Расчет дощатых щитов. Защита деревянных конструкций от гниения и возгорания

Министерство образования Российской Федерации

Сибирский государственный индустриальный университет

Кафедра инженерных конструкций

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине

«Деревянные конструкции»

Выполнил: ст. гр. СПО-982

Проверил: 

Новокузнецк 2002

Содержание

Задание. Ошибка! Закладка не определена.

1. Компоновка каркаса здания. 5

2. Расчет дощатых щитов. 6

3. Расчет клееной арки кругового очертания. 10

4. Расчет конькового узла арки. 20

5. Расчет затяжки. 23

6. Защита деревянных конструкций от гниения и возгорания. Ошибка! Закладка не определена.

1.  Компоновка каркаса здания

2. Расчет дощатых щитов.

В качестве ограждающих конструкций применяем дощатый щит размером 1,2´5 м с тремя продольными ребрами, верхнюю обшивку панели – из сплошного косого настила из досок толщиной 16 мм, опирающегося на разряженный рабочий настил из досок толщиной 16 мм. В качестве теплоизоляции используем минераловатные плиты на фенольной связке (g=200 кг/м²), толщиной 100 мм (см. рис. 2.1.).

Рис. 2.1.  Дощатая панель

Снеговая нагрузка (для IV района по весу снегового покрова)– 1,5 кН/м²_.

Сбор нагрузок на 1 пог. м длины панели представлен в таблице 2.1.

                                                                                        Таблица 1.1

Город Красноярск в IV снеговом районе S₀=1,5 кПа, m=1 т.к. b=j₀=24,73⁰> >15⁰Þ следовательно использовать схему 1.б по [2], где a=39,64⁰¸24,73⁰.

Расчеты геометрических параметров арки приведены дальше.

Расчет среднего ребра.

Расчетная схема панели – однопролетная шарнирно-опертая  балка. Расчетным пролетом панели считаем её длину, уменьшенную на 1%:

Напряжение изгиба:

Относительный прогиб:

Расчет крайних ребер.

Т.к. ширина среднего ребра равна 100 мм, а крайнего ребра 60 мм и нагрузка на крайние ребра в 2 раза меньше чем на среднее ребро, то следовательно прочность крайних ребер обеспечена.

Расчет верхнего рабочего настила.

I случай:

II случай:

Постоянная нагрузка и сосредоточенный груз от монтажника с инструментом Р=1,2 кН, распределенной на ширину настила 0,5 м:

Очевидно, что более невыгодным будет второй случай загружения.

Относительный прогиб:

Расчет нижней обшивки панели.

Учитывая сравнительно небольшую величину нагрузки нижнюю обшивку на прочность и жесткость не проверяем.

Проверка надежности крепления досок нижней обшивки к каркасу гвоздями, работающими на выдергивание.

Расчетную несущую способность одного гвоздя на выдергивание забитого в древесину поперек волокон, определим по формуле:

где

принимаем l_гв=60 мм, тогда

Забиваем по одному гвоздю в каждую доску. При ширине доски 15 см шаг гвоздей вдоль продольного ребра принимаем равным S=14 см.

Следовательно гвозди на выдергивание работают со значительным запасом.

3. Расчет клееной арки кругового очертания

Определение геометрических характеристик арки(рис.2.1). Стрела подъема арки:

Радиус кривизны арки:

Длина дуги арки:

Рис. 3.1. К расчету круговой арки

Синус центрального угла полуарки:

этому соответствуют: w=36852^’; cosw=0,8.

Нагрузки.Нагрузка от веса ограждающей части покрытия на 1м² поверхности крыши (по данным расчета клеефанерной панели) равна:

нормативная -

расчетная -

Собственный вес арки равен:

Постоянная нагрузка действующая на 1 пог. м  арки:

1 Схема загружения: собственный вес+снег равномерно распределенный по всей длине пролета (рис. 3.2).

Рис. 3.2. 1-ая схема загружения арки

Снеговая нагрузка на 1 пог. м арки:

где

 - коэффициент снегозадержания для криволинейных покрытий.

2 Схема загружения: собственный вес+снег равномерно распределенный на 1/2 длине пролета (рис. 3.3).

Рис. 3.3. 2-ая схема загружения арки

Снеговая нагрузка на 1 пог.м арки:

3 Схема загружения: собственный вес+снег распределенный по всей длине пролета по треугольному закону (рис. 3.4). Снеговая нагрузка на 1 пог. м арки:

Рис. 3.4. 3-ая схема загружения арки

4 Схема загружения: собственный вес+снег распределенный на 1/2 длине пролета по треуголному закону (рис. 3.5).

Рис. 3.5. 4-ая схема загружения арки

Снеговая нагрузка на 1 пог. м арки:

Определение расчетных усилий в элементах арки. Для определения усилий каждую полуарку делим на пять равных частей (рис. 3.6).

Длина дуги и центральный угол, соответствующие одному делению:

За начало координат примем левую полуарку координаты центра кривизны оси полуарки:

                              Рис. 3.6. Координаты сечений полуарки

Координаты расчетных сечений арки (табл. 3.1)рассчитываем по формулам:

где

где

n – номер сечения.

Таблица 3.1.

Определим опорные реакции в арке и величину распора.

1 Схема загружения: опорные реакции (рис. 3.7) от единичной нагрузки, равномернораспределенной по всей длине пролета:

Рис. 3.7. 1-ая схема загружения арки

          единичной нагрузкой

Величина распора:

2 Схема загружения: опорные реакции (рис. 3.8) от единичной нагрузки, равномернораспределенной по 1/2 длины пролета:

Рис. 3.8. 2-ая схема загружения арки

          единичной нагрузкой

Величина распора:

3 Схема загружения: опорные реакции (рис. 3.9) от единичной нагрузки, распределенной по треугольному закону на 1/2 длины пролета (слева).

Рис. 3.9. 3-ая схема загружения арки

          единичной нагрузкой

Величина распора:

4 Схема загружения: опорные реакции (рис. 3.10) от единичной нагрузки, распределенной по треугольному закону на 1/2 длины пролета (справа).

Рис. 3.10. 4-ая схема загружения арки

          единичной нагрузкой

Величина распора:

Значения М_х, Q_х, N_х для загружений по 1 и 2-ой схемам на участке

0£х£ от q=1 кН/м:

М_хn=V_A.x_n-P.x_n/2-H.y_n;

Q_xn=-H.sinw_n+(V_A-P.x_n)cosw_n;

N_xn=H.cosw_n+(V_A-P.x_n).sinw_n.

Значения М_х, Q_х, N_х для загружений по 3 и 4-ой схемам на участке

0£х£:

M_xn=V_A.(x_n-3,2.(l-x_n).x²_n/l²)-H.y_n;

Q_xn=V_A.(1-4,8.(l-x_n).x²_n/l²).cosw_n-H.sinw_n;

N_xn=H.cosw_n+V_A..(1-4,8.(l-x_n).x²_n/l²).sinw_n.

Усилия в расчетных усилиях арки приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2.

Для получения усилий от расчетных постоянной и временной нагрузок, полученные результаты от единичной нагрузки умножим на величину расчетных нагрузок, полученные усилия приведены в таблице 3.3. 

Таблица 3.3.

Составим расчетные сочетания нагрузок (табл. 3.4).

Расчетные сочетания усилий

Таблица 3.4.

Расчетные усилия: