Курсовая работа изделия из древесины. Махнач ДЕРЕВО. КУрсовой Проект по дисциплине Конструкции из дерева и пластмасс (наименование учебной дисциплины) на тему Ограждающие и несущие конструкции здания

• Название: КУрсовой Проект по дисциплине Конструкции из дерева и пластмасс (наименование учебной дисциплины) на тему Ограждающие и несущие конструкции здания
• Анкор: Курсовая работа изделия из древесины
• Дата: 24.01.2023
• Размер: 0.62 Mb.
• Имя файла: Махнач ДЕРЕВО.docx
• Тип: Курсовой проект; #903534
• страница: 2 из 3

5. Проектирование круглой арки
5.1 Данные для расчёта
Пролет арки . Шаг конструкции .

Высота арки составит:

.

Покрытие - клеефанерные плиты.

Материал арки – сосна 1 сорта.
5.2 Выбор конструктивной схемы
В расчётную схему принимаем трех шарнирную арку.
Радиус кривизны арки определим по формуле:



Центральный угол составит:

:

Длина дуги арки:



5.3 Сбор нагрузок на арку
Определим нормативную и расчётную нагрузки от клеефанерной плиты размерами 6х1м.

Поскольку изменится длинна плиты (по сравнению с плитой, рассчитанной в п. 2), то аналогично табл.1 изменится нагрузка от крепёжных брусков и поперечных рёбер каркаса (п.4 и 6. табл.1):
Табл.2 – Сбор нагрузок на арку от собственного веса плиты 4,5х1.2м

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке, γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная нагрузка
1. Мягкая черепица KATEPAL 12,3 кг/м2	0,123	1,05	0,129
2. Фанерные обшивки (δф.в.+δф.н.)·γф=0,105	0,105	1,1	0,116
3. Продольные ребра каркаса = =(0,046·0,196·5·5)/0,98=0,225	0,23	1,1	0,253
4. Поперечные ребра каркаса = =(0,046·0,196·10·5)/5,98=0,075	0,075	1,1	0,082
5. Утеплитель – минеральная вата на основе базальтового волокна PAROG 37 γ=0,3 кН/м3; tу=50мм; = =(0,05·0,098·3·0,3)/0,98=0,045	0,045	1,2	0,054
6. Крепежные бруски сечением 25×25 мм	0,069	1,1	0,076
7. Пароизоляция FOLIAREX 110 г/м2	0,0011	1,2	0,002
Итого:	0,65	–	0,71

Снеговая нагрузка рассчитана ранее в п. 2.3. Рассмотрим снеговую нагрузку в двух вариантах – как равномерно распределённую и треугольную.

Равномерно распределённая нагрузка составит:



Где: - коэффициент, определяемый по формуле:

;

- коэффициент принимаемый 1.6;
Треугольная нагрузка составит:



Где: - коэффициент, принимаемый равным

- коэффициент принимаемый 1.6;
Определим нормативную и расчётную нагрузки от собственного веса арки по формуле:



Где: - коэффициент собственного веса арки , принимаемый равным 4.

Табл. 3 – Сбор нагрузок на арку
Вид нагрузки	Постоянная	Снеговая
Нормативная		Равномерно распределённая: Треугольная:
Расчётная	(B – грузовая ширина арки, равная шагу арок, 6м.)	Равномерно распределённая: Треугольная: ( - коэффициент надёжности по снеговой нагрузке, принимаемый равным 1.4 согласно п. 10.12[2])

5.4 Статический расчёт арки
Рассчитываем арку на следующие сочетания нагрузок:

1. 
   Постоянная + снеговая равномерно распределённая нагрузка по всему пролёту;
   
2. 
   Постоянная по всему пролёту + снеговая равномерно распределённая по длине равной половине пролёта.
   
3. 
   Постоянная по всему пролёту + снеговая по треугольной эпюре на половине пролёта
   

_{Сочетание 1 (} ). Опорные реакции от постоянной расчётной нагрузки:

_{Сочетание 1 (} ). Опорные реакции от постоянной расчётной нагрузки:





<sub>Опорные реакции от снеговой расчётной нагрузки:





Суммарные усилия от совместного действия постоянной и снеговой нагрузок:




Сочетание 2 (</sub> ). Опорные реакции от постоянной расчётной нагрузки аналогичны сочетанию 1.

<sub>Опорные реакции от снеговой расчётной нагрузки:




Суммарные усилия от совместного действия постоянной и снеговой нагрузок:</sub>





Наибольший изгибающий момент в сечении при :






_{Сочетание 3} ( ). Опорные реакции от постоянной расчётной нагрузки аналогичны сочетанию 1. Опорные реакции от снеговой треугольной расчётной нагрузки составят:












_{Суммарные усилия от совместного действия постоянной и снеговой нагрузок:}




Наибольший изгибающий момент в сечении при :






Наибольший изгибающий момент в сечении при :







Для этих сечений определим продольные усилия. Для сечения при :

Для сечения при :

На опорном шарнире усилия составят:



_{Вычислим усилия в ключевом шарнире при полном загружении:}


5.5 Определение геометрических характеристик сечения
Высоту поперечного сечения арки назначаем из условия

Поперечное сечение клееных деревянных арок рекомендуется принимать прямоугольным и постоянное по всей длине. Толщина слоев для изготовления арок при радиусе кривизны до 15 м принимается не более 4 см.
Высота сечения арки:


Ширина доски принимается 170 мм. При припуске фрезерования кромок заготовок с двух сторон при номинальной ширине заготовок 170 мм при толщине доски 40 мм припуск равен 5 мм, тогда ширина арки:



Площадь сечения:



Момент инерции:



Момент сопротивления:



5.6 Конструктивный расчёт арки
Гибкость в плоскости изгиба:



Проверка по сочетанию 2:



Где: - высота сжатой зоны;

- коэффициент вычисляемый при λ<70 по формуле: (а – коэффициент, для древесины принимаемый равным 0,8) ;

- расчётное сопротивление древесины, определяемое по формуле:

(коэффициенты условий работы принимаем )
Произведём проверку на прочность по сочетанию 3. Расчет на прочность внецентренно сжатых и сжато изгибаемых элементов производят по формуле:



Где: – изгибающий момент от действия поперечной и продольной нагрузок, определяем из расчета по деформированной схеме, по формуле:





Следовательно, условие прочности выполнено.

Проверка по сочетанию 2 не требуется, поскольку усилия значительно меньше усилий по сочетанию 3.

В загруженной снеговой нагрузкой половине арки верхняя кромка сечения испытывает сжатие, а нижняя – растяжение. Для обеспечения устойчивости плоской формы изгиба ставим через 6 м поперечные скатные связи, раскрепляющие верхние кромки арки.

В противоположной кромке арки нижняя кромка будет испытывать сжатие.


Гибкость в плоскости изгиба:



При >70:



Где: – коэффициент, для древесины равный =3000.
Проверим устойчивость арки при сочетании 3: