деревянные конструкции. Содержание Исходные данные

• Название: Содержание Исходные данные
• Дата: 07.11.2021
• Размер: 1.49 Mb.
• Имя файла: деревянные конструкции.doc
• Тип: Документы; #265191
• страница: 1 из 3

Содержание

Содержание ...……………………………………………………………....... 1.Исходные данные………………………………………………………… 2.Расчет панели покрытия ………………………………………………… 2.1. Сбор нагрузок…………………………………………………. 2.2.Проверка устойчивости……………………………………….. 2.3.Проверка на скалывание ребер панели………………………. 3.Расчет и конструирование фермы………………………………………. 3.1. Сбор нагрузок…………………………………………………. 3.2.Подбор сечений элементов фермы……………………………. 3.3.Расчет и конструирование узловых соединений………. 4. Расчет и конструирование основной стойки каркаса………………… 5. Конструкция и расчет закрепления стоек в фундаментах…………… 6. Защита от загнивания…………………………………………………... 7. Защита от возгорания…………………………………………………… 8. Защита деревянных конструкций при транспортировке, складировании и хранении……………………………………………………… Список использованной литературы……………………………………..

Стр. 1 2 2 2 4 4 5 5 8 10 17 21 23 25 25 26

1.Исходные данные

Шифр - 038

Схема основных несущих конструкций здания:



Рис.1. Схема конструкций здания.
Пролет L=20м, высота Н=7,5м, шаг основных конструкций В=4м.

Район строительства – Омск.

Расчетная нагрузка от веса снегового покрова S=120 кгс/м ².

Нормативная нагрузка от напора скоростного ветра w =30 кгс/м .

Тепловой режим здания – теплый.

Сечение стоек каркаса – составная стойка из бревен или решетчатая.

Тип конструкции покрытия – беспрогонное покрытие.
2.Расчет панели покрытия
2.1. Сбор нагрузок

Постоянная нагрузка:




Снеговая нагрузка:


Прочность растянутой фанерной обшивки плит (рис. 2) и панелей следует проверять по формуле:



Рис.1. Клейфанерная плита перекрытия с утиплителем.
,

где М – расчетный изгибающий момент;

R_фр – расчетное сопротивление изгибу фанеры;

W_рас – приведенный момент сопротивления поперечного сечения элемента





I_пр – момент инерции сечения, приведенного к фанере:


где I_ф – момент инерции поперечного сечения фанерных обшивок;

I_д – момент инерции поперечного сечения деревянных ребер каркаса;

Е_д /Е_ф – отношение модулей упругости древесины и фанеры.
L=4> l_r = 0.9 l=0.9*1.5=1.35м








2.2.Проверка устойчивости


 50;

При , то




2.3.Проверка на скалывание ребер панели



где Q – расчетная поперечная сила;

S_пр – приведенный статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

I_пр –приведенный момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

b_рас – расчетная ширина сечения элемента;

R_ск – расчетное сопротивление скалыванию при изгибе.







3. Расчет и конструирование фермы
3.1. Сбор нагрузок
Постоянная нагрузка, вес панели покрытия:

,

Вес балки учитывается расчетным комплексом. Снеговая нагрузка:

,

Геометрическая схема фермы:


Рис.1._Схема_конструкций_фермы.'>Рис.1. Схема конструкций фермы.
Высота фермы Н = (1/5-1/6)L. Принимаем Н = 3,5 м, тогда arctgα=4/20=0,2 и α = 19°; sinα= 0,3256; cosα=0,9455. Длина ската верхнего пояса АБ = = = 10,6 м. Ферма четырехпанельная по верхнему поясу, трехпанельная по ниж­нему поясу; скат состоит из двух элементов одинаковой длины; стойка примыкает к верхнему поясу в месте стыка элементов и расположена перпендикулярно к нему. Длина панелей верхнего пояса АВ = ВБ = 10,6/2 = 5,3 м.

Строительный подъем фермы создается за счет уменьшения длины стоек решетки ВД и В'Д' на величину 0,2/cosα = 0,212м, здесь 20см = L/100 — строительный подъем. Тогда длина стоек ВД = В'Д' = 1,853 - 0,212 = 1,641 м. Длины элементов АД = ДБ = = = 5,613 м. Длина эле­мента ДД' = 2 = 8,775 м. Геометрическая схема фермы показана на рис. выше.

Расчетная схема программного комплекса:
Рис.1. Расчетная схемы фермы программного комплекса «Лира».

Таблица РСУ (стержни)
			Усилия
№ элем	№ сечен	Тип РСУ	N (т)	My (т*м)	Qz (т)	№№ загружения
1	1	2	-27.425	-2.108	3.657	1 2 3
1	2	2	-26.284	3.263	0.398	1 2 3
1	3	2	-25.144	0.000	-2.862	1 2 3
2	1	2	-27.433	-2.108	2.842	1 2 4
2	2	2	-26.758	2.389	0.320	1 2 3
2	2	2	-28.289	2.183	0.398	1 2 4
2	3	2	-29.144	0.000	-2.046	1 2 4
2	3	2	-27.614	0.000	-2.124	1 2 3
3	1	2	-29.144	0.000	2.046	1 2 3
3	1	2	-27.614	0.000	2.124	1 2 4
3	2	2	-26.758	2.389	-0.320	1 2 4
3	2	2	-28.289	2.183	-0.398	1 2 3
3	3	2	-27.433	-2.108	-2.842	1 2 3
4	1	2	-25.144	0.000	2.862	1 2 4
4	2	2	-26.284	3.263	-0.398	1 2 4
4	3	2	-27.425	-2.108	-3.657	1 2 4
5	1	2	26.832	0.000	0.014	1 2 3
5	1	1	18.823	0.000	0.014	1 2
5	1	1	8.060	0.000	0.014	1
5	2	2	26.832	0.019	0.000	1 2 3
5	2	1	8.060	0.019	0.000	1
5	3	2	26.832	0.000	-0.014	1 2 3
5	3	1	8.060	0.000	-0.014	1
6	1	2	16.855	0.000	0.022	1 2 3
6	1	1	11.301	0.000	0.022	1 4
6	1	1	5.129	0.000	0.022	1
6	2	2	16.855	0.048	0.000	1 2 3
6	2	1	5.129	0.048	0.000	1
6	3	2	16.855	0.000	-0.022	1 2 3
6	3	1	11.301	0.000	-0.022	1 3
6	3	1	5.129	0.000	-0.022	1
7	1	2	26.832	0.000	0.014	1 2 4
7	1	1	8.060	0.000	0.014	1
7	2	2	26.832	0.019	0.000	1 2 4
7	2	1	8.060	0.019	0.000	1
7	3	2	26.832	0.000	-0.014	1 2 4
7	3	1	18.823	0.000	-0.014	1 2
7	3	1	8.060	0.000	-0.014	1
8	1	2	-6.554	0.000	0.010	1 2 4
8	1	1	-1.899	0.000	0.010	1
8	2	2	-6.527	0.004	0.000	1 2 4
8	3	2	-6.499	0.000	-0.010	1 2 4
8	3	1	-4.424	0.000	-0.010	1 2
8	3	1	-1.844	0.000	-0.010	1
9	1	2	9.997	0.000	0.011	1 2 4
9	1	1	2.950	0.000	0.011	1
9	2	2	10.015	0.000	-0.011	1 2 4
9	2	1	5.258	0.000	-0.011	1 3
9	2	1	2.967	0.000	-0.011	1
10	1	2	10.015	0.000	0.011	1 2 3
10	1	1	5.258	0.000	0.011	1 4
10	1	1	2.967	0.000	0.011	1
10	2	2	10.006	0.015	0.000	1 2 3
10	2	1	2.959	0.015	0.000	1
10	3	2	9.997	0.000	-0.011	1 2 3
10	3	1	2.950	0.000	-0.011	1
11	1	2	-6.554	0.000	0.010	1 2 3
11	1	1	-1.899	0.000	0.010	1
11	2	2	-6.527	0.004	0.000	1 2 3
11	3	2	-6.499	0.000	-0.010	1 2 3
11	3	1	-4.424	0.000	-0.010	1 2
11	3	1	-1.844	0.000	-0.010	1

Расчетные продольные усилия в элементах фермы находятся как суммарные от наиболее невыгодного сочетания усилий от постоянной нагрузки плюс усилия от снега справа, слева или на всем пролете.

Проектируем ферму с нижним поясом и растянутыми раскосами из круглой стали.
3.2.Подбор сечений элементов фермы.
Верхний пояс. Узлы верх­него пояса выполняются с лобовым упором элементов. Расчет элемен­тов ведем по схеме сжато-изгибаемого стержня. Расчетный пролет l = 5,3 м. Подбор сечения проводим по расчетным усилиям от 1-й комбинации нагрузок:

продольному усилию в стержне О = -29144 кгс и изгибающему моменту от внешней местной нагрузки M = 326300 кгс·см.

Для уменьшения момента от внешней нагрузки M узлы верхнего пояса фермы конструируютcя внецентренно с передачей продольных усилий в стержнях c отрицательным эксцентриситетом, благодаря чему в элементах создается разгружающий момент M =N·е=218580кгс*см. Оптималь­ную величину эксцентриситета е находим из условия равенства напря­жений в сечении элемента по середине и по краям панели

e= 7,464 м,

где коэффициентом ξ задаемся ориентировочно, ξ = 0,5.

Эксцентриситет создается в элементах смещением центра пло­щадок смятия в узлах вниз от геометрической оси верхнего пояса на величину е, что конструктивно достигается устройством врезок в тор­цах элементов на глубину 2е от верхней грани. Принимаем эксцентри­ситеты в узлах верхнего пояса одинаковыми и равными е = 8 см.

Принимаем верхний пояс из бруса шириной b = 20 см. Определя­ем требуемые минимальные размеры торцовых площадок смятия в уз­лах фермы:

в опорном и коньковом узлах (смятие древесины происходит под углом α - α ₁= 19° – 0,85' = 18°15' к направлению волокон)

h = =0,125 м;

R = 109,42 кгс/м ;

в промежуточном узле (смятие древесины вдоль волокон)

h = =0,112 м;

Тогда требуемая высота бруса верхнего пояса фермы:

h = h + 2е = 12,5 + 2·7,5 = 27,5 см; принимаем h= 28 см,

откуда r= 0,289h = 0,289·28 = 8,092 см.

Проверяем принятое сечение. Геометрические характеристики: F = F_6p= 20·28 = 560 см², W_p= 20·28 /6 = 2613,33 см³, гибкость элемента в плоскости фермы λ=l/r = 530/8,1 = 65,432.

Расчетный изгибающий момент:

М = M - М_е= 326300 – 233152 = 93148 кгс·см.

Коэффициент: ξ = 1 - 0,45.

Максимальные нормальные напряжения:

в середине пролета:

σ = 120,69 кгс/см²< R_c;

По краям панели:

σ = 141,26 кгс/см²> R_c;

Необходимо увеличить сечение элемента, принимаем h= 30 см.

откуда r= 0,289h = 0,289·30 = 8,67 см.

Проверяем принятое сечение. Геометрические характеристики: F = F_6p= 20·30 = 600 см², W_p= 20·30 /6 = 3000 см³, гибкость элемента в плоскости фермы λ=l/r = 600/8,67 = 69,2.

Коэффициент: ξ = 1 - 0,42.

Максимальные нормальные напряжения:

в середине пролета

σ = 122,67 кгс/см²< R_c;

По краям панели:

σ = 121,43 кгс/см²< R_c;

Проверяем принятое сечение на расчетные усилия от 2-й комбинации нагрузок (Q = 27144 кгс; М = 326300 – 27144 · 7,5 = 122720 кгс·м) только в середине пролета панели

ξ = 0,46;

σ = 122.31 кгс/см²< R_c.

Устойчивость верхнего пояса из плоскости фермы обеспечена прогонами покрытия.
Растянутые элементы. Расчетные усилия в элементах: АД - V = 26832 кгс; ДД' — V₂ =16855 кгс, ДБ - D = 10015 кгс.

Проектируем растянутые элементы из двух круглых тяжей. Тре­буемая площадь сечения элемента АД

F = V /R=26832/2100 = 12,78 см².

Требуемый диаметр одного тяжа определяем из формулы

d = = 3,46 см²,

где 0,8 — коэффициент, учитывающий ослабление сечения резьбой; 0,85 — коэффициент несовместности работы двух стержней.

Тре­буемая площадь сечения элемента ДД’

F = V /R=16855/2100 = 8,03 см².

d = = 2,74 см²,

Тре­буемая площадь сечения элемента ДБ

F = D /R=10015/2100 = 4,77 см².

d = = 2,11 см²,

Все элементы принимаем из двух стержней следующих диаметров: АД — d = 36 мм; ДД' — d= 28 мм; ДБ —d= 22 мм. Для умень­шения провисания элемента ДД' предусматриваем подвеску из тяжа d= 12 мм. Диаметры петель для присоединения тяжей к промежуточ­ным узлам нижнего пояса по условию равнопрочности принимаем: для АД — d_n =3,2 см; для ДД' — d_n= 2,6 см; для ДБ — d_n= 2,2 см.

Тяжи элемента ДД' расположены вплотную друг к другу и сварены между собой по длине через 1 м. В других элементах тяжи сводятся вплотную на расстоянии 1 м от промежуточных узлов нижнего пояса.
Стойка ВД.Расчетное усилие D₁ = - 6554 кгс, расчетная дли­на l= 1,854 м.

Принимаем по сортаменту сечение стойки 200x150 мм. Проверяем принятое сечение:

из условия смятия под балки поперек волокон под торцом стойки:

21,85 кгс/см < R =18(1+8/(15+1,2)) = 26,88 кгс/см ;

на устойчивость в плоскости фермы λ = 185,4/(0,289·15) = 42,8;

,

25,61 кгс/см < 130 кгс/см .
3.3.Расчет и конструирование узловых соединений.
Опорный узел (рис. 3). Расчетные усилия: АВ= 29144 кгс, АД = 26832 кгс, R = 9488,36 кгс.

Требуемая длина горизонтальной площадки опирания из условия смятия обвязочного бруса поперек волокон при

R =18(1+8/(20+1,2)) = 24,6 кгс/см²

определяется по формуле:

см; принимаем l =20 см.

Для создания горизонтальной опорной площадки используем по­душку сечением 200х300 мм длиной 640 мм со стеской горизонтальной площадки 200 мм. Подушка врезается в брус верхнего пояса на глубину 120 мм, что обеспечивает требуемый эксцентриситет е =(30/2-12)+12/2 = 8 см и достаточную площадь смятия торца 12 см > h = 11,2 см.