Проектирование здания под склад с деревянным каркасом

1. Исходные данные для проектирования.

Необходимо запроектировать здание под склад с деревянным каркасом.

Расчетный пролет и длина здания: 18 x 60 м.

Высота до низа несущих конструкций: 6,2 м.

Шаг конструкций: 6 м.

Вид покрытия: теплое.

Район строительства: г. Пермь.

Стены здания: навесные клеефанерные панели.

Варианты основных несущих конструкций: сегментная ферма, арка кругового очертания.

2. Сбор нагрузок.

Согласно СНиП 2.01.07-85* расчетное значение снеговой нагрузки для V снегового района (г. Пермь) составляет S_g =3,2 кН/м².

Нормативное значение снеговой нагрузки следует определять умножением расчетного значения на коэффициент 0,7.

Таблица 1

Нагрузки от веса конструкций покрытия.

Рис.1.  Состав кровли при прогонном решении

3. Расчет настила покрытия.

Рассчитаем деревянный настил как двухпролетную балку на следующие сочетания нагрузок: от постоянной и снеговой нагрузки на прочность и жесткость и от собственного веса и сосредоточенного груза на прочность. Схема покрытия с

дощатым настилом - см. рис. 1.

3.1. Расчет на постоянную и снеговую нагрузку.

Принимаем покрытие с неразрезными прогонами, установленными с шагом l=1,5 м. Назначаем ширину щита настила b =1,5 м; толщину досок настила .

Величина изгибающего момента (см. рис. 2):

Определим необходимые геометрические характеристики сечения.

Момент сопротивления сечения:

Момент инерции сечения:

     Проверка на прочность:

,

где     - расчетное сопротивление сосны изгибу.

    Проверка на жесткость:

Относительный прогиб:

3.2. Расчет на постоянную и сосредоточенную нагрузку.

Считаем, что нагрузка распределена на участок шириной 0,5 м.

Принимаем величину сосредоточенного груза  P =1 кН, с умножением последнего на коэффициент перегрузки n =1,2.

Нагрузка от собственного веса покрытия (см. табл. 1):

Максимальный изгибающий момент находится под сосредоточенным грузом, расположенным на расстоянии 0,432l от левой опоры и приближенно равен (см. рис. 3):

Момент сопротивления сечения:

ü Проверка на прочность:

где     - коэффициент, используемый при кратковременном действии нагрузки.

4. Расчет прогонов.

Принимаем неразрезные прогоны из спареных досок, поставленных на ребро, стыки которых устраиваем на расстоянии  от оси опоры, что обеспечит равнопрогибное решение, при котором максимальные прогибы во всех пролетах, кроме крайних будут одинаковыми.

Рис. 4. Расчетная схема неразрезных прогонов

Нагрузка от покрытия (см табл. 1):

Ориентировочно нагрузка от собственного веса:

    

Снеговая нагрузка:

           

Нормальная составляющая нагрузки:

  

Подбираем сечение прогона при шаге конструкций 6 м.

Величина изгибающего момента:

По сортаменту принимаем 2 доски размером 75х250 мм с

ü Проверка на прочность:

ü Проверка на жесткость:

Прогиб прогона:

В стыке досок прогона ставим гвозди Ø5,0 мм, l=150 мм в 4 ряда с каждой стороны стыка. Длина гвоздей должна обеспечить загиб их концов при выходе из прогона. По длине прогона доски соединяем гвоздями в шахматном порядке через 500 мм (см. рис. 5).

          Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон древесины для пробиваемых элементов:  

Расчетная несущая способность гвоздя:

Необходимое число гвоздей в стыке прогона:

где     - расстояние от оси опоры до места приложения равнодействующей гвоздевого забоя с одной стороны стыка;

Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины:  принимаем

Расстояние от крайнего ряда гвоздей до продольной кромки элемента: принимаем

5. Расчет клеефанерной панели.

Принимаем ребристую конструкцию панели размерами 1500 х 5980 мм с четырьмя продольными ребрами высотой h_р =189 мм, толщиной b_р =32 мм (с учетом острожки). Поперечные ребра ставим в торцах плиты и под стыками фанеры. Верхнюю обшивку проектируем из семислойной фанеры толщиной , нижнюю - из пятислойной фанеры толщиной  (см. рис. 5).

Рис.6.  Клеефанерная панель.

Приведенная площадь поперечного сечения:    

где     - модуль упругости древесины и фанеры соответственно.

Таблица 2

Нагрузки от веса контсрукций покрытия.

Нормативная нагрузка от панели:

Положение нейтральной линии:

где      - расстояние от центра тяжести сечения до середины доски