Деревянные ограждающие конструкции каркасного одноэтажного здания (длина здания – 16 м, высота – 5 м)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО – СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(Сибстрин)

                                          Кафедра деревянных

         конструкций

КУРСОВАЯ РАБОТА

ДЕРЕВЯННЫЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ КАРКАСНОГО

 ОДНОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КР.РРан. 11 – 2006

Выполнила:

Студентка 411 группы

Руководитель:

2006 Г

СОДЕРЖАНИЕ

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ……………………………………………………......3

2. РАСЧЕТ ДВОЙНОГО ДОЩАТОГО НАСТИЛА………………………....…4

3. РАСЧЕТ ПРОГОНОВ КОНСОЛЬНО-БАЛОЧНЫХ…………………….......7

4. РАСЧЕТ БАЛКИ КЛЕЕФАНЕРНОЙ ДВУСКАТНОЙ С ПЛОСКИМИ СТЕНКАМИ.............................................................................................................9

5. РАСЧЕТ СТОЙКИ КЛЕЕНОЙ ОДНОПРОЛЕТНОЙ РАМЫ.......................14

6. РАСЧЕТ УЗЛА ЗАЩЕМЛЕНИЯ СТОЙКИ В ФУНДАМЕНТ.....................19

7. РАСЧЕТ ФАХВЕРКОВОЙ КОЛОННЫ.........................................................21

8. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..........................................23

1.  ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.

Конструктивная схема здания:         

Размеры:  L = 16м;

h₁ = 5м;

a = 4,5м;

a×n = 45м;

Нагрузки:    - ветровая нагрузка III: w_o = 0.38 кПа;

- здание: неотапливаемое;

- снеговая нагрузка II: k = 1,2 кПа;

2.  РАСЧЕТ ДВОЙНОГО ДОЩАТОГО НАСТИЛА.

Исходные данные.

Запроектировать двойной дощатый настил, состоящий из рабочего и защитного настила и трехслойной рулонной кровли. Щиты настила шириной 2м, длиной 3м опираются на прогоны, установленные с шагом l = 1,5м. Район строительства по снеговой нагрузке II. Уклон кровли i = 1/12. Температурно-влажностные условия эксплуатации Б2.

Защитный настил принимаем без расчета из досок сечением b×δ = 100×16мм, расположенных под углом 45º к доскам рабочего настила. Нижний рабочий настил назначаем из досок сечением 150×25мм (согласно сортаменту пиломатериалов ГОСТ 8486-86*Е). Для проветривания делаем его разреженным с зазором ∆ = 100мм.

Согласно п. 3.1. табл. 3 СНиП II-25-80, расчетное сопротивление для древесины второго сорта принимаем равным при изгибе R_и = 13 МПа, согласно п. 3.1г, расчетное сопротивление необходимо умножать на коэффициент m_и = 1,2 при учете временных нагрузок (ветровой, монтажной и гололедной), т.е. R_и = 13×1,2 = 15,6 МПа.

Произведем сбор нагрузок на 1 кв.м горизонтальной поверхности настила.

Таблица 1.

Вид нагрузки	Норматив. нагрузка кН/м2	Коэф-т надежн. по нагр. γf	Расчет. нагрузка кН/м2
Трехслойная рулонная кровля	0,09	1,3	0,117
Защитный настил 0,016×5	0,08	1,1	0,088
Рабочий настил 5·0,025×0,15×1/(0,15+0,1)	0,075	1,1	0,083
Итого	pн = 0,245		p = 0,288
Снеговая нагрузка	gн = 0,84	1,43	g = 1,2
Итого	qн = 1,085		q = 1,488

Расчетное значение снеговой нагрузки принимается по СНиП 2.01.07-85*, а нормативное значение снеговой нагрузки получаем умножением на коэффициент 0,7 расчетной.

Настил рассчитываем как двухпролетную балку на два сочетания нагрузок:

1) На прочность и по деформациям (от действия равномерно распределенной постоянной и снеговой нагрузок);

2) На прочность (от действия постоянной распределенной нагрузки и сосредоточенной силы P). Нормативное значение P = 1кН. Коэффициент надежности по нагрузке γ_f = 1,2. Расчетное значение сосредоточенной силы P = P_н × γ_f = 1×1,2 = 1,2кН. (СНиП II-25-80).

Для скатных кровель расчет ведется только на нормальную составляющую нагрузки g_x^н = (g^н + p^ycosα)·cosα, где α – угол наклона кровли к горизонту. При этом учитывается, что собственный вес кровли равномерно распределен по скату кровли, а снеговая нагрузка по ее горизонтальной проекции.

Расчет настила ведем для полосы шириной b_расч = 1,0м. Угол наклона кровли в виду его незначительности (α = 4º93') при расчете настила во внимание не принимаем.

Максимальный изгибающий момент при первом сочетании нагрузок:

М₁ = ql²/8 = 1,488×1,5²/8 = 0,4185кН·м, где q = 1.488×b_расч = 1,488 кН/м.

Момент сопротивления настила равен:

W = [b×δ²/6 (b_расч/(b+∆)] = [0,15×0,025²/6 (1,0/(0,15+0,1)] = 0,625·10^-4м³.

Здесь в расчет берем только доски рабочего настила,

b_расч/(b+∆) – число досок, укладываемых на ширине настила 1м.

Напряжения при изгибе:

σ₁ = M₁/W = 0,4185·10^-3/0,625·10^-4 = 6,696 МПа < R_и = 15,6 МПа.

Момент инерции настила:

J = W·b/2 = (0.625·10^-4×0.025)/2 = 0.781·10^-6м⁴.

Прогиб:  f = 2.13/384×q·l⁴/E·J = 2.13/384×(1.085×1.5⁴·10^-3)/(10⁴×0.781·10^-6) = 0.0039м.

f / l = 0.0039/1.5 = 1/384 < [f / l] = 1/135.

Максимальный изгибающий момент при втором сочетании нагрузок:

М₂ = 0,07·p·l² + 0.207·P·l = 0.07×0.288×1.5² + 0.207×2.4×1.5 = 0.79 кНм.

Здесь считаем, что благодаря защитному настилу, действие сосредоточенной нагрузки P распространяется на ширину 0,5м рабочего настила. Соответственно на ширине настила в 1м разместится два груза и расчетная сосредоточенная нагрузка составит P = 1,2·2 = 2,4 кН.

σ₂ = M₂/W = 0,79·10^-3/0,625·10^-4 = 12,64 МПа < R_и = 15,6 МПа.

3. РАСЧЕТ ПРОГОНОВ КОНСОЛЬНО-БАЛОЧНЫХ.

Исходные данные.

При шаге стропильных конструкций В = 4,5м принимаем консольно-балочные прогоны из бруса II сорта, размерами h_п×b_п = 125×150мм, согласно сортаменту пиломатериалов. Шаг прогонов с_п=1,5м. Уклон кровли  i = 1/12.

Согласно п. 3.1. табл. 3 СНиП II-25-80, расчетное сопротивление для древесины второго сорта прямоугольного сечения с размерами свыше 11см до 50см при высоте сечения свыше 11см до 50см   равно при изгибе R_и = 14 МПа. Модуль упругости древесины Е = 10000МПа.

Шарниры располагаем попарно через пролет, осуществляя их в виде «косого прируба». Расстояние от опор до шарнира принимаем х = 0,15L (равномоментное решение). Крайний пролет уменьшаем до 0,85L.

Расчетная схема консольно-балочного прогона.

Произведем сбор нагрузок на 1 кв.м прогона.

Таблица 2.

Вид нагрузки	Норматив. нагрузка кН/м2	Коэф-т надежн. по нагр. γf	Расчет. нагрузка кН/м2
Трехслойная рулонная кровля	0,09	1,3	0,117
Защитный настил 0,016×5	0,08	1,1	0,088
Рабочий настил 5·0,025×0,15×1/(0,15+0,1)	0,075	1,1	0,083
Прогон hп×bп×γ/сп = 0,125×0,15×5/1,5	0,0625	1,1	0,6875
Итого	pн = 0,3075		p = 0,357
Снеговая нагрузка	gн = 0,84	1,43	g = 1,2
Итого	qн = 1,1475		q = 1,557

Полная нагрузка на 1м.пог. при шаге прогонов 1,5:

нормативная q^н = 1,1475×1,5 = 1,72 кН/м;

расчетная q = 1,557×1,5 = 2,34 кН/м.

При расчете прогона надо иметь в виду, что прогон работает на косой изгиб. Геометрические характеристики сечения:

W_x = b×h²/6 = 0.125×0.15²/6 = 0.00047м³;

J_x = b×h³/12 = 0.125×0.15³/12 = 0.000035 м⁴;

W_x = h×b²/6 =0.15×0.125²/6 = 0.00039 м³;

J_x = h×b²/12 =0.15×0.125³/12 = 0.000024 м⁴.

Расчетная нагрузка при i = 1/12

q₁ = qsinα = 2.34×0.083 =0.19 кН/м; q₂ = qcosα = 2.34×0.996 =2.33 кН/м.

Изгибающие моменты в этом случае равны:

М_х = q₂l²/16 = 2,33×4,5²/16 = 2,95 кН·м;

М_y = q₁l²/16 = 0,19×4,5²/16 = 0,24 кН·м.

Расчет по первому предельному состоянию

Проверка прогона на прочность производится по формуле:

σ_и = M_x/W_x + M_y/W_y ≤ R_и

σ_и = (2.95·10^-3/0.00047) + (0.24·10^-3/0.00039) = 6.892 МПа < R_и = 14 МПа.

Расчет по второму предельному состоянию

Проверка прогона на прогиб производится по формуле:

(f /L) = [(f²_x/L)+(f²_y/L)]^0.5≤ [f/L]

(f_y/L) = (2.13q^н₁L³)/(384EI_y) = (2.13×0.142×4.5³)/(384×10⁷×0.000024) = 0.0003;

(f_x/L) = (2.13q^н₂L³)/(384EI_x) = (2.13×1.71×4.5³)/(384×10⁷×0.000035) = 0.0025;

(f/L) = [(0.0003)² + (0.0025)²]^0.5 = 0.002518 = 1/397 < 1/175.

4. РАСЧЕТ БАЛКИ КЛЕЕФАНЕРНОЙ ДВУХСКАТНОЙ С ПЛОСКИМИ СТЕНКАМИ