Contribution to International Economy

  • Конструкции из дерева и пластмасс
Содержание
1. Расчет дощатого настила…………………………………………………… 3
2. Расчет неразрезных прогонов………………………………………………. 5
3. Расчет двухшарнирной рамы……………………………………………….. 8
4. Клеефанерная балка с плоской стенкой …………………………………… 11
5. Расчет стойки навеса………………………………………………………… 15
Список использованной литературы………………………………………….
1 Расчет дощатого настила
Расчет снеговой нагрузки

- нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли =1 кН/м2 (для Санкт-Петербурга);
- коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие =1 при α≤25°;
- понижающие коэффициенты, учитывающие уменьшение снеговой нагрузки за счет разрушающего воздействия ветра,
К=1,2-0,1V=1,2-0,4=0,8
V=4 м/c
К1=1 т.к. покрытие пологое (рубероид).
кН/м2
т.1
Сбор нагрузок на рабочий настил
Подсчет нагрузок Нормативное γf Расчетное
Рубероидная кровля 0,1 1,3 0,13
Защитный настил δ=16 мм 0,08 1,1 0,09
Рабочий настил δ=19 мм 0,095 1,1 0,105
Итого g=0,275 0,325
Снеговая нагрузка

<0.8 тогда &#947;f=1,6;
кН/м2;
Расчет по I сочетанию нагрузок.
Принимаем bн=1 м (расчетная ширина настила).
Произведем сбор нагрузок на 1 м2 грузовой площади настила


=0,9 в зависимости от класса отвесности сооружения
кН/м;
кН/м;
где 5,71°=arctg I – угол наклона ската.
Вертикальная нагрузка на настил
Для нормативных нагрузок
кН/м;
кН/м;
кНм
где - шаг прогонов =1 м;
см;
где по формуле кН/см2;
=13 мПа – для сосны III сорта; =1
см.
Расчет по второму сочетанию нагрузок.
При bн=50 см
gcв=0,105 кН/м2 – из таблицы сбора нагрузок.
кН/м;
кН/м;
кН/м;
кН; кН.
Определяем максимальный изгибающий момент от расчетных нагрузок
кНм
см;
Наибольшую требуемую толщину настила в данном расчете дает условие прочности по второму сочетанию нагрузок:
1,32>0,99>0,906см
Окончательную толщину настила принимаем равной hн=19мм;
Ограждающая конструкция покрытия.
1 – рубероидная кровля;
2 – защитный сплошной настил из досок &#948;=16 мм;
3 – рабочий настил из досок &#948;=19 мм;
4 – прогон из спаренных досок 2х60хh мм (h – по расчету).
2 Расчет неразрезных прогонов
Прогоны рассчитывают только на эксплуатационную нагрузку (по прочности и жесткости).
Составляющие нагрузки на прогон.
Т. 2
Сбор нагрузок на 1м2 грузовой площади прогона
Подсчет нагрузок Нормативные &#947;f Расчетное
Постоянное от покрытия (см.т.1.) gн =0,275 g=0,325
Прогоны из спаренных досок 2х60х200мм впр=1м
1,1
0,132
5•2•0,06•0,2/1=0,12 0,8 1,6 1,28
Подсчет снеговой нагрузки

при этом &#947;f=1,6.
Определяем интенсивность общей нагрузки на прогон


кН/м;
кН/м;
кН/м;
кН/м;
м.
кНм
Высота сечения прогона
см;
где b=2c=2•6=12 см

см.
Поскольку в обоих случаях высота прогона оказалась небольшой, то принимаем h&#8776;b/24=600/24=25 см
Окончательную высоту прогона назначаем конструктивно h=15 см.
Расчет стыка прогонов
Стыки прогонов размещают на расстоянии х=0,21 от оси опор, то есть в нулевых точках эпюры изгибающих моментов М=0; Q&#8800;0
Примем встычке двухрядное расположение гвоздей
Найдем размеры S1, S2, S3; примем гвозди с drb=5 мм=0,5 см, тогда
с=6 см>10•0,5=7,5 см; принимаем конструктивно S1=8 см; S2=S3=4•0,5=2 см.
Принимаем S2=S3=5 см; с1=1,5•S1=1,5•8=12 см =0,12 м;
Хгв=0,21•l-с1=0,21•6-0,12=1,14 м;
Тс=0,35•сdгвm*=0,35•6•0,5•1=1,05 кН;
А=с-1,5dгв=6-1,5•0,5=5,25>0,35•6=2,1 см

Из т. 5.2 (методичка) имеем Кн=0,375
Тd=0,375•5,25•0,5•1=0,98 кН
Тu=(2,5•dгв2+0,01а2)m*=0,9 кН;
кН;
Тогда Тmin=0,9 кН.
Рассчитываем количество гвоздей в стыке
шт.
Принимаем конструктивно 4 гвоздя (по два в каждом ряду)
3. Расчет двухшарнирной рамы
Рама 1 раз статически неопределимая. В качестве лишнего неизвестного принимают осевое усилие в ригеле рамы (Метод сил).
Сбор нагрузок
Ветровая нагрузка
=0,3•1•0,8•6•1,2•0,9=1,55 кН/м

=0,3•1•0,6•6•1,2•0,9=1,16 кН/м
где
н.
н.
Собственный вес стойки:
&#947;др=5 кН/м3
мм
мм
н.
Нагрузка от собственного веса балки покрытия
кН/м2
Постоянное расчетное давление на стойку от покрытия
кН
От снеговой нагрузки
кН
От стенового ограждения с учетом элементов крепления
кН.
Определяем внутренние усилие в стойках рамы:
Основная система метода сил
Из уравнения

От
кН;
От
кН
От Рст
кНм;
м;
кН;
Рассчитываем отдельно левую и правую консольные стойки:
;
кНм;
кН;
кН, где к=0,9 – коэффициент сочетания, учитывающий действие двух временных нагрузок.
кНм;
кН;
кНм;
кН
кН.
4. Клеефанерная балка с плоской стенкой
Спроектировать и рассчитать клеефанерную балку неотапливаемого здания (навес) в г. Санкт-Петербург. Класс надежности здания &#947;n=0,9; пролет балки 11 м, шаг 6,0 м.
Ограждающие конструкции – рубероид по настилу и прогонам с уклоном 1/10. Материал древесина – сосна 2-го сорта (ГОСТ 8486-86Е).
Нагрузка от покрытия gн=0,395 кН/м2; g=0,474 кН/м2.
Силовая нагрузка Р=0,8•1,6=1,28 кН/м2.
кН/м2;
м;
кН/м2.
Полная нагрузка на 1 м балки
кН/м;
кН/м;
Расчетное усилие
кНм;
кН.
Выбор конструкции балки
Пояса выполняем из составных досок 2 сорта, стену из фанеры марки ФЭФ, компонуем балку с параллельными кромками коробчатого сечения с двумя фанерными стенками.
(рисунок)
Принимаем ; м
Согласуясь с нормативами фанерных листов h=1220-2x35=1150 мм.
Длина балки мм.
Поперечные ребра устанавливаются через 1 м, т.е. под прогонами
мм; высота пояса мм.
По сортаменту принимаем доски ГОСТ 8486-66 b=150 мм;
hп=150-2•3=144 мм;
толщину стенки определяем из следующих условий
см.
Конструктивно принимаем мм. Ширина пояса bп и число досок в них определяется по расчету.
Конструктивный расчет
(рисунок)
; находим см2;
см4;
см4;
- момент инерции пояса;
Едр и Еф – модули упругости соответственно древесины и фанеры.
Из выражения получаем
см2
;
см;
в качестве исходной заготовки принимаем доску, d=40 мм, а с учетом острожки 40-2•3,5=33 мм;
компонуем пояс из 5 досок
5•3,3=16,5> см;
Fп=16,5•14,4=237,6 см2;
Определяем приведенные к фанере и древесине характеристики
.
см4;
см3;
см4;
см3.
1. Проверка нижнего пояса

2. Проверка верхнего пояса .
Через 3,6 м по длине балки устанавливаются поперечные связи
;
;
.
3. Проверка прочности стенки в опасном сечении на действие главных растягивающих напряжений:
.
Опасное сечение в свободно опертых балках принимается под ближайшим к опоре сосредоточенным грузом; при нагружении балки равномерно распределенной нагрузкой проверка может не производится.
4. проверка устойчивости стенки производится в середине первой от опоры панели по формуле
;
ширина опорного ребра мм;
ширина поперечного ребра мм; d=830-70=760 мм.
(рисунок)
Если d<hст, то hрасч=d.
760<862, то hрасч=760 мм. Определим поперечную силу Q и момент М в середине первой панели:
мм;
кН;
кНм;
кН/см2;
;
см4
кu и к&#964;

кu=21,5; к&#964;=3,7 по СниП II-25-80;
.
5. Проверка фанерной стенки на срез производится по формуле
;
см3.
6. Проверка клеевого шва производится по формуле:
.
7. Проверка прогиба производится по формуле:
;
см;
где при &#946;=1 (балка с параллельными кромками)
k=1; с=(45,3-6,9&#946;)&#947;=(45,3-6,9)2,36=90,6;
;
см;
hст=h1 по СниП II-25-80;
.
5. Расчет стойки навеса
Спроектировать и рассчитать стойку навеса пролетом 11 м, с шагом 6 м, Н=5,5 м. Класс ответственности здания &#947;п=0,9. Материал стоек древесина 2-го сорта ГОСТ8486-86Е.
Конструктивный расчет
Принимаем стойку прямоугольного постоянного по высоте сечения из 20 досок. Толщиной 3,3 см, шириной 17 см (после острожки). В расчете учитываем ослабленное вырезами (для крепления анкерных болтов) сечение. Тогда:
h=3,3•14=46,2 см, b=17 см, h/b=46,2/17=2,71<5
F=17•46,2=785,4 см2; см3;
см4.
Прочность поперечного сечения по нормальным напряжениям
;
кНм;
где ;
.
Вдоль здания стойки раскреплены вертикальными связями и верхним обвязочным бруском-распоркой. Связи раскрепляют обе наружные кромки стойки.
Проверим устойчивость плоской формы деформирования с учетом подкрепления сжатой и растянутой кромок.
; ;

;
;
где hн=46,2+3,3•6=66 см; &#945;р=0; m=1; кф=2,32.

;
;
.
Проверим клеевые швы:
; ;
где см3; см4.
Крепление стойки к фундаменту осуществляется с помощью анкерных болтов, закрепленных к стальным траверсам.
Расчет болтов ведет по максимальному растягивающему усилию при действии постоянной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке &#947;f=0,9.
кН;
кНм.
Напряжение на поверхности фундамента
;
кНсм;
;
.
Вычисляем размеры участков эпюры напряжений:
см; см;
см.
Усилие в анкерных болтах
Площадь сечения болта
кН;
см2; d=20 мм по СНиП II-23-81* см2;
кН/см2 – расчетное сопротивление стального болта. Траверсу для крепления стальных болтов рассчитываем, как балку
кНсм.
Из условия размещения анкерных болтов d=20 мм принимаем <100х8; Ix=147 см4; z0=2,75 см (ГОСТ 8509-86*).
;
.
Прочность клеевого шва от действия усилия я достаточна.
Расчет опорного узла стойки
;
m*=1; ;
см; принимаем е<220х10.
Расчет опорного узла балки
V=52,04 кН;
b=18,5 см.

см.
Принимаем конструктивно а=150 см.
Список использованной литературы
1. Методические указания по выполнению курсового проекта «Конструкции из дерева и пластмасс» к разделу «Ограждающие конструкции». И.М. Гринь, Ю.Г. Перетятько. ХИСИ, 1989.
2. Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. И.М. Гринь, 1979.
3. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. – М.: Стройиздат, 1982.
4. СНиП II-23-81. Стальные конструкции. – М.: Стройиздат, 1982.


Другие работы по теме: