Гидротехническое строительство. 1. Исследование и изучение проектирования деревянных конструкций
 Скачать 220.7 Kb.
|
|
ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ………………………………………………….. 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ОБРЕШЕТКИ…………………… 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТРОПИЛЬНЫХ НОГ………….. 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТОЕК…………………………… 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ РИГЕЛЯ………………………….. ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………… ВВЕДЕНИЕ Цель: Расчет деревянных конструкций Задачи: 1. Исследование и изучение проектирования деревянных конструкций 2. Проектирование деревянных конструкций на практике Актуальность: Одним из важнейших направлений прогресса строительства, которое ведётся во всё возрастающих масштабах, является производство и применение лёгких и эффективных строительных конструкций. Повышение качества строительства, ускорение его темпов, снижение материалоёмкости, трудоёмкости и стоимости имеют огромное значение. Широкое применение в строительстве эффективных лёгких сборных конструкций заводского изготовления позволит существенно ускорить сооружение строительных объектов, упростить и снизить трудоёмкость работ по сооружению фундаментов, транспортированию и монтажу зданий и сооружений и получить благодаря этому значительный технико-экономический эффект. К числу лёгких строительных конструкций в первую очередь относятся деревянные конструкции. Деревянные конструкции являлись основными в течение многих веков и имеют широкие перспективы применения в современном облегчённом капитальном строительстве. Огромные лесные богатства нашей страны являются надёжной сырьевой базой производства деревянных строительных конструкций. Деревянные конструкции характеризуются малой массой, малой теплопроводностью, повышенной транспортабельностью и их перевозки на значительные расстояния вполне рациональны. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Исходные данные «Проект двускатной крыши» Таблица 1. Исходные данные
Вариант стропильной конструкции – 1 Нормативное значение веса снегового покрова Sg = на 1 м2 Уклон кровли – 45 градусов 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ОБРЕШОТКИ Нагрузки складываются из постоянных и переменных. Переменные нагрузки могут быть кратковременно и длительно действующими. В таблице 2 приведён порядок сбора нагрузки. Таблица 2. Таблица нагрузок действующих на обрешетку
Для асбестоцементных листов принимаем шаг обрешетки равным  . Шаг стропил задан  . Обрешетка работает на пролет, равный шагу стропил  .Рассчитаем обрешетку на косой изгиб по двухпролётной неразрезной схеме на два сочетания нагрузок: постоянную и снеговую (на прочность и жесткость); постоянную и монтажную (только на прочность) [13] Приведем расчетные нагрузки к нормальной и скатной составляющим по формулам: – постоянная погонная нормальная составляющая  ;– постоянная погонная скатная составляющая  ;– снеговая нормальная составляющая  ;– снеговая скатная составляющая  ;– монтажная нормальная составляющая  ; Рисунок 1. Конструктивная схема кровли – монтажная скатная составляющая  .Изгибающие моменты в двух плоскостях при 1-м загружении постоянной и снеговой нагрузками:  ; .Моменты сопротивления принятого сечения обрешетки 50х50 мм:  .Проверка прочности обрешетки при косом изгибе при 1-м загружении дает   .Следовательно, прочность обрешетки из брусков 50х50 мм при 1-м загружении обеспечена [5] Изгибающие моменты в двух плоскостях при 2-м загружении постоянной и монтажной нагрузках:  ; .Проверка прочности обрешетки при косом изгибе при 2-м загружении дает   .Следовательно, прочность обрешетки из брусков 50х50 мм при 2-м загружении не выполняется. Требуется увеличить размеры брусков до 50х75 (h) мм. Моменты сопротивления увеличенного сечения обрешетки 50х75(h) мм:  . .Проверка прочности обрешетки при косом изгибе при 2-м загружении дает  .Следовательно, прочность обрешетки из брусков 50х75(h) мм при 2-м загружении выполняется. Окончательно при шаге стропил 800 мм следует принять обрешетку из брусков bxh = 50х75(h) мм. Проверим жесткость обрешетки при косом изгибе на действие нормативных погонных нагрузок: – постоянная погонная нормальная составляющая  ;– постоянная погонная скатная составляющая  .– снеговая нормальная составляющая  ;– снеговая скатная составляющая  ;– суммарные погонные нормативные нагрузки: нормальная –  ;скатная –  .Моменты инерции окончательно принятого увеличенного сечения обрешетки 50х75(h) мм:  ; .Составляющие прогиба вычислим по формулам двухпролетной неразрезной балки: – прогиб от нормальной составляющей  ;– прогиб от скатной составляющей нагрузки  ;– вертикальный прогиб обрешётки  .Проверим относительный прогиб обрешетки  , что не превышает допускаемый прогиб для обрешеток 1/150. следовательно, жесткость обрешетки достаточна.2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТРОПИЛЬНЫХ НОГ Таблица 3. Действующие нагрузки на стропильные ноги
Стропилина, опираясь на ригель кровли и мауэрлат, работает на пролет  и воспринимает погонную нагрузку от обрешетки и кровли интенсивностью .Изгибающий момент в стропилине равен  .Продольная сила в стропилине равна  .Момент сопротивления принятого сечения стропилины 75х150 мм:  .Проверка прочности стропилины при изгибе при 1-м загружении дает  .Следовательно, прочность стропилины из брусков 75х150 мм при 1-м загружении не выполняется. Требуется увеличить размеры брусков до 100х250мм. Момент сопротивления принятого сечения стропилины 75х200 мм:  .Проверка прочности стропилины при изгибе при 1-м загружении дает  .Следовательно, прочность стропилины сечением 75х200 мм при 1-м загружении выполняется. Проверка прочности стропилины при загружении постоянной и монтажной нагрузкой выполняется на действие изгибающего момента по формуле   . Поскольку этот момент  , то прочность стропилины на монтажную нагрузку обеспечена. Рисунок 2. Вид стропильной ноги на полной схеме На рисунке 2 показан вид стропильной ноги на полной схеме. 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТОЕК Стойка имеет длину  и сжата продольным усилием   .Примем сечение стойки 100х100(h) площадью поперечного сечения  .Вычислим гибкости стойки в двух плоскостях: –  ;–  .Максимальная гибкость не превышает предельную  .Коэффициент продольного изгиба при  вычислим по формуле  .Проверка устойчивости стойки дает  . Таким образом, сечение стойки 100х100(h) мм можно уменьшить до 75х75(h) мм.Максимальная гибкость в этом случае составит величину   .Коэффициент продольного изгиба при  вычислим по формуле  .Проверка устойчивости стойки дает  .Принимаем окончательно сечение стойки 75х75(h) мм. Если в плоскости стропильных ног жесткость обеспечивается самими стропилами, то для противостояния значительным ветровым нагрузкам, действующим, например, со стороны фронтона, в каждом скате крыши устанавливают необходимое количество диагональных связей. Ими могут служить доски толщиной 30...40 мм, прибитые к основанию крайней стропильной ноги и к середине (или выше) соседней. Чтобы крышу не снесло ветром, стропильные ноги вместе с мауэрлатом надо накрепко связать со стенами. Для этого в кладку под стропильной ногой заделывают стальные шпильки (ерши) или заранее ставят закладные элементы, к которым стропильная нога притягивается скруткой из стальной проволоки диаметром 6 мм.  Рисунок 3. Полная конструктивная схема На рисунке 3 показана полная конструктивная схема крыши. 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ РИГЕЛЯ По характеру опирания при разрезной схеме ригель представляет собой однопролетные шарнирно опертые балки пролетом, равным шагу стоек  . Расчетная схема ригель приведена на рисунке 4 Рисунок 4. Расчетная схема ригеля по разрезанной схеме Сила P равна удвоенной реакции от стропилины: - расчетная –  ;- нормативная –  Максимальный изгибающий момент  .Из условия прочности находим требуемый момент сопротивления:  .Требуемый момент инерции ригеля вычислим по формуле  из условия жесткости  .При ширине ригеля  требуемая высота:– из условия прочности будет  ;– из условия жесткости будет  .Принимаем высоту сечения второстепенной балки  .Проверим прочность и жесткость сечения ригеля 100х150(h) мм. Геометрические характеристики принятого сечения:  ; .Нормальные напряжения изгиба  .Относительный прогиб ригеля  .Следовательно, прочность и жесткость принятого сечения ригеля обеспечена. Проверим прочность ригеля сечением 100х150(h) на скалывание у опор на опорную реакцию  .Максимальные касательные напряжения вычислим по формуле   .Прочность на скалывание не обеспечена. Увеличиваем сечение до 125х150(h) мм. Максимальные касательные напряжения вычислим по формуле  .Принятое сечение ригеля отвечает условиям прочности и жесткости. При консольно-балочной схеме стык ригеля средних пролетов принимается на расстояниях  от опор. При этом длина крайнего одноконсольного пролета будет равна  и среднего двухконсольного пролета  . Наибольшая конструктивная длина двухконсольного элемента главной балки с косым прирубом составит  , что меньше допускаемой стандартной длины пиломатериала 6,5 м. Рисунок 5. Расчетная схема ригеля при консольно-балочной схеме При такой равномоментной схеме изгибающие опорные и пролетные моменты равны  .Требуемый момент сопротивления ригеля будет  .Требуемый момент инерции ригеля вычислим по формуле из условия жесткости .При ширине ригеля требуемая высота:– из условия прочности будет  ;– из условия жесткости будет .Принимаем высоту сечения ригеля  .Проверим прочность и жесткость сечения ригеля 100х125(h) мм. Геометрические характеристики принятого сечения:  ; .Нормальные напряжения изгиба  .Относительный прогиб ригеля  .Следовательно, прочность и жесткость принятого сечения ригеля обеспечена. Проверим прочность ригеля сечением 100х150(h) на скалывание у опор на опорную реакцию  .Максимальные касательные напряжения вычислим по формуле  .Прочность на скалывание не обеспечена. Требуется увеличить размеры ригеля до 150х150 мм. Максимальные касательные напряжения вычислим по формуле  .Прочность на скалывание обеспечена. Принятое сечение ригеля отвечает условиям прочности и жесткости. Окончательно принимаем ригель с опиранием по разрезной схеме, так как сечение в данном случае более экономично. Расчет конькового узла Принимаем толщину накладки 50 мм с 2-х сторон, гвозди  .Расчетную несущую способность одного среза в односрезных и симметричных двухсрезных соединениях следует принимать как наименьшее значение из рассчитанных по приведенным ниже формулам  где  ;  ;  . Коэффициент  (см. п.9.4.1.7 [1]).Определяем количество гвоздей для крепления стропил двумя накладками:  .Принимаем 2 гвоздя  с каждой стороны. Всего 8 гвоздей.Определяем несущую способность:  .Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон для пробиваемых насквозь элементов толщиной не менее  равно  . Рисунок 6. Конструкция конькового узла Расчет карнизного узла Принимаем сечение опорного бруска 100х50(h) мм, гвозди .Расчетную несущую способность одного среза в односрезных и симметричных двухсрезных соединениях следует принимать как наименьшее значение из рассчитанных по приведенным ниже формулам  где ; ; . Коэффициент (см. п.9.4.1.7 [1]).Определяем количество гвоздей для крепления опорного бруска к стропилине:  .Принимаем 3 гвоздя .Определяем несущую способность:  .Расстояние между осями гвоздей принимаем равным . Рисунок 7. Конструкция карнизного узла Подбор сечения мауэрлата Сечение мауэрлата подбираем исходя из условия на смятие  .Сечение стропилины принято равным 75х200(h). Из равенства  найдем требуемую площадь смятия мауэрлата  .Поскольку  , то требуемая высота опирания стропилины на мауэрлат равна  . Принимаем конструктивно сечение мауэрлата 100х100(h).Сечение лежня Сечение лежня подбираем исходя из условия на смятие .Сечение стойки принято равным 75х75(h). Из равенства найдем требуемую площадь смятия мауэрлата  .Поскольку , то требуемая высота опирания стойки на лежень равна  . Принимаем конструктивно сечение лежня 100х100(h).Выбор защитных покрытий для деревянных конструкций Конструктивные меры защиты деревянных конструкций должны предусматриваться при проектировании и конструировании покрытия обязательно (см. п.5.3 [1]). Они должны включать: а) защиту древесины конструкций от непосредственного увлажнения осадками; б) защиту древесины конструкций от капиллярного и конденсационного увлажнения, для чего покрытие должно быть хорошо проветриваемым, открытыми во всех частях для осмотра, профилактического ремонта, возобновления био- и огнезащитной обработки древесины; в) не допускается глухая заделка концов балок и ферм в каменные стены; г) опирание несущих деревянных конструкций при непосредственном контакте с более теплопроводными материалами (кирпич, бетон, сталь) следует осуществлять через гидроизоляционные прокладки; д) рулонная пароизоляция укладывается между накатом и утеплителем сплошным непрерывным слоем без загибов; е) при применении стальной кровли, профнастила или металлочерепицы рекомендуется на обрешетку или настил укладывать протиконденсатную пленку сплошным слоем. Для обеспечения долговечности и повышения огнестойкости деревянные конструкции кровли, чердачного перекрытия необходимо применить химические меры защиты, для чего рекомендуется обработать все элементы огне- и биозащитными составами из перечисленных ниже (см. п.5.2.3 [1]). Рекомендуемые огне- и биозащитные составы 1-й группы огнезащитной эффективности: «СПАД-0» ТУ РБ 37482175.002-98 при расходе 270-290 г/м2; «СПАД-10» ТУ РБ 37482175.002-98 при расходе 340-350 г/м2; средство огнезащитное модифицированное ОК-ГФМ ТУ РБ 190007689.001-2000 при среднем расходе 377 г/м2;композиция огнезащитная для древесины ОК-ГФ ТУ РБ 28614941.003-96 при среднем расходе 330 мл/м2. Последние составы позволяют превратить деревянные конструкции в трудносгораемые. Охрана окружающей среды деревянных конструкций В последние годы лесной комплекс находится под пристальным вниманием властных структур. Взят прямой курс на его возрождение и подъем. Одним из главных направлений является организация комплексной переработки древесного сырья, внедрение новых технологий. Актуальность проблемы нарастает вместе с ростом мировых объемов производства и накопления отходов в производственной сфере. Сегодня в решении этой проблемы реализуются, в основном, технические и технологические возможности. Комплексность использования древесного сырья на уровне деревоперерабатывающих производств должна предусматривать вовлечение в технологический процесс всего объема древесных ресурсов, включая в хозяйственный оборот и отходы основных производств. В России проблема утилизации древесных отходов относится к числу наиболее актуальных, так как при существующих в настоящее время методах переработки теряется почти половина биомассы дерева, что, естественно, говорит о низком уровне технологических процессов деревообработки. Современная деревообрабатывающая промышленность, производство мебели, фанеры, древесностружечных (ДСП) и древесноволокнистых (ДВП) плит имеют разнообразные виды отходов, загрязняющих окружающую среду. Отдельные технологические процессы указанных производств сопровождаются выделением и выбросом в атмосферу загрязняющих веществ. Последние образуются как в основных технологических процессах, так и во вспомогательных подразделениях (котельные, сварочные посты, кузницы и т.д.). От технологических линий в атмосферу поступают твердые пылевидные отходы — древесная и лакокрасочная пыль, а также парогазовоздушные отходы: летучие компоненты лакокрасочных материалов и растворителей, пары смолосодержащих клеевых материалов. Механическая обработка древесины связана с выделением загрязняющих веществ (древесная пыль, опилки, стружка). В лесопильных цехах при распиловке лесоматериалов хвойных и лиственных пород образуется кора, горбыль,опилки. Древесная пыль от лесорам не выделяется. В деревообрабатывающих цехах в процессах раскроя пиломатериалов на заготовки и рейки, в цехах по изготовлению оконных и дверных блоков, дверей, досок пола, паркета, плинтусов, заготовок мебели, товаров культбыта, тары и др. выделяется древесная пыль. Источниками выделения древесной пыли являются циркульные пилы, торцовочные станки, станки фуговальные, рейсмусовые, сверлильные, фрезерные, строгальные, шипорезные, шлифовальные и др. При производстве этих операций образуется пыль различной крупности. Источниками выбросов древесной пыли в атмосферу являются трубы пылеулавливающих сооружений. В производстве щепы источниками выделения древесной пыли являются рубительные машины различных марок, дробильные установки сортировки щепы. Источниками выбросов в атмосферу являются трубы пылеуловителей, трубопроводы в местах разгрузки щепы, открытые склады хранения щепы. В производстве древесностружечных плит при изготовлении и сортировке щепы, изготовлении стружки, при механической обработке плит (обрезка, шлифование, раскрой) выделяются отходы древесины, в т.ч. древесная пыль. В процессе пропитки стружки смолой, горячего прессования, охлаждения, выдержки плит выделяются вредные парогазовоздушные смеси из расходуемых смолосодержащих материалов. На всех этапах технологического процесса производства фанеры происходит выделение загрязняющих веществ При механической обработке древесины в производстве мебели (раскрой пиломатериалов на заготовки, сверление, строгание, фрезерование, шлифование и др.) образуется значительное количество отходов (стружки, опилки, древесная пыль). При шлифовании и полировании лакового покрытия образующая пыль содержит частицы абразивного материала, отвердевших полиэфирных и нитроцеллюлозных лаков. Удаление отходов осуществляется системами пневмотранспорта и аспирации с очисткой воздуха в пылеулавливающем оборудовании (циклонах, фильтрах, скрубберах). ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной курсовой работе мы изучили и сделали расчет по деревянным конструкциям, а именно по двускатной крыше. Расчет производится по изначальным исходным данным и определенным документам по ГОСТ. Данная курсовая работа соответствует всем требованиям по расчету деревянным конструкциям в СНиП (строительных нормах и правилах). СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Альберт Д. Библия работ по дереву [Тексті / Д. Альберт, Д. Дэвид. — М.: ACT: Кладезь, 2018. — 321 с. 2. Котельников В.С. Большой справочник столяра. Все виды столярно-плотницких работ своими руками [Текст] / В.С. Котельников. — Ростов-н/Д.: Феникс, 2019. — 216 с. 3. Рыкунин С.Н. Технология деревообработки [Текст]: учебник для проф.-техн. училищ / С.Н. Рыкунин, Л.Н. Кандалина. — М.: Академия, 2018. — 352 с. 4. Расев А.И. Сушка древесины [Текст]: учебник для вузов /2019 – 300 с. 5. Клюев Г.И. Справочник мастера столярного и мебельного производства [Текст] / Г.И. Клюев. — М.: Академия, 2018. — 368 с. 6. Бобиков П.Д. Изготовление столярно-мебельных изделий [Текст]: учебник для проф.-техн. училищ / П.Д. Бобиков. — М.: Академия, 2019. — 360 с. 7. Фокин С.В. Столярно-плотничные работы [Текст]: учебник для проф.-техн. училищ / С.В. Фокин, О.Н. Шпортько. — М.: Альфа-М, ИНФРА-М, 2019. - 336 с. 9. Любченко В.И. Резание древесины и древесных материалов [Текст]: учеб, пособие для вузов / В.И. Любченко. — М.: Лесная промышленность, 2019. — 296 с. 10. Бершадский А.Л. Резание древесины [Текст]: учеб, пособие для вузов / А.Л. Бершадский, Н.И. Цветкова. — Минск, 2019. — 304 с. 11. Суханов В.Г. Основы резания древесных материалов и конструкции дереворежущего инструмента [Текст]: учеб, пособие /B. Г. Суханов, В.В. Кишенков. — М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2017. — 199 с. 12. Балихин В.В. Технология ремонта машин и оборудования [Текст]: учебник для вузов / В.В. Балихин, В.В. Быков, Н.Ю. Иванов. - СПб.: СПбГЛТА, 2018. - 524 с. 13. Деревообработка [Текст]: сборник / под ред. В. Нуча. — М.: Техносфера, 2017. — 848 с. 14. Левадный В.С. Обработка дерева на станках [Текст] / В.С. Ле-вадный, Ю.А. Черный. — М., 2018. — 384 с. 15. Строительные нормы и правила. СНиП П-25—80. Нормы проектирования. Деревянные конструкции [Текст] : угв. и введ. в действие 1 января 1982 г. — М.: Стройиздат,2018. — 66 с. 16. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП П-25-80) [Текст] / ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. - М.: Стройиздат, 2018. — 215 с. 17. СП 64.13330. 2011. Деревянные конструкции // Актуализированная редакция СНиП 11—25—80. 18. Гапоев, М. М. Конструкции из дерева и пластмасс [Текст] : учебник / М. М. Гапоев [и др. ]. — М.: Издательство АСВ, 2018. — 440 с. 19. Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования [Текст]: учеб, пособие / Ю. В. Слицкоухов [и др.]; под ред. Ю. В. Слицкоухова. — М.: Стройиздат, 2018. — 256 с. 20. Вдовин, В. М. Проектирование ограждающих конструкций из дерева и пластмасс [Текст] : учеб, пособие / В. М. Вдовин. — 3-е изд., доп. — Пенза : ПГУАС, 2019. — 175 с. 21. Шмидт, А. Б. Атлас строительных конструкций из клееной древесины и водостойкой фанеры [Текст] : учеб, пособие /A. Б. Шмидт, II. А. Дмитриев. — М.: Изд-во АСВ, 2019. — 292 с. 22. Вдовин, В. М. Сборник задач, практические методы их решения и контрольные вопросы для самоподготовки по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс» | Текст] : учеб, пособие /B. М. Вдовин, В. Н. Карпов. — М.: Издательство Ассоциация строительных вузов, 2018. — 212 с. 23. Вдовин, В. М. Вклеенные металлические шайбы в соединениях деревянных конструкций [Текст] / В. М. Вдовин, М. В. Ари- скин, Д. Д. Ишмаева. — Пенза : ПГУАС, 2018. — 184 с. 23. Вдовин, В. М. Вклеенные кольцевые шпонки в соединениях деревянных конструкций [Текст] / В. М. Вдовин, В. Н. Карпов, М. С. Галахов. — Пенза : ПГУАС, 2018. — 172 с. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
