КДиП Одноэтажное промышленное здание г. Киров

ПЗ ДК.docx

РАСЧЕТ КЛЕЕФАНЕРНОЙ ПЛИТЫ ПОКРЫТИЯ6
2 Расчетные характеристики материалов7
3 Выбор конструктивной схемы компоновка сечения8
4 Нагрузки и воздействия11
5 Статический расчет плиты покрытия14
6 Расчет геометрических характеристик приведенного сечения14
7 Расчет по первой группе предельных состояний16
8 Расчет по второй группе предельных состояний18
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГНУТОКЛЕЕНОЙ БАЛКИ19
2 Расчетные характеристики материалов19
4 Статический расчет22
5 Геометрические характеристики балки22
6 Расчет по предельным состояниям 1 группы
7 Расчет по предельным состояниям 2 группы
Статический расчет поперечной рамы 28
КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ДОЩАТОКЛЕЕНОЙ КОЛОННЫ29
2 Расчётные характеристики материалов30
3 Сбор нагрузок на раму30
4 Конструктивный расчет колонны по 1 группе предельных состояний33
5 Расчет узла защемления колонны в фундаменте.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ И ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ НЕИЗМЕНЯЕМОСТИ ЗДАНИЯ
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ КОНСТРУКЦИИ ОТ ВОЗГОРАНИЯ И БИОЛОГИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ
1 Защита конструкций от возгорания
2 Защита конструкций от биологических повреждений.39
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ41
Приложение А – Статический расчет рамы в программе SCAD45
Использование деревянных конструкций в качестве легкодоступного самовозобновляющегося строительного материала имеет многовековую традицию. Однако в период роста индустриального строительства повсеместного применения конструкций из железобетона и металла при наличии огромных возможностей деревянных конструкций в их использовании наступил спад. Это было обусловлено наличием серьезных недостатков деревянных конструкций таких как невысокая долговечность низкая несущая способность сложность в эксплуатации в частности в результате длительного воздействия атмосферных осадков возникали процессы гниения и разрушения древесины проблемы связанные с обеспечением противопожарной безопасности.
Новый импульс в строительстве с применением деревянных конструкций был получен в связи с появлением современных защитных и антисептических материалов а также с активным развитием технологий создания мощных клееных элементов дающих возможность шире использовать деревянные конструкции в качестве несущих. С учетом отличных экологических характеристик а также высокого потребительского интереса и сравнительно невысокой стоимости здания возведенные с применением деревянных конструкций вновь заняли достойное место в современном строительстве.
В данной курсовой работе спроектировано одноэтажное промышленное здание с деревянным кракасом. Несущие конструкции представлены в виде клеефанерных балок пролетом 20 метров. В качестве ограждающих конструкций приняты коробчатые клеефанерные плиты размерами 11х3м.
Стоит отметить что в строительстве промышленных зданий использование индустриальных деревянных конструкций целесообразно главным образом для легких покрытий средних и больших пролетов. Существенное (примерно в 5 раз) снижение веса таких конструкций по сравнению с железобетонными уменьшает вес всего здания и его фундаментов облегчает перевозку конструкций упрощает и ускоряет монтаж.
РАСЧЕТ КЛЕЕФАНЕРНОЙ ПЛИТЫ ПОКРЫТИЯ
Номинальные размеры плиты в плане 1.1×4 м. Нижняя обшивки плиты выполнены из фанеры повышенной водостойкости марки [12] (нижняя толщиной 6.5 мм – 5 слоёв) из лиственницы; ребра из досок 1 сорта породы сосна. Все деревянные элементы подвергнуты механической обработке.
Пароизоляция из пароизоляционной плёнки (пароизоляционный барьер) марки «ЮТАФОЛ Н – 96» (=017 мм γ=96 гм3).
Теплоизоляционный слой плиты отсутствует
Кровля хризоцилцементная состоит из следующих слоев: поверх деревянных решеток укладывается косой дощатый разреженный настил затем гидроизоляционный слой. Для укладки хризотилцементных листов (масса 234 кг) над гидроизоляцией устанавливается обрешетка.
Уклон кровли составляет 15° соответствует требованиям по укладки рулонных материалов кровли (табл. 4.1 [13]) при обеспечении требований по теплостойкости (табл 5.1. [13]).
МестостроительстворасположеновгородеКиров и относится к V снеговому району и I ветровому району согласно приложению Е [1]. Здание расположено в населённом пункте и не защищено соседними строениями тип местности «А». Для района строительства температура наиболее холодной пятидневки составляет минус 32 °С (принято для г. Киров согласно табл. 3.1 [10]).
Назначение здания – склад. Здание не отапливаемое температура внутри помещения плюс - °С. Согласно табл. 1 и А.2 [9] условия эксплуатации принимается «2» – нормальный режим.
2. Расчетные характеристики материалов
Для расчета необходимо определить расчетные сопротивления и модули упругости применяемых материалов.
Определение расчетных сопротивлений древесины и фанеры для заданных условий эксплуатации производится с учетом п. 6.1 [2] т.к. применяемая древесина отсортирована по сортам.
Расчет осуществляется по (1):
Значения коэффициентов условия работы плиты покрытия:
Произведение коэффициентов условия работы учитываемых в расчете определяется по следующей формуле:
Для древесины рёбер расчетное сопротивление в соответствии с заданными условиями эксплуатации и расчетными сопротивлениями для «стандартных условий» приведёнными в [2] составит:
расчётное сопротивление изгибу вдоль волокон (табл. 3 п.1 пп. а [2]) для режима «Г»
расчётное сопротивление скалыванию вдоль волокон цельной древесины (табл. 5 п.1 пп. а [2]) для режима «Г»:
Для фанеры клееной из древесины лиственницы марки ФСФ в соответствии [2] с учетом коэффициентов условия работы и режима нагружения имеем:
расчётное сопротивление растяжению вдоль волокон наружных слоёв шпона при толщине листа 65 мм (табл. 8 п.2 [2]) для режима «Г»:
расчётное сопротивление скалыванию в плоскости листа для семислойной фанеры для режима «Г»:
расчётное сопротивление изгибу поперёк волокон при толщине листа 8 мм при режиме «Е»:
Модуль упругости вдоль волокон древесины и древесных пластиков для второй группы предельных состояний определяется следующей формуле с учетом п. 6.10 [2]:
3 Выбор конструктивной схемы компоновка сечения
Ориентировочная высота панели определяется по двум критериям:
обеспечение прочностного характера работы плиты в пределах по рекомендациям [2]:
принимаем в качестве ориентировочной высоты = 160 мм.
Задаёмся сечением продольных рёбер плиты исходя из суммы толщин воздушной прослойки и теплоизоляции:
Высота плиты с учётом высоты продольного ребра:
где р = 169 мм – высота продольного ребра после механической обработки.
Ширина плиты принимаем:
Конструктивный размер длины плиты составляет
Расчётный пролёт плиты:
Рисунок 1 – Расчетная схема и эпюра изгибающего момента при расчете нижней обшивки
Нормальные напряжения при изгибе в верхней обшивке поперёк волокон наружных шпонов определяется по формуле (9):
Определим предельный шаг между осями рёбер плиты:
Принимаем шаг расстановки продольных рёбер:
Скомпонуем фанерные листы обшивки из отдельных листов с учётом сортамента фанеры при учёте механической обработки кромок (не менее 3 мм).
Расчётная длина плиты составляет 3980 мм следовательно для укладки можно использовать по 2 листа размером 1200х2100 мм с учётом механической обработки.
Сформированное для расчета конструктивное решение плиты покрытия размерами в плане 11 х 40 м приведено на рисунке 2.
4 Нагрузки и воздействия
Постоянные нагрузки
Постоянными нагрузками в плите покрытия являются: вес кровли вес продольных рёбер вес поперечных рёбер вес крепёжных деревянных элементов вес эффективного утеплителя вес пароизоляционной плёнки.
Вес 1 м2 конструкции кровли приведен в таблице 1.
Рисунок 2 – Общий вид проектируемой плиты покрытия
Постоянными нагрузками в плите покрытия являются: вес кровли вес продольных рёбер вес поперечных рёбер вес крепёжных деревянных элементов вес эффективного утеплителя вес пароизоляционной плёнки.
Вес 1 м2 конструкции кровли приведен в таблице 1.
Таблица 1 – Вес 1м2 конструкции кровли
Нормативная нагрузка кНм2
Расчётная нагрузка кНм2
Хризотилцементные листы вес – 118 кгм2 = 0116 кНм2
Равномерно распределенная нагрузка от конструкции кровли:
нормативная нагрузка:
– вес погонного метра обрешетки сечением 40×40 мм устанавливаемая с шагом :
– вес ветро-гидрозащитной пленки :
– вес дощатого разряженного настила сечением 30×100 мм устанавливаемая с шагом :
– вес пароизоляционной пленки :
– вес теплоизоляции толщиной :
В качестве временной нагрузки действующей на плиту покрытия является кратковременная снеговая нагрузка. Схема нагружения принята «Б» – двухскатная крыша вариант нагружения – 2 так как уклон кровли 15° приложение Б [13]. Здание не защищено от прямого воздействия ветра соседними более высокими зданиями.
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяют согласно п. 10.1 [1] по следующей формуле:
Определим нормативную снеговую равномерно распределённую нагрузку на 1 п. м плиты покрытия по формуле:
Сбор нагрузок на один погонный метр плиты покрытия
Таблица 1 – Сбор нагрузки на 1 погонный метр плиты покрытия
Нормативная нагрузка кНм
Расчётная нагрузка кНм
– вес хризотилцементных листов (данные из табл. 1)
– вес ветро-гидрозащитной пленки
– вес дощатого разряженного настила
– вес контробрешетки
– вес продольных рёбер
– вес поперечных рёбер
– вес фанерной обшивки
Итого постоянные нагрузки
Кратковременная снеговая нагрузка
Итого временная нагрузка
Всего полная нагрузка
Полная нормативная и расчетные нагрузки:
– расчетная с учетом коэффициента надежности по назначению здания
Нормативная пониженная снеговая нагрузка для расчета прогиба плиты с учетом п. 10.11 [1]: кНм.
Нормативная полная нагрузка от постоянных и длительно действующих нагрузок:
5 Статический расчет плиты покрытия
Расчётная схема клеефанерной плиты покрытия (см. рисунке 3) представляет собой однопролётную балку с шарнирно подвижной и шарнирно неподвижной опорами загруженной равномерно распределённой нагрузкой. Балка работает на поперечный косой изгиб.
Рисунок 3 – Расчетная схема плиты покрытия
Максимальный изгибающий момент:
Максимальное поперечное усилие:
6 Расчет геометрических характеристик приведенного сечения
При расчёте плит покрытий по предельным состояниям фактическое поперечное сечение плиты заменяется приведённым.
Коэффициент приведения равный отношению модулей упругости определяется по следующей формуле:
Скомпонуем схему эквивалентного приведенного сечения плиты с учётом расчётной ширины каждой из обшивки плиты исходя из условия приведённого в п. 7.27[2]:
Площадь приведённого сечения определяется по формуле:
Приведённый статический момент сечения относительно нижней его грани определяется по формуле:
Координата нейтральной оси относительно оси «x'» проходящей через нижнюю грань сечения определяется по формуле:
Общая высота панели:
Приведённый момент инерции относительно оси «X» с учётом собственных моментов инерции обшивок вычисляется по формуле:
Момент сопротивлений приведённого сечения для определения нормальных напряжений в крайних растянутых волокнах:
7 Расчет по первой группе предельных состояний
Первая группа включает предельные состояния которые ведут к полной непригодности к эксплуатации конструкций оснований (зданий или сооружений в целом) или к полной (частичной) потере несущей способности зданий и сооружений в целом.
Проверка напряжений в растянутой зоне плиты покрытия
Условие прочности по нормальным напряжениям в растянутой обшивке плиты у крайнего ребра производится в соответствии с п. 7.26 [2]:
где – коэффициент учитывающий снижение расчётного сопротивления в стыках фанерной обшивки при наличии соединения «на ус» принят для фанеры обычной
Условие выполняется недонапряжение составляет:
Условие прочности по нормальным напряжениям в крайних растянутых волокнах при изгибе древесины рёбер плиты с учетом косого изгиб:
8. Расчет по второй группе предельных состояний
Вторая группа включает предельные состояния затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций (оснований) или уменьшающие долговечность зданий (сооружений) по сравнению с предусматриваемым сроком службы.
Проверку условия предельных деформаций осуществляем по следующему неравенству:
– предельный прогиб принимается по приложению Д [1] см;
Условие выполняется.
9 Указания по герметизации стыков
Стыки плиты покрытия должны обеспечить достаточную теплоизоляцию т.е. не должны создавать «мостиков холода». В стыках должна быть обеспечена герметичность исключающая возможность проникновения водяных паров из помещения во внутренние полости ограждающих конструкций. Для этого стыки между плитами уплотняются жгутами (диаметром 40 мм) из эластичных материалов по типу гернита и пароизола. После заделываются монтажной пеной и гидроизолируются [3].
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДВУСКАТНОЙ КЛЕЕФАНЕРНОЙ БАЛКИ
1 Предварительный подбор сечения балки
Предварительный подбор поперечного сечения колонны:
(табл. 16 СП 64.13330.2017)
Зададимся гибкостью и . В плоскости стойка имеет расчётную схему в виде защемлённой стойки со свободным концом а из плоскости с шарнирным закреплением. Тогда согласно п. 7.23 СП 64.13330.2017 коэффициент зависящий от расчётной схемы будет равен а .
Пусть толщина склеиваемой доски колонны будет равна 33 мм. Тогда ширина поперечного сечения стойки будет:
По толщине стойки будем делать сплачивание с толщиной одной ветви колонны
В качестве несущей конструкции принимаем двускатную клеефанерную балку пролётом 18 м переменной высоты с уклоном 1:15. Расстановка балок здания через 4 м. В растянутом поясе балка изготовлена досок сосны 1 сорта в сжатом поясе балка изготовлена досок сосны 2 сорта.
Расчётный пролёт балки с учётом опирания:
Подбор досок осуществляем по [10]: примем номинальные размеры досок 275х50 мм. С учётом припусков на обработку по [11]: 269х42 мм. Дощатоклееные элементы балки склеивают синтетическим клеем резорцинофенольным марки ФР-12. Для стенок используется фанера клееная лиственная Марка ФСФ ВВВ толщиной 15мм. Доски поясов стыкуются по длине на зубчатый шип фанерные стенки – «на ус».
Принимаем высоту балки в середине примерно равной:
Высота опорного сечения:
По длине балки укладывается 13 листов фанеры с расстоянием между осями стыков:
Расстояние между центрами поясов в опорном сечении
Расчетное сечение располагается на расстоянии х от оси опорной площади:
Вычислим параметры расчетного сечения:
– высота балки в расчетном сечении
Расстояние между центрами поясов:
Высота стенки в свету между поясами:
2.Расчётные характеристики материалов
Определим коэффициенты условия работы по п. 6.9 [ 2]:
mв = 1 – условия эксплуатации конструкции класс 1;
mт = 1 – эксплуатация при температуре воздуха 200С;
mб = 08 – высота сечения балки больше 120 см;
m0 = 1 – ослабления отсутствуют;
mа = 1 – балка не имеет глубокой пропитки антипиреном;
mсл = 095 толщина слоя 42 мм.
mгн = 1 – балка не является гнутой конструкцией.
mcc = 1 – срок службы 50 лет.
Расчётное сопротивление находится по формуле (п.6.1 [2]):
Rа =18 МПа принимаем по таблице 3 [2].
mдл = 066 коэффициент длительной прочности для совместного действия постоянной и кратковременной снеговой нагрузок из таблицы 4 [2].
расчётное сопротивление растяжению вдоль волокон:
Rр = 18·066·076=902 МПа;
Для фанеры марки ФСФ вдоль волокон наружных слоёв шпона:
mдл=066- коэффициент длительной прочности для совместного
- расчетное сопротивление растяжению в плоскости листа независимо от толщины для фанеры лиственной марки ФСФ 7-слойной толщиной 15 мм (табл. 8 п.1 пп. а [СП 64] для режима “Г”
- расчетное сопротивление сжатию вдоль волокон наружных слоев при толщине 15 мм (табл. 8 п.1 пп. а [СП 64] для режима “Г”
- расчетное сопротивление срезу перпендикулярно плоскости листа при толщине 15 мм (табл. 8 п.1 пп. а [СП 64] для режима “Г”
- расчетное сопротивление скалыванию в плоскости листа при толщине 15 мм (табл. 8 п.1 пп. а [СП 64] для режима “Г”
Модуль упругости фанеры вдоль волокон древесины и древесных пластиков для второй группы предельных состояний определяется по следующей формуле с учетом п. 6. 10:
где Мпа – средний модуль упругости при изгибе для древесины принят по прил. В [СП 64];
Мпа – средний модуль упругости при изгибе для древесных пластиков принят по прил. В [СП 64];
– коэффициент для упругих характеристик для режимов “Г” принимается равным 1;
– произведение коэффициентов условий работы
3 Статический расчет балки.
Таблица 3 – Сбор нагрузок на клеефанерную балку.
Нормативная нагрузка кНм2
Расчётная нагрузка кНм2
Постоянная нагрузка
– вес рулонной кровли
(данные из табл. 1)
– вес продольных рёбер
– вес поперечных рёбер
– вес фанерной обшивки
– вес теплоизоляции
– Собственный вес балки
Итого постоянные нагрузки
Кратковременная снеговая нагрузка
Итого временная нагрузка
Всего полная нагрузка
Собственный вес балки определяется из выражения:
kсв = 4 – коэффициент собственного веса для клеефанерной двускатной балки.
Нормативная нагрузка на 1 м балки:
Расчётная нагрузка на 1 м балки:
Изгибающий момент в расчётном сечении:
Поперечная сила в расчётном сечении:
Требуемый момент сопротивления (приведенный к древесине):
Соответствующий ему момент инерции:
Задаемся двутавровой коробчатой формой поперечного сечения.
4. Расчет по первой группе предельных состояний.
Фактический момент инерции и момент сопротивления приведенные к древесине:
где Kф=12 - коэффициент учитывающий повышение модуля упругости фанеры при изгибе в плоскости листа.
Проверяем растягивающее напряжение в фанерной стенке:
mф - коэффициент учитывающий снижение сопротивления фанеры в стыке «на ус» (для обакелизированной фанеры =08 )
Принимая раскрепление сжатого пояса ребрами плит через 11 м определяем его гибкость из плоскости балки.
Напряжения сжатия в поясе:
Проверку фанерных стенок по главным напряжениям производим в зоне первого от опоры стыка на расстоянии x1=118 м.
– расстояние между центрами поясов в сечении.
– высота стенки по внутренним кромкам поясов откуда
Фактический момент инерции и статический момент приведенные к фанере:
- площадь сечения поясов балки.
Нормальные и касательные напряжения в фанерной стенке на уровне внутренней кромки растянутого пояса:
Главные растягивающие напряжения по п.п 7.32[1];
- расчетное сопротивление фанеры растяжению под углом определяемое по графику рисунка Д.1 приложения Д [2];
Для проверки устойчивости фанерной стенки в опорной панели балки вычисляем необходимые геометрические характеристики: длина опорной панели а=11 м (расстояние между ребрами в свету); расстояние расчетного сечения от оси опоры х2 = 07 м; высота фанерной стенки в расчетном сечении:
- расстояние между ребрами жесткости балки
-высота стенки между внутренними гранями полок
По графикам Д.2 Д.3 приложения Д [1]:
Фактический Момент инерции и статический момент приведенные к фанере:
Напряжения изгиба в фанерной стенке на уровне внутренней кромки поясов:
В расчетном сечении с максимальными напряжениями изгиба (х =81 м) при
Производим проверку фанерных стенок в опорном сечении на срез в уровне нейтральной оси и на скалывание по вертикальным швам между поясами и стенкой
Момент инерции и статический момент для опорного сечения приведенные к фанере:
5. Расчет по второй группе предельных состояний.
Прогиб клеефанерной балки в середине пролета
Прогиб балки учитывающий переменность сечения и деформации сдвига:
Согласно расчёту балка удовлетворяет требованиям жёсткости.
Конструирование и расчет клееной дощатой колонны.
1 Расчетные характеристики материалов
Предварительно зададимся колонной высотой 775 м с размерами сечения 026 х 0594 м. Материал- сосна.
Стеновое ограждение- сэндвич –панели с заполнителем из минеральной ваты толщиной 100 мм. Вес 27 кг=027 кНм.
Шаг стеновых прогонов 1 метр.
Определим коэффициенты условия работы по п. 6.9 [2]:
mв = 1 – условия эксплуатации конструкции класс 2;
mт = 1 – эксплуатация при температуре воздуха 20;
mб = 096 – высота сечения колонны 594 см (по интерполяции);
m0 – не учитываем т.к. ослабления отсутствуют;
mа = 09 – стойки имеют глубокую пропитку антипиреном под давлением;
mсл = 1 – толщина слоя 33 мм.
mдл =066 коэффициент длительной прочности для совместного действия постоянной и кратковременной снеговой нагрузок из таблицы 4 [2].
Расчётные сопротивления:
- изгиба сжатия смятия вдоль волокон:
Rc = 195 066 0864 = 111 МПа;
- скалывания вдоль волокон:
Rск = 225066 0864 = 128 МПа;
- смятия поперек волокон:
Rсм = 45 066 0864 = 256 МПа.
2 Сбор нагрузок на раму
Собственный вес колонны с учетом плотности древесины :
Нагрузка от стеновых панелей:
Эксцентриситет приложения сосредоточенной силы от веса стеновых панелей =438 мм=0438 м
Нагрузка от стеновых прогонов сечения 100х100 мм с шагом 1 м:
Грузовая площадь S=4м (8+16)=384
Эксентриситет приложения сосредоточенной силы от веса стеновых прогонов =314 мм=0314 м
Исходя из грузовой площади полная расчетная нагрузка от конструкций покрытия на 1 м:
Определение ветровой нагрузки
Ветровой район-I. Нормативное значение ветрового давления для Альметьевска [1] w0 =023 кПа. Тип местности А коэффициент k при высоте до 5 м – 075; для 10 м – 1;
Расчетная линейная ветровая нагрузка передаваемая на стойку рамы в какой-то точке по высоте при отсутствии продольного фахверка:
где – коэффициент надежности по ветровой нагрузке = 14;
с – аэродинамический коэффициент зависящей от расположения и конфигурации поверхности (для вертикальных стен c = 08 с наветренной стороны и с = 05 для отсоса);
B – ширина расчетного блока = 4 м;
Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки (наветренная сторона):
Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки (отсос):
Для удобства расчета фактическую линейную нагрузку в виде ломаной прямой можно заменить эквивалентной нагрузкой равномерно распределенной по длине. Тогда:
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию ригеля определяют согласно п. 10.1 [1] по следующей формуле:
покрытие неутепленное;
Определим нормативную снеговую равномерно распределённую нагрузку на 1 п. м ригеля по формуле :
Расчетная снеговая нагрузка:
3 Конструктивный расчет колонны по 1 группе предельных состояний
Проверка прочности и устойчивости колонны
-усилие сжатия в колонне;
так как ослаблений нет;
3.1 Расчет на прочность по нормальным напряжениям внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует выполнять по п 7.17 [2]:
Где -коэффициент учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента:
Расчетная длина элемента:
Условие выполняется.
Коэффициент использования:
3.2 Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов по п.7.20[2]:
Принимаем что распорки по наружным рядам колонн идут только по верху колонн тогда n = 2 так как по принятой схеме вертикальных стержней нет раскрепления растянутой зоны из плоскости деформирования.
Гибкость колонны по оси y:
3.3 Расчет на устойчивость из плоскости как центрально-сжатого стержня по п. 7.2 [2]:
Сплачивание ветвей колонны:
Расчётная схема – стойка-пакет. Болты устанавливаем в 2 ряда.
коэффициент податливости соединений который следует определять по формулам таблицы 14 [2].
При использовании болтов шаг их расстановки относительно мал что повышает трудоёмкость изготовления колонны. Рассчитаем в связи с этим требуемый диаметр болтов в случае их расстановки через
Принимаем d = 20 мм.
Расчет узла защемления колонны в фундаменте
N = 964 кН – усилие сжатия в уровне фундамента при постоянной нагрузке (L1);
M = 1282 кН*м – изгибающий момент в уровне фундамента при сочетании ветровой нагрузки и собственного веса (L1+L2);
Принимаем решение узла защемления колонны в фундаменте с применением железобетонной приставки из бетона класса В20 (Rb = 15 МПа > Rc= Rсм = 115 МПа) из которой выпущено 2 стержня из арматуры периодического профиля из стали класса А400. Вклеивание арматурных стержней в древесину осуществляется с помощью эпоксидно-цементного клея марки «ЭПЦ-1»
Принимаем предварительно диаметр арматурных стержней 18 мм.
Тогда диаметр отверстия будет: dотв=da+5=18+5=23 мм.
Расстояние между осью арматурного стержня до наружных граней колонны должно быть не менее 2*da: a=2·18=36 мм. При определении усилий в арматурных стержнях учитываем что прочность бетона на смятие более прочности древесины.
Рисунок 8 – Схема действия сил на колонну при защемлении
Пренебрегая работой сжатых арматурных стержней усилия в растянутых арматурных стержнях находим из условия равновесия:
При ; мм; мм получим:
Из второго неравенства определяем и подставив в первую формулу получаем .
Требуемая площадь двух арматурных стержней (Ra = 280 МПа):
Ставим два стержня da = 18 мм для которых:
Определим расчетную несущую способность вклеиваемых стержней на выдергивание по п.8.39 [2]:
Cкалывания вдоль волокон:
d1 = 23 мм – диаметр отверстия;
Условие не выполняется.
Увеличим диаметр стержня до 25 мм. Параметр a = 2*25 = 50 мм. Из второго неравенства определяем x = 0148 м и подставив в первую формулу получаем .
Несущая способность вклеиваемых стрежней на выдергивание:
Следовательно несущая способность соединения достаточно.
Помимо анкерных стержней целесообразна установка дополнительных стержней по боковым граням колонны для обеспечения более надежного соединения приставки с дощато-клееной колонной.
Обеспечение пространственной жесткости и геометрической неизменяемости здания
Для обеспечения пространственной жесткости и геометрической неизменяемости плоские конструкции объединяют между собой в геометрически неизменяемый пространственный каркас при помощи связей. Связи устанавливаются для:
Создания геометрической неизменяемости сооружения;
Обеспечения устойчивости сжатых элементов путем уменьшения их расчетной длины;
Фиксирование положения и обеспечение устойчивости конструкции во время монтажа;
Перераспределения нагрузок между элементами каркаса;
Восприятие нагрузок действующих из плоскости несущих конструкций (давление ветра торможение крана и т.д.).
Создается жесткий пространственный жесткий блок между двумя смежными колоннами и балками который состоит из связевых ферм. Такие блоки устанавливаются в торцах здания.
Вертикальные связи жёстко связывают несущие конструкции попарно в продольном направлении. Принимаем крестовые вертикальные связи и скатные связи в покрытиях. Вертикальные связи между колоннами в плоскости продольных стен предназначены для обеспечения жёсткости каркаса в продольном направлении. Конструкция связей должна быть увязана с продольными ригелями. Связи выполняются в виде подкосов из досок или брусьев и воспринимают только сжимающие усилия при активном давлении ветра на торец здания.
Мероприятия по защите конструкций от возгорания и биологического повреждения
В качестве метода защиты строительных конструкций от возгорания применяем антипирирование.
У процесса возгорания древесины есть определенная последовательность: в начале пожара под воздействием высокой температуры происходит обезвоживание древесины затем по мере возрастания температуры начинают выделяться горючие газы которые при развитии пожара соприкасаясь с нагретым воздухом воспламеняются что способствует дальнейшему горению.
Огнезащитные составы (антипирены) которыми пропитывается древесина предохраняют ее от возможного возгорания а если такое случается замедляют скорость распространения пламени. Механизм действия огнезащитных пропиток таков: под действием пламени компоненты антипирена преобразуются в газообразное вещество и твердые продукты. Испаряясь газообразное вещество охлаждает древесину забирает у нее тепло и препятствует горению а обуглившиеся твердые вещества образуют сплошную пленку которая блокирует поступление кислорода необходимого для поддержания огня. Таким образом у пропитанной антипиреном древесины обеспечивается эффективная огнезащита как внутренней структуры так и поверхности.
Деревянные элементы несущих конструкций имеют глубокую пропитку комбинированным составом марки "ФОХ" осуществляющую огнезащиту (антипирен).
Препарат противопожарный «ФОХ» обеспечивает I группу огнезащитной эффективности для древесины и древесных материалов в соответствии с требованиями НПБ 251-99 ГОСТ 16363-98 по ГОСТ 30495-97 относится к высокоэффективным биозащитным средствам по отношению к деревоокрашивающим и плесневым грибам защищает от разрушительной деятельности насекомых.
Древесина обработанная антипиренами методом глубокой пропитки устойчивее чем окрашенная против действия огня.
Огнезащитные составы следует наносить на готовые деревянные конструкции не подвергающиеся последующей механической обработке. Перед нанесением составов поверхность должна быть очищена от пыли и грязи. Обработку поверхности следует производить при положительной температуре не ниже 10ºС и относительной влажности воздуха не более 70% или в соответствии с требованиями ТД. Не допускается производство огнезащитных работ при отрицательных температурах воздействии атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.
Огнезащитные составы обладают различными эксплуатационной стойкостью и долговечностью поэтому необходим периодический контроль за состоянием защищенной поверхности и в случае необходимости проведение своевременных ремонтно-восстановительных работ.
При нанесении огнезащитных составов применяется специальное оборудование (кисти валики малярное оборудование и т.д.).
2 Защита конструкций от биологических повреждений
2.1 Защита конструкций от гниения
Для защиты от биологического разрушения деревянных конструкций не подвергающихся в процессе эксплуатации атмосферным воздействиям рекомендуется антисептик Домовой (ТУ 2499-008-11622992-01). Данный антисептик дезинфицируют древесину уничтожает все виды грибка плесени и предотвращает их распространение.
Обработка дерева защитными средствами производится обычно после завершения отделки деревянных элементов. Если затем требуются доработки сверление отверстий и т. п. то открытые поверхности дерева следует обрабатывать заново. Трещины появившиеся позднее в результате высыхания также следует затем обработать. Применяемое при этом средство не должно повреждать предыдущего слоя. Соприкасающиеся плоскости в труднодоступных участках следует подвергнуть пропитке своевременно. Чтобы обеспечить длительную защиту древесины нужно пользоваться способами при которых достаточные количества защитных средств наносились бы равномерно и по возможности проникали глубже внутрь.
2.1 Защита конструкций от древоточцев
Профилактические меры осуществляются при заготовке леса хранении на стройплощадках и при эксплуатации зданий. Предусматривают сплошную (со всех сторон) обработку деревянных элементов антисептиками.
Антисептирование — это пропитка древесины химическими веществами препятствующими гниению. Антисептированиеприменяют на фасадных поверхностях бревенчатых и брусчатых стен перед облицовкой кирпичом обшивкой сайдингом или вагонкой полах балконов и открытых террас элементах цокольных перекрытий (прогоны балки доски и щиты чёрного пола лаги и др.) мауэрлатных брусьях элементах совмещённых покрытий в зданиях с влажным режимом заборах оградах и др.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Госстрой России. – М.:2016
СП 64.13330.2017 (с изменением №1и №2) Деревянные конструкции . Госстрой России. – М.:2017.
Гринь И.М. Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчет. – Киев: Издательское объединение «Вища школа» 1975. – 280с.
Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования: Учеб. пособие для вузов Под ред. Ю.В. Слицкоухова. –М:.Стройиздат 1991. – 256с.
Латыпов В.М. Хуснутдинов Р.Ф. Конструкции из дерева и пластмасс. Учебное пособие. –Уфа: Издательство «Монография» 2005. – 104с.
Шмидт А.Б. Дмитриев П.А. Атлас строительных конструкций из клееной древесины и водостойкой фанеры. Учебное пособие – М.: Изд-со ассоциации строительных вузов 2001. – 292с.
СП131.13330.2018. Строительная климатология. Госстрой России –М.:2019.
СП 23-101-2004. Тепловая защита зданий. Госстрой России – М.:2004.
ГОСТ 27751.2014 Надежность строительных конструкций и оснований.
ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. Размеры (с изм. №12)
ГОСТ 7307-2016 Детали из древесины и древесных пород. Припуски на механическую обработку.
ГОСТ 3916.2-2018 Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона хвойных пород.
СП 17.13330. 2017 Кровли. Актуализированная редакция СНИП II-26-76 (с изменением 1).
Центр науч.-исслед. ин-т строит конструкций им. В. А. Кучеренко. Руководство по проектированию клееных деревянных конструкций. –М:.Стройиздат 1977. – 189с.
Статический расчет рамы в программе SCAD.

Чертеж.dwg

"Одноэтажное промышленное здание в городе Киров
Стык двух панелей поперек ската
Фундамент стаканного типа
Анкерные стержни ø25
Железобетонная приставка
Бетонная подготовка - 100 мм
Песчаная подготовка - 20 мм
Асфальтобетон - 30 мм
Бетонная подготовка В15 - 100 мм
Покрытие на основе полимербетона - 30 мм
Совмещенный план и план кровли
Ограждение ОГ1 ГОСТ 25772-83
Схема расположения элементов стропильной системы
Пароизоляция - 1 слой ЮТАФОЛ Н-96
Паропроницаемый гидроизоляционный слой
Косой дощатый разряженный настил
Обрешетка под хризотилцемент
Поперечные ребра с отверстиями для вентиляции
Пароизоляционная пленка
Стык двух панелей вдоль ската
Разделительный брусок 20х20мм
Узел сращивания досок
Клееный пакет балки БКФ1
Сосна 1 сорта 33х269мм
Фанерные стенки 15мм
Накладка 33х269мм в опорном сечении
Узел соединения фанеры на "ус
Колонна деревянная марки КД1
Биозащита "Домовой" 400гм
ТУ 2499-008-116229992-01
Шпилька резьбовая М18
Клеевой состав"ФР-100" 210гм²
ТУ 2499-001-27696171-03
Огнезащита ФОХ 330 гм²
ø25-А400 ГОСТ 34028-2016
Уголок неравнополочный
Связи вертикальные СВ1
Связи вертикальные СВ2
Связи вертикальные СВ3
Связи горизонтальные
Связи горизогтальные СГ1
Связи горизогтальные СГ2
Связи горизогтальные СГ3
Связи горизогтальные СГ4
Рядовая клеефанерная плита
Огнебиозащитный препарат
для внутренних работ "Биопирен"
Спецификация металлических изделий
Уголок равнополочный
Доборная клеефанерная плита
ТУ 2499-027-24505934-05
Спецификация деревянных изделий
Балка клеефанерная БКФ1
Шпилька резьбовая М12
Несущие конструкции обработать биозащитным препаратом "Домовой" и огнезащитным препаратом "ФОХ" 2. Ограждающие конструкции обработать огнебиозащитным препаратом "Биопирен
Расчетная схема балки
Связь СВ3 - распорка брус 194х140
Связь СВ3 - распорка брус 100х100
Стеновые прогоны 100х100 мм
Связь СВ3 - распорка доска 100х50
Совм. план этажа и кровли
схема расположения элементов стропильной системы
клееный пакет балки БКФ (М1:25)