Статический расчёт несущей конструкции покрытия – двухшарнирной арки. Вариантное проектирование

Содержание

Содержание. 1

Исходные данные. 2

1.Вариантное проектирование. 3

1.1 Технико-экономическое сравнение вариантов. 6

2. Техническое проектирование. 8

2.1 Конструктивный расчёт плиты покрытия. 8

2.2 Статический расчёт несущей конструкции покрытия – двухшарнирной арки. 15

2.3 Конструктивный расчёт арки. 20

2.3.1. Расчёт затяжки. 22

2.3.2 Расчёт опорного узла. 23

2.4 Конструктивный расчёт дощато-клееной колонны.. 23

2.4.1 Расчёт опирания колонны на фундамент. 27

3. Обеспечение долговечности конструкций. 28

3.1 Конструктивные меры защиты от увлажнения и имения. 28

3.2 Конструктивный меры защиты от возгорания. 28

3.3 Защита конструкций при перевозке и хранении. 29

Литература. 30

						КП 5055017 – 290300 – 2003
Разработал		Лукьяница				Цех переработки сельхозпродукции	Стадия	Лист	Листов
							КП	2	28
Консультант		Шапошников
Руководител		Шапошников				Пояснительная записка	СК

Исходные данные

Назначение здания – Цех переработки сельхозпродукции

Район строительства – г. Красноярск

Ветровой район III -   

Снеговой район IV -  

Пролёт l = 18 м

Высота до низа несущих конструкций – 4,2 м

Материал конструкций – древесина сосны II и III сортов

Класс здания – III

Зона влажности – нормальная

Степень огнестойкости – IV

Условие эксплуатации конструкций – А1

Изготовление: а) несущих конструкций – индустриальное б) ограждающих конструкций – индустриальное

						КП 05055017 – 290300 – 2003	Лист
							3

1.Вариантное проектирование

Здание склада прямоугольной формы в плане, размеры в осях 9 × 33 м

Конструктивное решение зданий

1. Колонны: дощатоклееные

Высота Н = 3,6м

Шаг колонн В = 3 м

2. Кровля: рулонная битумная

3. Покрытие: утеплённая клеефанерная панель покрытия

4. Стены: клеефанерные плиты

5. Ригель: для ригелей рассматривается два варианта с целью последующего выбора из них наиболее оптимального

ВАРИАНТ I

В качестве несущих конструкций покрытия принимаем ферму брусчатую на лобовых врубках двускатного очертания с уклоном верхней кромки 1 : 5. Шаг ферм В = 3 м. Продольная неизменяемость покрытия обеспечивается прикреплением плит покрытия к балкам и установкой горизонтальных связей в торцах здания.

ВАРИАНТ II

В качестве несущих конструкций покрытия принимаем брусчатую арку на пластинчатых ригелях двускатного очертания с уклоном верхней кромки 1 : 4. Шаг арок В = 3 м. Продольная неизменяемость покрытия обеспечивается прикреплением плит покрытия к балкам и установкой горизонтальных связей в торцах здания.

						КП 05055017 – 290300 – 2004	Лист

1.1 Технико-экономическое сравнение вариантов

Таблица 1

Вариант I	Вариант II
Нагрузка от собственной массы несущей конструкции на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия ;
Расход металла на несущие конструкции по зданию в целом
Расход древесины “в деле” на несущие конструкции по зданию ;
Расход древесины на брусчатые конструкции ;  К2 = 1,1
Трудоёмкость изготовления
Трудоёмкость монтажа
Расход древесины приведённый к круглому лесу

						КП 05055017 – 290300 – 2004	Лист

ТЭП оценки конструктивных решений здания

Таблица 2

Наименование показателя	Единицы измерения	Вариант
		I	II
Стоимость древесины “в деле”	руб.	-	-
Стоимость стали	руб.	-	-
конструкций	руб.	-	-
Масса конструкции	m	-	-
Расход основных материалов:
- деловой древесины	м3	7,25	8,56
- брусчатой древесины	м3	7,98	9,42
- стали	кг	639,3	475,8
Расход лесоматериалов с учётом отходов	м3	12,85	15,17
Трудоёмкость изготовления	чел.-ч.	75,81	84,78
Трудоёмкость возведения	чел.-ч.	254,4	570

ВЫВОД: из таблицы видно, что первый вариант является более экономичным,                                                                            его принимаем для дальнейших расчётов.

						КП 05055017 – 290300 – 2004	Лист

2. Техническое проектирование

2.1 Конструктивный расчёт плиты покрытия

Исходные данные

Размер панели в плане 1,5х2,98 м; обшивки из водостойкой фанеры марки В/ВВ по ГОСТ 3916-69*. Толщина верхней обшивки 8 мм, нижней 6 мм. Рёбра из основных досок второго сорта. Клей марки ФРФ-50. Утеплитель- минеральные плиты на синтетическом связующем по ГОСТ 9573-82*. Плотность утеплителя 50 кг/м³ (0,5кН/м³).

Пароизоляция из полиэтиленовой плёнки толщиной 0,2 мм. Воздушная прослойка над утеплителем – вентилируемая вдоль панели.

Кровля из рулонных материалов (рубероид) трёхслойная (первый слой наклеивают на заводе).

Компоновка рабочего сечения.

Ширину панели делаем равной ширине фанерного листа с учётом обрезки кромок для их выравнивания b_п=1500 мм. Обшивки проектируем: верхнюю – из семислойной фанеры толщиной 8 мм, нижнюю – семислойную толщиной 6 мм. Направление волокон наружных шпонов фанеры верхней и нижней обшивке панели продольное для обеспечения стыков листов фанеры «на ус».

Для дощатого каркаса применены черновые заготовки по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов (применительно к ГОСТ 24454-80*Е) сечением 50х150 мм (принято с учётом конструктивных требований при  , взято ; . Принято ребро сечением после фрезерования 42х140). Полная высота панели

Расчёт теплоизоляции покрытия

Параметры внутреннего воздуха: t_в = 18⁰C

Режим нормальный

Параметры наружного утеплителя: t_{от. пер} = - 14,3⁰C; Z_{от. пер.} = 303 сут.;

Требуемая толщина утеплителя:

х=0,13м

Принимаем толщину утеплителя, с учётом рекомендаций по ограждающим конструкциям отапливаемых зданий для создания продуха, равную 100 мм при .

Расчётный пролёт панели:

при высоте

Каркас панели состоит из трёх продольных рёбер. Шаг рёбер принимаем из расчёта верхней фанерной обшивки на местный изгиб поперёк волокон.

						КП 05055017 – 290300 – 2004	Лист

Нагрузки на верхнюю обшивку

Верхняя обшивка обычно работает на местный изгиб от постоянной нагрузки (нормативная )  в сочетании со снеговой нагрузкой  или весом монтажника .

q₁=90+100=190 Н/м²

q_кр=90 Н/м² – нагрузка от кровли

q_в.об=100 Н/м² – нагрузка от веса верхней обшивки.

Статическая расчётная схема

Обшивки представляют собой балку (полосу) пролётом С, имеющую прямоугольное сечение шириной 100 см и высотой δ₁=8 мм (или δ₂=6 мм), которая защемлена на опорах (продольных рёбрах).

Шаг продольных рёбер с определением из условий прочности и жесткости обшивки.

Местный изгиб балки от постоянной и временной (снеговой) нагрузок.
Условие прочности верхней обшивки при изгибе:

,

σ_и – максимальное изгибающее напряжение;

М₁ – максимальный изгибающий момент;

W₁ – момент сопротивления поперечного сечения;

R_ф.и.90 – расчётное сопротивление фанеры обшивки изгибу поперёк волокон