириной 0.05м, тогда суммарная ширина ребер

Проверим прочность ребер по нормальным напряжениям

где

Касательные (скалывающие) напряжения в ребрах

где -поперечная сила на опоре

2. Расчет и конструирование несущей конструкции 2.1 Балка клеефанерная двускатная с плоскими стенками 2.1.1 Исходные данные

Материалы: для поясов - сосновые доски 42х165мм (после фрезерования пластей и кромок заготовок 50х175мм). В местах склеивания с фанерными стенками устраиваются продольные пропилы 5х15мм. В растянутых поясах используется пиломатериал 2-го сорта, а в сжатых поясах 3-го сорта. Для стенок применяется берёзовая фанера марки - ФСФ сорта ВВ/В толщиной 18мм.

Постоянная нормативная нагрузка на балку:

Временная нормативная нагрузка на балку:

Нагрузка от собственного веса балки определяется по формуле предварительного определения собственного веса конструкции:

Полная погонная нагрузка на балку:

Нормативная:

Расчетная:

Доски поясов стыкуются по длине на зубчатый шип, фанерные стенки на ус. Высоту поперечного сечения в середине пролёта принимаем:

h=L/12=15/12=1.25м

Высота опорного сечения:

Ширина балки:

Расстояние между центрами поясов в опорном сечении:

Расчетное сечение располагается на расстоянии х от опорного сечения

где

Высота балки в “х” сечении:

Изгибающий момент в расчетном сечении:

Требуемый момент сопротивления, приведенный к древесине:

Соответствующий ему момент инерции:

 

Фактический момент инерции и момент сопротивления расчетного сечения, приведенные к древесине:

 

где -количество досок в поясе-5

-количество фанерных стенок-2

=1,2-коэффициент, учитывающий повышение модуля упругости фанеры при изгибе в

плоскости листа.

=9000/10000=0,9-коэффициент приведения.

 

2.1.2 Конструктивный расчет 2.1.2.1 Расчет по первой группе предельных состояний 2.1.2.1.1 Проверка по краевым нормальным напряжениям

а) Расчет фанерной стенки на прочность при растяжении:

где m-коэффициент, учитывающий снижение прочности в стыках фанеры на ус.

б) Расчет сжатого пояса на устойчивость из плоскости изгиба: принимая раскрепление сжатого пояса через 1,5м, определяем его гибкость из плоскости балки.

Напряжение сжатия в верхнем поясе:

 

2.1.2.1.2 Проверка фанерной стенки по главным напряжениям

В зоне первого от опоры стыка на расстоянии =1,39м, изгибающий момент для этого сечения:

Поперечная сила:

Высота сечения:

 

Момент инерции и статический момент на уровне внутренней кромки растянутого пояса Z-Z, приведенные к фанере равны:

Нормальные и касательные напряжения в стенке на уровне Z-Z:

Главные растягивающие напряжения:

 

2.1.2.1.3 Проверка местной устойчивости фанерной стенки

а) в опорной панели, высота фанерной стенки в расчетном сечении:

Так как hст/dф=0,58/0,018=32<50 - проверка устойчивости стенки не требуется.

б) в расчетном сечении с максимальным напряжениями изгиба: х=6,2м

Проверка не требуется.

2.1.2.1.4 Проверка фанерной стенки в опорном сечении на срез по нейтральной оси

Поперечная сила на опоре:

Момент инерции опорного сечения, приведенный к фанере:

Статический момент инерции, приведенный к фанере: