Конструкции из дерева и пластмасс. Расчет клеефанерной Арки

pz_var2_kopia (1).doc

Задание на курсовой проект
Расчет и конструирование несущих элементов покрытия. Клеефанерная плита покрытия 5
2. Сбор нагрузок и определение расчетных усилий .. 8
3. Расчёт обшивок плиты и ребер каркаса .. .. 10
4. Проверка плиты на прочность 12
5. Конструкция стыков панели .. 15
Расчет треугольной арки с нижней затяжкой 19
1. Исходные данные .. .19
2. Сбор нагрузок .. 20
3. Определение усилий в элементах треугольной распорной системы 21
4. Подбор сечения и проверка напряжений в расчетных сечениях распорной системы 21
5. Подбор сечения затяжки 23
6. Конструирование и расчет узлов . 24
7. Коньковый узел 25
Список использованной литературы 27
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 тоимости 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. Ценные строительные свойства древесины определяют и области её эффективного использования.
Высокая прочность древесины позволяет создавать деревянные конструкции больших размеров для перекрытий зданий имеющих свободные пролёты до 100 м и более.
Деревянные конструкции подвержены загниванию. Однако современные методы конструктивной и химической защиты от загнивания позволяют снизить до минимума опасность их гнилостного поражения и обеспечить им необходимую долговечность в самых различных условиях эксплуатации.
Древесина является стойким материалом в ряде агрессивных по отношению к бетону и металлу сред. Кроме того деревянные конструкции проявляют необходимую долговечность в ряде сооружений химической промышленности.
Создание высокопрочных и стойких синтетических полимерных клеев и разработка высокопроизводительной заводской технологии склеивания позволили из пиломатериалов ограниченных размеров создавать клееные элементы и конструкции практически любых размеров и форм имеющих повышенную прочность и стойкость против загнивания и возгорания и при минимальном количестве отходов. Производство и применение клееных деревянных конструкций является одним из главных направлений прогресса в области строительства из дерева. Основной задачей промышленности клееных деревянных конструкций является строгое и точное выполнение всех операций технологического процесса с тем чтобы обеспечить высокое качество и снизить стоимость этих прогрессивных конструкций. Наибольший технико-экономический эффект даёт их использование в следующих областях строительства: больше-пролётные общественные здания промышленные здания с химически агрессивной средой не действующей на древесину сборные малоэтажные дома заводского изготовления сельскохозяйственные производственные здания. Опыт зарубежного строительства показывает также всё возрастающий объём применения клееных деревянных конструкций.
Дальнейшее прогрессивное развитие производственной базы заводского изготовления деревянных строительных конструкций должно быть ориентировано на повышение их эксплуатационных качеств и капитальности на ускорение темпов строительства и повышение производительности труда не только в процессе заводского изготовления укрупнённых элементов сборных сооружений но и при их монтаже.
Расчет и конструирование несущих элементов покрытия.
Клеефанерная плита покрытия.
Пролет здания -l= 12 м.
Район строительства - г. Курск (II снеговой район расчетная снеговая нагрузка -Sg= 12 кПа).
Здание II уровня ответственности. Коэффициент надежности по назначению γn=095. Отапливаемое с температурно-влажностными условиями эксплуатации по группе А1. Кровля мягкая трехслойная.
Номинальные размеры рядовой плиты покрытия:bп*lп= 2000 * 5000 мм.
- Каркас плиты проектируем из досок древесины сосны 2 сорта ГОСТ 8486-86*.
- Верхняя и нижняя обшивки из водостойкой фанеры марки ФСФ сорта ВВВ ГОСТ 3916.1-86 (используемый размер фанеры 2500х1250) толщиной1= 2= 8мм.
- Клей марки ФРФ-100 (ТУ6-05.28).
- Утеплитель – минераловатные маты на синтетическом связующем (объемным весом ρ=05 кНм3 ГОСТ 21880-76 коэффициент теплопроводности λут =0052 ВтмºС толщинаут=80мм
- пароизоляция – полиэтиленовая пленка толщиной 02мм.
Конструктивная схема.
Размеры плиты в плане 2000х5000 мм. Направление волокон наружных слоев фанеры верхней и нижней обшивок принимаем продольными. Деревянный каркас плиты образуем предварительно 5- ю продольными ребрами из досок жестко склеенными с фанерными обшивками. Обшивки предварительно состыковываются по длине. Толщина верхней и нижней обшивок 8мм – семислойная.
Длина скошенного стыка «на ус» не менее 10 толщин обшивки.
Характеристики фанеры клееной березовой марки ФСФ сорта ВВВ:
модуль упругости фанерыЕф= 9000 МПа;
расчетное сопротивление фанеры изгибуRф. и.= 65 МПа;
расчетное сопротивление фанеры сжатиюRф. с.=12 МПа;
расчетное сопротивление фанеры растяжениюRф. р.= 14 МПа;
расчетное сопротивление скалыванию клеевых швов для водостойкой фанеры Rф. ск.= 0.8 МПа.
Характеристики древесины сосны 2 сорта:
модуль упругости древесиныЕд= 10000 МПа;
расчётное сопротивление древесины сосны изгибуRи= 13 МПа;
расчётное сопротивление древесины скалыванию вдоль волоконRск= 16 МПа.
При стандартной ширине листа 2500 мм с учетом обрезки кромок ширину плит по верхней и нижней поверхностям принимаем равной b0= 1990 мм что обеспечивает зазор между плитами при нормальной ширине панели 2000мм. В продольном направлении зазор между плитами составляет 20мм что соответствует 4980 мм. Бруски образующие четверть в стыке соединяют гвоздями d=4мм с шагом 300мм.
Определение количества продольных рёбер
Предварительная высота плиты hп п = 5*(130) = 017 м = 170мм.
Высота ребра плиты определяется по формуле:
hp= hп – (1+ 2 )=170 – (8+8) = 154 мм.
По сортаменту принимаем доскуh * b= 175 * 50 мм. С учётом острожки рёбер с двух сторон под склеивание получим окончательную высоту и ширину ребра:
hp= 175 - 2 * 75 = 160 мм.
bp= 50 - 2 * 5 = 40 мм.
Принятая высота плиты h= hp+ 1+ 2= 160+8+8 = 176мм
Назначим количество продольных реберn= 5 тогда расстояние в свету между ними:
а0= (b - bp - bp*4)4 =(1990-40-40*5)4= 4375 мм 500мм
Расстояние между осями рёбер:
а= 4375 + 40 = 4775 мм
Рис. 1. Поперечное сечение клеефанерной плиты
2. Сбор нагрузок и определение расчетных усилий
Плотность древесины сосны ρс=500кгм3; плотность березовой фанеры принимается равно плотности древесины шпонов березы ρф=700кгм3. Нагрузку от мягкой кровли(трехслойный рубероидный ковер) принимаем равной 009кНм2. Толщина утеплителя 80мм плотность ρут=50кгм3. Расчетный пролет плиты с учетом её опирания на несущую конструкцию не менее 55мм lр=4980-60=4920 мм . lр=492 см >6а=6*4675 = 280 см.
Ширина фанерных обшивок bрасч= 09b=09*195=1755 см
- вес фанерных обшивок:
(0008+0008) * 700 = 0112кНм2
- вес продольных ребер:
4 * 016 * 52 * 500 = 008 кНм2
- вес поперечных ребер:
4 * 016 * 55 * 500 = 0032 кНм2
- вес брусков образующих четверти:
4 * 0084 * 22 * 500 = 0017 кНм2
- вес прижимных брусков:
25 * 0025 * 82 * 500 = 0013 кНм2
- вес утеплителя при ширине by=b - 5bр = 1950-5*40 =1750мм:
8 * 175195 * 50 = 0035 кНм2
- расчетная снеговая нагрузка для II снегового района составляет 12 кНм2.
Наименование нагрузки
Нормативная нагрузка кНм2
Коэффициент надежности по нагрузке γf
Расчетная нагрузка кНм2
вес продольных ребер
продолжение таблицы 1
вес поперечных ребер
вес брусков образующих четверть
вес прижимных брусков
Sн = Sq*07 = 12*07 = 084 кНм2 тогда
qн = 1219 * 2 = 2438 кНм
q = 1639 * 2 = 3278 кНм
Максимальный изгибающий момент в середине пролёта плиты с учётом II уровня ответственности:
Максимальная поперечная сила с учётом II уровня ответственности:
где с учетом опирания плиты lp= 498 – 006 = 492 мм
Рис. 2. к определению расчетного пролета плиты.
3. Расчёт обшивок плиты и ребер каркаса.
Геометрические характеристики сечения
Расстояние между продольными ребрами по осям а= 4375 + 40 = 4775 cм.
l = 492>6а = 6*4775 = 2865 см.
В связи с неоднородностью поперечного сечения клеефанерной плиты (древесина фанера утеплитель пустоты клеевые соединения в отдельных листах) в фанерных обшивках возникает неравномерность распределения нормальных напряжений. Это учитывается введением расчетной ширины фанерных обшивок bрасч меньше полной ширины сечения плиты b. Так как пролет плиты l>6a то bрасч = 09b где b= 1990 – 40 = 1950 мм – конструктивная ширина плиты. bрасч = 09*1950 = 1775 мм.
Fфв=08 * 1755 = 1404 см2
Fфн= 08 * 1755 = 1404 см2
Fр= 4 * 16 * 5 = 320 см2.
Геометрические характеристики клеефанерной плиты приводим к фанерной обшивке учитывая отношение ЕдЕф =100009000 = 111
Приведенная площадь поперечного сечения определяется по формуле:
Fпр= (Fфв+ Fфн) + Fр* Ед Еф
Fпр= 1404 + 1404 + 320 * 111 = 636 см2.
Положение нейтральной оси симметричного сечения :
y0=05h=05*176=88 см.
Приведенный статический момент фанерной обшивки относительно центра тяжести:
Sпр= bpасч* 1(y0 - 12) = 1755*08*(88 – 082) = 11794 см3
Приведенный момент инерции поперечного сечения плиты:
Iпр.=bрасч*(h3-hp3)12+(n*bp*hp312)*(ЕдЕф)=1755*(1763-163)12+ +(5*4*16312)*111= 1982822 + 75776= 274058 см4
Момент сопротивления поперечного сечения плиты:
Wпр= Iпр.(05h) = 274058(05*176) = 311429 см3
4. Проверки плиты на прочность.
Расчёт плиты по первой группе предельных состояний
а) Напряжение в нижней растянутой обшивке
Проверку прочности растянутой обшивки проводим по формуле:
р= Mмаx Wпр≤ mв* Rф. р
гдеmв= 06 - коэффициент снижения расчётного сопротивления для фанеры обычной.
р= 942311429= 03 кНсм2 = 3 МПа 14 * 06= 84 МПа
следовательно прочность нижней растянутой обшивки плиты обеспечена.
б) Напряжение в верхней сжатой обшивке
Проверку устойчивости сжатой обшивки с учетом возможной потери ее устойчивости проводим по формуле:
c= Mрасч (φф* Wпрв) ≤ Rф. с
гдеφф- коэффициент продольного изгиба фанеры при
jф=1250()2=1250299072 = 042
sс=942(042 ×311429) = 072 кНсм2 = 72МПа Rф.с. =12 МПа
следовательно устойчивость верхней сжатой обшивки плиты обеспечена.
в) Напряжение от изгиба верхней обшивки сосредоточенной силой.
Основной нагрузкой на верхнюю фанерную обшивку является сосредоточенная нагрузка от веса монтажника с инструментом Р = 1кН с коэффициентом надежности по нагрузке γf = 12. Рабочая полоса принимается шириной 1м.
Усилие в верхней обшивке при местном изгибе определяем как в балке заделанной по концам ( у продольных ребер).
Рис. 3. К расчету верхней обшивки клеефанерной плиты.
гдеМф= (Paγn)8 = (12*4375*095)8 = 623 кН*см - Изгибающий момент в обшивке;
Wф = (100 12)6 = (100*08)6 = 1067 см3- момент сопротивления обшивки шириной 100см.
и= 6231067 = 058 кНсм2 = 58 Мпа Rф.и90 mн=78 МПа
следовательно прочность обеспечена;
г) Проверка прочности на скалывание обшивки по шву
Напряжение скалывания клеевых швов между слоями фанеры( в пределах ширины продольных ребер) проверяем по формуле:
Проверка касательных напряжений по скалыванию между шпонами фанеры верхней обшивки в местах приклеивания её к рёбрам:
где Rск=08 МПа – расчетное сопротивление скалыванию фанеры вдоль волокон наружных слоев.
следовательно прочность на скалывание обшивки по шву обеспечена.
г) Проверка ребер плиты на скалывание.
Проверку прочности на скалывание продольных ребер плиты проверяем по формуле:
где Rск=16 МПа – расчетное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон.
bр =4см *5=20см – расчетная ширина сечения равная суммарной ширине ребер.
следовательно прочность на скалывание продольных ребер плиты обеспечена.
Расчёт плиты по второй группе предельных состояний
Проверка жесткости плиты.
Прогиб плиты с учетом II уровня ответственности при q н =2438 кНм = 0024 кНсм и Еф = 9000 МПа = 900 кНсм2 вычисляем по формуле:
f = 5 * qн* lp4*γn(384 * 07 * Eф* Iпр) = 5*0024*4924*095(384*07 *900*274058 = 1007 см ≤ f = l200 = 492200 = 246 см
(где f – предельный прогиб плиты согласно СП64.13330.2011) следовательно относительный прогиб плиты меньше максимально допустимого.
5. Конструкция стыков панели
При неравномерно приложенной нагрузке может произойти смещение продольных кромок панелей относительно друг друга. Для предотвращения смещения рулонного ковра продольные кромки стыкуются в четверть и сшиваются гвоздями.
Рис.4 Стык панелей поперек ската
Разрыв рулонного ковра может произойти и над стыками панелей в местах их опирания на главные несущие конструкции. Над опорой происходит поворот кромок панелей и раскрытие шва:
где hоп = 176 см – высота панели на опоре;
– угол поворота опорной грани панели.
pрасч– полная расчетная нагрузка на 1м2 плиты МПа.
B– ширина плиты 200 см
ашв=2×176×00067=0235 см
Для предупреждения разрыва рулонного ковра опорные стыки панелей необходимо устраивать с компенсаторами в виде отрезков стеклопластиковых волнистых листов толщиной 5мм при волне 50х167мм. Отрезки прибиваются гвоздями к опорным вкладышам и сверху покрываются рулонным ковром (рис.5).
Рис.5. Стык панелей на опоре.
Такие компенсаторы создают каналы необходимые для вентиляции внутреннего пространства покрытия.
Компенсатор работая в пределах упругости материала должен допускать перемещения опорных частей панели связанные с поворотом торцевых кромок панелей и раскрытием швов.
Произведём расчёт компенсатора приaшв=0235 см (рис. 5).
Рис 6. Расчетная схема компенсатора.
Перемещение конца компенсатора при изгибе панели:
В этой формулеP× r– изгибающий момент в компенсаторе при его деформировании который выражается через напряжение:
Из этих выражений получим формулу для проверки нормальных напряжений в волнистом компенсаторе:
гдеaшв= 0235 см- ширина раскрытия шва
Ест= 3000МПа– модуль упругости полиэфирного стеклопластика
dст= 05см– толщина листа стеклопластика
r = 5 cм– высота волны
Rст= 15МПа– расчётное сопротивление стеклопластика
Условие прочности и жесткости панели выполняется. В целях экономного расхода материала панели можно уменьшить высоту сечения деревянных дощатых продольных ребер.
Расчет треугольной арки с нижней затяжкой.
Здание II уровня ответственности отапливаемое с температурно-влажностными условиями эксплуатации А1. Район строительства по снеговой нагрузке – II. Ограждающие конструкции – клеефанерные утепленные плиты расположенные по клеедеревянным элементам треугольной распорной системы. Кровля рулонная трехслойная. Пролет распорной системы 12м шаг 5м. Материал несущих конструкций сосна 2-го сорта с влажностью до 12%. Металлические элементы из стали С235. Для склеивания древесины принимается фенольно-резорционный клей марки ФР-12. Арка опирается на обвязочный брус. Несущие стены кирпичные.
Принимаем треугольную распорную систему из клеедеревянных элементов со стальной затяжкой . Расчетный пролет распорной системы с учетом опирания:
Расчетная высота f= α = 14° ; s cos α = 097.
Длина каждого деревянного элемента по осям l(2cos α) = 147 (2*097) = 603 м
Рассматриваем наиболее невыгодные сочетания равномерно распределенных постоянных и временной нагрузок на треугольную распорную систему.
Нагрузку от веса системы определяем по формуле:
где qn - нормативная нагрузка на покрытие от панелей кровли при ее уклоне i=01.
Расчетная нагрузка кНм
- клеефанерная плита покрытия без утеплителя
собственный вес системы
Нагрузки на 1 пог. м. системы:
- постоянная q = 0523 * 5 = 262 кНм
- временная S = 12 * 5 = 6 кНм
Всего qполн = 862 кНм
3. Определение усилий в элементах треугольной распорной системы.
Расчетный изгибающий момент с учетом II уровня ответственности в клееном элементе в четверти пролета:
Систему рассчитываем на два сочетания нагрузок: 1) постоянную и временную по всему пролету; 2) постоянную нагрузку по всему пролету и временную на половине пролета.
Усилия в затяжке Н поперечную силу Q и продольную силу N в четверти пролета с учетом II уровня ответственности определяем для каждого из сочетаний нагрузок.
При первом сочетании нагрузок:
H1= 0125ql2 γn f = 0125*862*1172*095146 = 9598 кН
Q1 = ql γn4 = 862*117*0954 = 2395кН
N1 = H1*cos α + Q1*sin α = 9598*097 +2395*024 = 9885 кН.
При втором сочетании нагрузок:
H2 = 0125*l2*(g + 05*s) γnf = 0125*1172*(262 + 05*6)*095146 = 6257 кН
Q2 = l(g+05s) γn4 = 117( 262 + 05*6) *0954 = 1562 кН
N2 = H2cosα + Q2 sinα = 6257 * 097 + 1562*024 = 6444 кН
4 Подбор сечения и проверка напряжений в расчетных сечениях распорной системы.
Размеры сечения клееных элементов принимаем с учетом фрезерования досок 40х150 мм. Ширина b=135 см высота сечения скомпонована из 15 слоев досок каждая толщиной 33 мм и составляет h=33*15=495 см.
Опирание клееных элементов в опорных и коньковых узлах проектируем с эксцентриситетом e = 9см что позволяет уменьшить изгибающий момент на величину Ne.
Расчетные изгибающие моменты в четверти пролета для обоих сочетаний нагрузок:
M1 = M-N1e = 3503 – 9885*9 = 261335 кН*см
M2 = M-N2e = 3503 – 64.44*9 = 2923.04 кН*см
Клееный элемент проверяем на сжатие с изгибом с учетом ширины сечения коэффициентов условия работы при принятой высоте сечения mб=1 и толщине слоев 33мм mсл=10 тогда Rc = 15*1*1 = 15 Мпа = 15 кНсм2.
Площадь поперечного сечения А момент сопротивления W расчетная длина lp радиус инерции rx и гибкость λ:
A=b*h = 135*495= 66825 см2
W = (b*h2)6 =(135*4952)6 = 55131 см3
rx = 029h = 029*495 = 1436 см
λ = lp rx = 6031436 = 42
Коэффициенты учитывающие дополнительный момент при деформации от продольной силы N=H действующей в ключевом сечении арки при обоих сочетаниях нагрузок:
= 1-(λ2*N1)(3000*Rc*A) = 1 – (422*9885)(3000*15*66825) = 1 – 0035 = 094
= 1-(λ2*N2)(3000*Rc*A) = 1 – (422*6444) (3000*15*66825) = 096
Соответствующие изгибающие моменты из расчета по деформированной схеме:
Mд1 = М1 1 = 26133 094 = 27801 кН*см
Мд2 = М2 2 = 2923 096 = 30448 кН*см
Максимальные напряжения сжатия при обоих сочетаниях нагрузок:
= N1A + Mд1W = 9885 66825 + 2780179388 = 0498 кНсм2 = 498Мпа Rc = 15 Мпа
= N2A + Mд2W = 644466825 + 30448 79388 = 0479 = 479 Мпа Rc = 15 Мпа
Проверяем касательные напряжения при максимальной поперечной силе Q1 = 2395 кН и расчет сопротивления скалыванию Rск = 15 Мпа = 015 кНсм2.
Статический момент и момент инерции клееного элемента:
S = bh28 = 135*49528 = 41348 см3
I = bh312 = 135*495312 = 1364483 см4
Максимальное касательное напряжение:
= Q*S( 1*I*b) = (2395*41348)(094*1364483*135) = 0057 кНсм2 Rск = 015кНсм2
Проверку устойчивости плоской формы деформирования сжатоизгибаемого элемента производим с учетом его раскрепления по концам и по середине т.е. через lу= lр2 = 6032 = 3015 см. Максимальный изгибающий момент Мд = 30448 кН*см. Соответствующая продольная сила N = 6444 кН. Гибкость клееного элемента из плоскости λу коэффициент устойчивости из плоскости изгиба элемента при сжатии φ и коэффициент устойчивости элемента при изгибе φм:
λу = lуry = 3015(029*135) = 7701
φ = 3000 λу2 =300077012 = 051
φм = 140b2*kф(ly*h) = 140*1352*175(3015*495) = 299 где kф =175 - коэффициент зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке lу.
Устойчивость сжато-изгибаемого элемента с положительным моментом и закрепленной сжатой кромкой:
N(φ*Rc*A) + (Mд(φм*Rc*W))2 = 6444(051*15*66825) + 30448 (299*15*79388) = 0126 +008 = 021 1 следовательно устойчивость плоской формы деформирования клеедеревянного элемента обеспечена.
5. Подбор сечения затяжки.
Наибольшее усилие в затяжке H = 9598 кН. Требуемая площадь поперечного сечения Атр = H(γc*Ry) = 9598(095*23) = 439см2 где Ry= 23кНсм2 – расчетное сопротивление стали на расстяжение; γc = 095 – коэффициент условия работы для зданий II уровня ответственности. Затяжку принимаем в виде одиночного тяжа из круглой стали состоящего из отдельных элементов по длине. Диаметр затяжки назначаем с учетом ослабления сечения резьбой для стяжных муфт. Площадь сечения нетто для стержня диаметром 27мм составляет 572 см2 что больше требуемой.
Для ограничения провисания затяжки в распорной системе предусмотрены подвески из круглой стали диаметром 12 мм. Подвески к клеедеревянному элементу крепятся сбоку на винтах а к затяжке – путем пропуска нижних концов подвески с резьбой через отверстие в стяжных муфтах с дальнейшим закреплением гайками на шайбах. Расстояние между подвесками не более 100 диаметров затяжки.
6. Конструирование и расчет узлов.
Торец клееного элемента проверяем на смятие от действия равнодействующей силы:
Ncм = √(N12+Q12) = √(98852 +23952) = 10171 кН
Эта равнодействующая сила действует под углом к волокнам древесины определяемым из выражения tgα = Q1 N1 = 23959885 = 0242 ; αсм = 14º; s cos 14º= 097.
Высоту площадки смятия hсм из условия обеспечения эксцентриситета продольной силы e = 9см и односторонней срезки торца под углом смятия равным 14º определяем по формуле:
hcм=(h-2e)cos α = (495 – 2*9) 097 = 3056 см.
Площадь лобового упора:
Асм = b*hcм = 135*3056= 41256 см2; Rсм = Rc.
Расчетное сопротивление смятию под углом к волокнам α = 14º:
Rсмα = Rс(1+(RсRсм90-1)*sin3α) = 15(1+153 -1) sin314º =144 Мпа.
Коэффициент учитывающий концентрацию напряжений кромкой диафрагмы башмака kn = 051(принимается по графику). Проверку на смятие торца с учетом концентрации напряжений производим по формуле:
= NcмАсм = 1017141256 = 0246кНсм2 = 246Мпа 051*144=73 Мпа.
Наклонная упорная диафрагма и горизонтальный опорный лист рассчитываются как пластинки опертые по трем сторонам согласно требованием норм по проектированию стальных конструкций.
Коньковый узел соединяющий верхние концы клеедеревянных элементов треугольной распорной системы решен в виде наклонных лобовых упоров с парными деревянными накладками сечением после фрезерования 9х19 см на нагельных болтах. Расчет конькового узла производим на действие максимальных продольной N = 9885 кН и поперечной Q = slγn8 = 6*117*0958 = 834 кН сил. Взаимное смятие торцов клееных элементов проверяем под углом α =14º к волокнам древесины. Расчетное сопротивление смятию так же как и для опорного узла Rсмα=144 Мпа.
Площадь смятия лобового упора Асм = 135*3056 = 41256см2. Коэффициент учитывающий концентрацию напряжений определяемый по графику kN = 051.
= NAсм = 988541256 = 024кНсм2 = 24 Мпа Rсмα*kN = 144*051 = 73 Мпа.
Количество нагельных болтов определяем согласно принятой расчетной схеме работы деревянных накладок. Усилия по каждому вертикальному ряду болтов находим из условия равновесия полунакладок. При расстоянии e1 =35см и e2 = 14 см усилия реакций составят: R1 = Q*(e1 + e2) e1 = 834*(35 + 14) 35 = 1168 кН; R2 = 834*1035 = 334 кН.
Найдем минимальную несущую способность нагельных болтов на один шов сплачивания предварительно задавшись диаметром нагеля из стали 3823 равным н = 24 мм из следующих условий: d = 10см коэффициент смятия kα =055:
Ta = 08* н*d* kα = 08*10*24*055 = 1056 кН
Tи = (18 d2 + 002* н2)*√k =( 18*242 + 002*102) * √055 = (1037 +2) *074= = 91 кН 25*d2*√k = 25*242*√055 = 1068 кН.
Минимальное усилие Тmin = 91 кН тогда число болтов «ближе к коньку» :
- по первому вертикальному ряду
n1 = R1(Tmin*m) = 1072 91*2 = 06
n2 = R2 (Tmin*m) = 23891*2 = 015
По первому ряду необходимо два болта а по второму – один болт диаметром 24 см.
Затем проверяем парные деревянные накладки с моментом сопротивления 2Wn = 2bn*hn26 = 2*9*1926 = 1083см3 на изгиб от действия момента Мн = Qe2 = 834*14 = 11676 кН*см2 по формуле:
и = Mн(2Wн) = 116761083 = 0107 кНсм2 = 107 Мпа Rи = 13 Мпа.
Условие прочности и жесткости треугольной арки выполняется. В целях экономного расхода материала панели можно уменьшить высоту сечения деревянных клееных элементов.
Список использованной литературы.
СП64.13330.2011. Деревянные конструкции. Актуализированная редакцияСНиП II-25-80.
СП20.13330.2011.Нагрузкиивоздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*
Ф.А. Бойтемиров В.М. Головина. Расчет конструкций из дерева и пластмасс. 3-е издание. Москва 2007 г.

дерево и пластмассы2.dwg

декоративная штукатурка
теплоизоляция из минераловатны плит и из пенополистерола
армирующая сетка из низкоуглеродистой проволоки ГОСТ 3282-74 20х20
Реконструкция здания
Совмещенный план кровли и стропил
План входной группы (1:200)
План типового этажа (1:200)
План мансардного этажа (1:200)
песчаная подготовка
железобетонные блоки
железобетонная обойма (В7.5)
арматура Ф8АIII шаг 200
Совмещенный план фундаментов и перекрытий
Совмещенный план фундаментов и перекрытий (1:100)
устраиваемый в стене
Армированная полиэтиленовая пленка
Жб плита перекрытия 220 мм
Паркет на битумной мастике 20 мм
Выравнивающая стяжка из ПЦР 40 мм
Коньковый брус - 50х150
Рамка из полосы 4х40
Плоский лист с полимер.
металлическое ограждение h=600 снегозадержатель
Коньковый брус 50х150
Совмещенный план кровли и стропил (1:200)
Стропильные ноги 50х175
Пароизоляция Изоспан В
Обрешетка 32х100 шаг 300
Внутренняя обшивка из ГКЛ
Стропильная нога 50х175
Ветрозащита Изоспан АМ
Двутавр стальной ГОСТ 19425-74
Реконструкция жилого пятиэтажного дома
Совмещенный план этажей
Фрагмент входной группы
Фрагмент входной группы (1:100)
Коньковый брус 100х100
Стропильная нога 150х50
Диагональная нога 150х50
Декоративная штукатурка
Теплоизоляция из минераловатны плит и из пенополистерола
Армирующая сетка из низкоуглеродистой проволоки ГОСТ 3282-74 20х20
Совмещенный план этажей (1:200)
План мансарды (1:200)
Совмещенный план фундаментов и плит перекрытий (1:200)
Совмещенный план стропил и кровли (1:200)
Водосточная воронка ø200
Металлические уголки с отверстиями
Усиливаемая бетонная панель
Дополнительная отделка - штукатурка
Отверстие в панели ø14мм
Металлический уголок с отверстием 100х100х50
- сборный ленточный фундамент; 2 - дополнительные опоры-фундаменты; 3 - монолитные железобетонные балки усиления; 4 - рабочая арматура балок; 5 - подкладки; 6 - зоны уплотненного грунта; 7 - слой грунта с наибольшей несущей способностью; 8 - отверстие между фундаментными блоками для пропуска рабочей арматуры балок; 9 - слой слабого грунта;
Конструктивная арматура усиления
Арматурный каркас усиления
Монолитный слой бетона
Вырубленные полки плит в местах установки каркаса
Самонесущая поперечная стена
Шпренгельная затяжка
Обноска уголками 75х75х6
Самоанкерующийся болт М16 l=200
Утепляющий пакет (полистерол)
Бруски жесткости карниза
Плита перекрытия 220мм
Выравнивающая стяжка 50мм
Опорный хомут из 75х8
Зачеканка из ЦПР М100
Совмещенный план стропил и кровли
План первого этажа (1:200)
План первого уровня (1:200)
План второго уровня (1:200)
План первого этажа(1:200)
Конструкции из дерева и пластмасс
треугольная распорная система
Совмещенный план (1:100)
Арка треугольная клееная с нижней затяжкой
Плита клеефанерная утепленная
Кровля трехслойная рулонная
Клеефанерная плита утепленная ПП-1 (1:20)
Стык панелей поперек ската (1:5)
Стык панелей вдоль ската (1:10)
Верх несущей конструкции
Треугольная распорная система(1:25)
Клеедеревянный элемент
Спецификация металла на марку
Спецификация древесины на марку
Расчетная схема распорной системы и нагрузок