Курсовой проект по деревянным конструкциям. Курсовой проект по дисциплине Конструкции из дерева и пластмасс

Название	Курсовой проект по дисциплине Конструкции из дерева и пластмасс
Анкор	Курсовой проект по деревянным конструкциям
Дата	12.04.2022
Размер	487.87 Kb.
Формат файла
Имя файла	KP_po_DK_PZ.docx
Тип	Курсовой проект #467137
страница	2 из 4

1 2 3 4

2.5 Расчёт плиты по первой группе предельных состояний

Расчётные значения внутренних усилий в плите:

(27)

(28)

Нижняя фанерная обшивка:

_0,6

_{Условие выполняется, недонапряжение – 78,1 %}

_{Верхняя сжатая фанерная обшивка:}

Условие выполняется, недонапряжение – 30,8 %

Проверка верхней обшивки на местный изгиб:

Проверка выполняется от сосредоточенного груза Р = 1200 Н с коэффициентом перегрузки n = 1,2 при ширине расчетной полосы

по схеме, приведенной на рисунке 3.

Рисунок 3 – Расчётная схема верхней обшивки при проверке на местный изгиб

(29)

(30)

_{Условие выполняется, недонапряжение – 7,9 %.}

_{Проверка на скалывание при изгибе:}

_{Рёбра по нейтральному слою}

(31)

Условие выполняется, недонапряжение – 88,9 %.

Клеевой шов между рёбрами и обшивкой:

(32)

Условие выполняется, недонапряжение – 93,8 %.

Согласно расчёту, принятые размеры удовлетворяют требованиям прочности.

2.6 Расчёт плиты по второй группе предельных состояний

Прогиб плиты определяется с учётом деформаций сдвига по формуле:

(33)

где

– т.к. высота плиты постоянна;

(34)

– так как высота панели постоянна;

(35)

(36)

(37)

Условие выполняется, недонапряжение – 8,05 %.

Плита покрытия удовлетворяет требованиям жесткости.

3 Проектирование двускатной клееной дощатой балки

3.1 Предварительный подбор сечения балки

В качестве несущей конструкции принимаем двускатную клеёную дощатую балку пролётом 18 м переменной высоты с уклоном 1:20. Расстановка балок здания через 4 м. Клеефанерные панели укладывают непосредственно на балку.

Балка изготовлена из досок сосны 1 сорта.

Расчётный пролёт балки с учётом опирания:

(38)

Принимаем высоту балки в середине примерно равной

Подбор досок осуществляем по [6]: примем номинальные размеры досок 200 х 40 мм. С учётом припусков на обработку по [7]: 140 х 33 мм. Дощатоклееные элементы балки склеивают синтетическим клеем резорцинофенольным марки ФР-12. Примем клеёную конструкцию балки, из 37 элементов толщиной 33 мм:

Тогда общие габариты балки: 190х1221 мм.

При уклоне 1/20 высота балки на опоре равна 1200-(0,5·18000)/20 = 750 мм, принимаем клеёную конструкцию балки из 23 элементов общей толщиной

759 мм.

Расчётные характеристики материалов

Определим коэффициенты условия работы по п. 6.9 [1]:

- m_в= 1 – условия эксплуатации конструкции, класс 1;

- m_т= 1 – эксплуатация при температуре воздуха 20⁰С;

- m_б= 0,8 – высота сечения балки больше 120 см;

- m₀= 1 – ослабления отсутствуют;

- m_а= 1 – балка не имеет глубокой пропитки антипиреном;

- m_сл= 1 - толщина слоя 33 мм;

- m_гн= 1 – балка не является гнутой конструкцией;

- mcc = 1 – срок службы 50 лет;

- m_см= 1 – древесина работает не на смятие поперёк волокон.

(39)

Расчётное сопротивление находится по формуле (п.6.1 [1]):

(40)

где R_а принимаем по таблице 3 [1].

m_дл= 0,66 - коэффициент длительной прочности для совместного действия постоянной и кратковременной снеговой нагрузок из таблицы 4 [1].

- расчётное сопротивление изгибу, сжатию, смятию вдоль волокон:

R_с= 21·0,66·0,8 = 11,09 МПа

- расчётное сопротивление скалыванию вдоль волокон:

R_ск= 2,4·0,66·0,8 = 1,27 МПа

Модуль упругости древесины вдоль волокон принимаем по п.5.3 [1] с учётом различных условий эксплуатации приведённых в п. 5.5 [1]:

Е = 10000·1·1·1 = 10000 МПа

Сбор нагрузок

Таблица 2 – Сбор нагрузок на двускатную дощатую балку

Конструктивные элементы и нагрузки	Нормативная нагрузка, Па	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка, Па
Постоянные нагрузки
Рубероидная кровля	150	1,3	195
Плита покрытия
Фанерные обшивки	96,138	1,1	105,75
Продольные рёбра	110,59	1,1	121,65
Поперечные рёбра	30,85	1,1	33,94
Утеплитель	158,12	1,2	189,74
Пароизоляция	19,13	1,2	22,96
Слой пергамина на битумной мастике	30	1,2	36
Собственный вес балки	192,08	1,2	230,5
Сумма	636,9		763,32
Временные нагрузки
Снеговая нагрузка на горизонтальную поверхность	956	1,4	1338,4
Всего полная нагрузка	1592,9		2101,72

Собственный вес балки определяется из выражения:

(41)

где k_св = 7 – коэффициент собственного веса для дощатой клееной двускатной балки.

Нормативная нагрузка на 1 м балки:

(42)

Расчётная нагрузка на 1 м балки:

(43)

3.4 Расчёт балки по первой группе предельных состояний

Расчётные значения внутренних усилий балки:

(44)

(45)

Требуемая высота балки в опорном сечении:

(46)

Выбранная высота сечения

удовлетворяет требованиям прочности по скалыванию.

Ширина балки

должна удовлетворять условию

Условие выполняется.

Расстояние от левой опоры до сечения с максимальным нормальным напряжением определяем по формуле:

(47)

Изгибающий момент в этом сечении:

(48)

Высота балки в расчётном сечении:

(49)

Момент сопротивления расчетного сечения:

Проверка расчётного сечения по нормальным напряжениям:0

_{Условие выполняется,}недонапряжение – 26 %.

Проверка устойчивости плоской формы деформирования:

(50)

– коэффициент устойчивости из плоскости;

- коэффициент, зависящий от формы эпюры моментов,

= 1,13 по таблице E.2 [1];

– коэффициент, зависящий от формы эпюры моментов и формы балки,

по таблице E.3 [1];

= 1,5 м - расстояние между точками раскрепления верхнего пояса балки, равное ширине панели покрытия.

Условие выполняется, недонапряжение – 20 %.

Проверка опорного сечения по условию прочности на скалывание в опорном сечении балки не требуется, т.к. ширина сечения балки была принята больше требуемой.

Согласно расчёту, принятые размеры удовлетворяют требованиям прочности.

3.5 Расчёт балки по второй группе предельных состояний

Момент инерции сечения в середине пролёта:

(51)

Коэффициент, учитывающий переменность сечения:

(52)

Коэффициент, учитывающий деформации сдвига:

(53)

Прогиб балки постоянного сечения высотой

без учёта деформации сдвига:

(54)

Прогиб балки, учитывающий переменность сечения и деформации сдвига:

(55)

Условие выполняется, недонапряжение – 20%.

Согласно расчёту, балка удовлетворяет требованиям жёсткости.

4 Конструирование и расчет дощатоклееной колонны

4.1 Предварительный подбор сечения колонны

Предельная гибкость для колонны составляет 120. При подборе размеров сечения колонн целесообразно задаваться гибкостью 100. Тогда при λ = 100;

(56)

– гибкость по оси x;

H – высота колонны;

- радиус инерции относительно оси х;

– требуемая высота сечения колонны.

При Н = 8 м:

Ширина сечения определяется из условия:

Принимаем доски из сосны 1 сорта по [6] размером 250 х 40 мм, с учётом припусков на механическую обработку [7] – 240 х 33 мм. С учетом принятых размеров досок высота сечения:

.

Принятое сечение колонны

4.2 Расчётные характеристики материалов

Определим коэффициенты условия работы по п. 6.9 [1]:

- m_в= 1 – условия эксплуатации конструкции, класс 1;

- m_т= 1 – эксплуатация при температуре воздуха 20⁰С;

- m_б= 1– высота сечения колонны до 50 см;

- m₀= 1 – ослабления отсутствуют;

- m_а= 0,9 – стойки имеют глубокую пропитку антипиреном под давлением;

- m_сл= 1 – толщина слоя 33 мм;

- m_гн= 1 – колонна не является гнутой конструкцией;

- mcc = 1 – срок службы 50 лет;

- m_см= 1 – древесина работает не на смятие поперек волокон;

1 2 3 4