Ограждающие и несущие конструкции промышленного здания

КП №1.doc

инистерство образования и науки Украины.
Пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине
«Конструкции из дерева и пластмасс» на тему:
«Ограждающие и несущие конструкции
промышленного здания»
студент группы ПГС-402
Исходные данные для проектирования
Длина здания- 11×45 м = 495 м
Несущая конструкция:- дощато-клееная балка
Ограждающие конструкции- плиты фанерные
Группа по температурно-влажностному режиму- А2
Район строительства - Запорожье
Условия строительства4
Расчет ограждающих конструкций покрытия5
Расчет несущих конструкций7
1.Определение нагрузок7
2.Вычисление усилий7
3.Подбор сечения дощатоклеенной балки7
Расчет поперечной рамы здания с клееными стойками9
1.Определение нагрузок9
2.Вычисление усилий10
3.Подбор сечения стойки11
Пространственное крепление плоских конструкций15
Указания по обеспечению долговечности конструкций15
Технико-экономическая оценка запроектированной конструкции16
Указания по монтажу проектируемых конструкций16
Данная курсовая работа по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс» разработана для одноэтажного промышленного здания.
В зависимости от климатических условий строительства и назначения здания произведен расчет: ограждающей конструкции – покрытие из плит фанерных несущей конструкции – дощато-клееной балки рамы – клееная стойка.
Предусмотрены мероприятия по защите конструкций от увлажнения и биологического разрушения.
Дана оценка эффективности несущей конструкции. Для расчета конструкций дана ссылка на соответствующие издания указанные в списке литературы.
Условия строительства
Район строительства: Запорожье.
Ветровой район III: давление ветра W0 = 038 кПа
Скорость ветра в зимний период V0 = 4 мс
По весу снегового покрова – I район S0 = 05 кПа; ;
Температурно-влажностные условия эксплуатации зданий А2.
Класс ответственности здания II .
Расчет ограждающих конструкций покрытия
Нормативная нагрузка кНм2
Коэффициент надежности нагрузки
Расчетная нагрузка кНм2
Плиты с фанерными полками и деревянным каркасом
(0194·0046·45·5·4+0046·0096·24·042·
Выбор конструктивной схемы.
Принимаем ребристую плиту размером в плане 4480×1470 мм с 4 продольными дощатыми ребрами. Листы фанеры длинной 1525 мм состыковывают на «ус» в трех местах по длине плиты. Поперечные ребра в торцах плиты и под стыками фанеры. Верхняя полка толщиной 9 мм нижняя 6. Для удержания утеплителя в проектном положении установлена решетка из брусков размером 25×25 мм прикрепленных к ребрам. Дощатые ребра с учетом острожки 169×46 мм. В этом случае hl = 1844420 = 124 > 135.
Рис. 2 Фанерная ребристая плита с дощатыми ребрами;
– верхняя полка; 2 – продольные дощатые ребра; 4 – стык фанеры на «ус»; 5 – крепежные детали для захвата плит при монтаже; 6 – поперечные ребра; 7 – прижимные бруски 25×25 мм; 8 – утеплитель; 9 – нижняя полка; 10 – пароизоляция.
где расчетный пролет плиты l = 448 - 006 = 442 м.
Геометрические характеристики поперечного сечения плиты:
а = bо + bр = 429 + 46 = 475 см; l = 442 > 6 а = 6 475 = 285 см. Приведенная ширина полки см:
bрасч = 09bВ = 09 147 = 1323;
bНрасч= 09bН = 09 149 = 1341.
Расчет ведем по приведенным к верхней полке геометрическим характеристикам:
Приведенная площадь сечения:
Fnp = 1341 06 + 1323 09+ 46 4 169 111 = 805+ 1191 + 3451 = = 545 см2. Приведенный статический момент сечения относительно нижней грани плиты:
Snp = 805 03+ 1191 1795+ 3451 (845 + 06) = 241 + 21378 + 31232 = 5285 см3.
Расстояние от нижней грани плиты до центра тяжести сечения у0 = SnpFnp = 5285545 = 97 см;
h — у0 = 184 — 97 = 87 см.
Приведенный момент инерции (собственные моменты инерции полок не учитываем)
Iпр = 805 942 + 1191 8252 + 4 46 1693 11112 + 3451 0652 111 =
=7113+8106+8215+ 160= 23 594 см4.
Моменты сопротивления см3: WНпр = Iпр у0 = 2359497 = 2432;
WВпр = Iпр (h - у0) = 23 59487 =2712.
Прочность нижней полки:
Устойчивость верхней полки:
Проверка верхней полки на местный изгиб:
Напряжения скалывания в шве между шпонами фанеры верхней полки:
Расчет несущих конструкций
1. Определение нагрузок
Статический расчет.
Нагрузка от веса ограждающих конструкций:
gH = 0792 кНм2; g = 0921 кНм2
Sн = 04 кНм2 S = 056 кНм2.
Нагрузка от веса балки:
где kс.в. – коэффициент для нагрузки от веса конструкций принимаемый в зависимости от вида и пролета конструкции и нагрузки на нее;
Полная нагрузка на 1 м:
Расчетный пролет балки с учетом опирания l = 24 — 2 015 = 237 м.
Для двухскатных балок необходимо соблюдение условия:
где i=115 – уклон верхней грани балки.
Принимаем толщину доски после острожки а = 33 см тогда:
2.Определяем усилия в сечении на расстоянии x от опоры
3.Подбор сечения элементов
Принимаем балку прямоугольного сечения. Согласно [1 табл. 6.1]
Принимаем ширину доски b = 135 cм с учетом острожки боковой поверхности а толщину доски после острожки принимаем а = 33 см тогда h = 33 48 = 1584 см > 158 см.
Геометрические характеристики сечения:
J = bh312 = 135 1544312 = 4471140 см4;
W = bh26 = 135 158426 = 5645376 см3;
S = bh28 = 135 158428 = 423403 см3.
Проверяем сечение по нормальным напряжениям:
По касательным напряжениям:
По устойчивости плоской формы деформирования:
сечение не проходит по прогибу подбираем другое сечение и проверяем его на прогиб.
Принимаем количество досок в балке - 54 тогда:
Момент в сечении на расстоянии x от опоры:
Момент инерции сечения равен
J = bh312 = 135 1848312 = 710000122 см4;
сечение проходит по всем нормативным требованиям.
Расчет поперечной рамы здания с клееными стойками
Рис. 4 Расчетная схема рамы
1.Определение нагрузок
Конструктивная схема. Принимаем клееные стойки прямоугольного поперечного сечения с заданным шагом вдоль здания В = 45 м жестко закрепляемые к фундаменту. Ригель рамы в виде двускатной дощатоклееной балки. Крепление стоек с балками шарнирное. Устойчивость конструкций обеспечивается постановкой поперечных связей в покрытии и вертикальных продольных связей между стойками.
Нагрузка от веса балки:
Постоянное расчетное давление на стойку от покрытия:
То же от стенового ограждения с учетом элементов крепления при hoп = 1056 м:
Расчетную нагрузку от собственного веса стойки принимаем Рсв = 25 кН. Расчетное давление на стойку от снега:
Скоростной напор ветра на высоте до 10 м: Pв = 038 кНм2;
аэродинамические коэффициенты: с = +08; с1 = -03;
при НL = 5424 24 = 023;
ВL = 495 24 = 2063 > 2.
Расчетная ветровая нагрузка на раму от стены кНм:
где n = 12 — коэффициент перегрузки для ветровой нагрузки.
Ветровая нагрузка на раму от участка стен выше верха стоек кН:
где h = 194 — наибольшая высота покрытия включая высоту балки и толщину плит.
2.Усилия в стойках рамы.
Рама один раз статически неопределимая система. За неизвестное принимаем продольное усилие X в ригеле которое определяем для каждого вида загружения отдельно:
от ветровой нагрузки приложенной в уровне ригеля:
от ветровой нагрузки на стены:
от стенового ограждения при расстоянии между серединой стенового ограждения и стойкой
где 0184 — толщина стеновой панели;
28 — высота сечения колонны (ориентировочно)
Изгибающие моменты в заделке стоек:
Поперечные силы в заделке стоек кН:
Продольные силы в заделке стоек:
где 09 — коэффициент учитывающий действие двух временных нагрузок.
3.Подбор сечения стойки.
Принимаем стойку прямоугольного постоянного по высоте поперечного сечения из 16 досок толщиной 33 см шириной 16 см (после острожки из досок 40 × 175 см). Тогда
h = 33 16 = 528 см; b=16 см.
Проверяем прочность поперечного сечения стойки по нормальным напряжениям:
где Rc = Rc mв mn mбyn = 15 1 12 09891 = 178 кНсм2 = 178 МПа;
Fpaсч = b h= 16 см 528 см = 8448 см2;
Вдоль здания стойки раскрепляем обвязочным брусом укладываемым по верху их вертикальными связями и распорками устанавливаемыми по середине их высоты по наружным граням. Проверяем устойчивость плоской формы деформирования стойки с раскрепленной растянутой кромкой:
kф = 232 см. [1 табл. 2.4].
Для случая сжатой наружной грани стойки расчетная длина ее в плоскости перпендикулярной плоскости рамы равна 300 см. Устойчивость плоской формы деформирования стойки проверяем для нижнего ее участка как более неблагоприятного:
Для определения значения коэффициента kф вычислим изгибающий момент в правой стойке на высоте двух с половиной метров:
Проверяем клеевые швы на скалывание:
Sбр = 16 см 5282см 8 = 55757 см3;
Iбр = 16 5283 12=196264 см4;
где Rск = Rcк mв mn = 15 1 121 = 18 МПа.
Опорный узел стойки решаем по рис. . Анкерные болты рассчитываем по максимальному растягивающему усилию при действии постоянной нагрузки с коэффициентом перегрузки n = 09 вместо n = 11 и ветровой нагрузки
Принимаем опорную плиту базы колонны размерами 34 × 65 см. Определяем напряжения на поверхности фундамента:
Поскольку относительный эксцентриситет е0 = MдN = 2681 кНсм6122 кН = 438 см больше h6 = 528 см6 = 88 см следует рассчитывать анкерные болты и боковые анкерные пластины.
Для фундамента принимаем бетон класса В10 с расчетным сопротивлением Rв = 6 МПа. Вычисляем размеры участков эпюры напряжений:
Усилие в анкерных болтах:
Площадь поперечного сечения болта:
где nб = 2 — количество анкерных болтов с одной стороны стойки;
Rbt — расчетное сопротивление болтов растяжению равное 18 кНсм2 для анкерных болтов диаметром 33 60 мм из стали марки 09Г2С (см. СНиП II-23-81* прил. 2 табл. 60).
По [1 прил. IV (табл. 1)] находим d = 16 мм с Fнт = 1408 см2.
Рассчитываем элементы базы колонны.
Принимаем наклонные вклеенные стержни из арматурной стали класса А-III. Определяем расчетную несущую способность наклонного вклеенного стержня:
где d = 24 см — номинальный диаметр стержня;
°— угол наклона стержней по отношению к волокнам древесины стойки;
Rск зо° — расчетное сопротивление древесины скалыванию под углом 30° к волокнам:
Рассчитываем наклонно вклеенные стержни по сдвигу древесины:
Проверяем вклеенные стержни по растяжению и изгибу стержня:
где Rs = 365 кНсм — расчетное сопротивление арматурного стержня диаметром 24 мм из стали класса А-
Тн = 7d2 = 7 242 = 4032 кН — расчетная несущая способность изгибу стержня из арматурной стали класса А-III.
Анкерные пластины принимаем размером 10 × 160 мм из стали марки ВСтЗпс 6-1. Проверяем анкерные пластины:
где Ma = 0032d3 = 0032 243=0442 кНсм — для случая вклеенных стержней из стали класса А-
Ry = 23 кНсм2 — расчетное сопротивление листовой стали (см. СНиП II-23-81 прил. 1 табл. 51).
Пространственное крепление плоских конструкций
Пространственная жесткость и неизменяемость конструкций проектируемого здания достигается постановкой связей покрытия и связей между колоннами каркаса в продольном направлении.
Связи покрытия должны обеспечивать устойчивость несущих конструкций и их элементов а так же воспринимать ветровые нагрузки на торцевую стену передающиеся через фахферковые колонны.
Связевая система покрытия образуется из поперечных связевых ферм – горизонтальных связей в плоскости верхних граней стропильных конструкций вертикальных связей между ними и продольных элементов работающих на растяжение или сжатие.
Поперечные связевые фермы располагаются по торцам здания и в середине здания не реже чем через 30 м.
В плоскости кровли роль продольных элементов связей выполняют ребра плит покрытия.
Указания по обеспечению долговечности конструкций
Для предотвращения увлажнения деревянных конструкций и их нормальной эксплуатации для отвода атмосферных вод рекомендуется применить наружный водоотвод. Устройство ендов и закрытых парапетов запрещается. Рекомендуется по возможности избегать устройства на кровле фонарных надстроек. Поверхность древесины изолируют от металла рубероидом.
Верхнюю грань фундамента расположить выше уровня пола не менее чем на 150 мм.
Для предотвращения увлажнения клееных деревянных конструкций применяют лакокрасочные преимущественно прозрачные покрытия.
Против биологического разрушения (т.е. насекомыми) применить масла: каменно-угольное сланцевое или их смесь с пентахлорвинилом или нафтенол меди в органических растворителях. Тип антисептирования – поверхностная обработка или пропитка в ваннах.
Защита конструкций от возгорания: Деревянные клееные балки и колонны здания применить без огнезащитной обработки. Деревянные плиты покрытий а также элементы навесных панелей стен пропитать антипиренами.
Технико-экономическая оценка запроектированной конструкции
дощато-клееной двухскатной балки
Рис 5. Схема дощато-клееной балки
Указания по монтажу проектируемых конструкций
При монтаже несущих конструкций обеспечить их временное раскрепление с помощью оттяжек.
Установку вертикальных и горизонтальных связей производить одновременно с монтажем несущих конструкций.
Укладку щитов настила производить по скату вниз.
Проектирование и расчёт деревянных конструкций: Справочник под редакцией Гриня И.М. – К.:Будiвельник 1988. – 240с.
Гринь И.М. и др. Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчёт. – К.: Вища школа 1990. –221с.
СНиП II–25–80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат 1983. – 31с.
СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования. – М.: ЦИТП Госстроя СССР 1990. – 96c.
СНиП 2.01.07–85. Нагрузки и воздействия .– M.: ЦИТП Госстроя СССР 1986 . – 36с.
В.Ф. Кириленко. Проектирование и расчёт ограждающих конструкций покрытий деревянных зданий. Учебное пособие - Симферополь. НАПКС 2006. – С.79.

КП ДК 8.dwg

Зашить досками по месту
Вклеенный стержень ø24
Антисептированная доска 50×180
Слив из оцинкованной стали
Цоколь из тепло бетона
НАПКС АСФ гр. ПГС - 402
Ограждающие и несущие конструкции промышленного здания
Примечание: 1. Балку и колонну следует изготовлять с учетом следующих основных требований: а)для склеивания досок применить клеи ФР-12
ТУ 6-05-1743-75; ФРФ-50
ТУ 6-05-281-14-77; б)наращивание всех досок по длине с помощью стыка "Зубчатый шип"
при этом стыки досок можно располагать в любом месте
но не более 25% в одном сечении. 2. Опорные части конструкций по длине 25-30 см и торцы обработать антисептическими пастами. Остальную поверхность покрыть горячей алифой за 2 раза. 3. Наружные поверхности деревянных элементов панели окрашивать водостойкой эмалью. 4. Обшивки принимать из водостойкой березовой фанеры марки ФСФ ГОСТ 3910-69. 5. Верх панели оклеить одним слоем рубероида ГОСТ 10927-64.
Заготовочный блок Б-1 М1:50
Заготовочный блок К-1 М1:25
Спецификация древесины
Спецификация к схеме расположения конструкций
Стеновая панель СП-1
Стеновая панель СП-2
Стеновая панель СП-3
Стеновая панель СП-4
Стеновая панель СП-5
Стойка фахверка Сф-1
Распорка фахверка Рф-1
Подкос фахверка Пф-1
Примечание: 1. Элементы связей устанавливать одновременно с монтажом несущих и ограждающих конструкций. 2. Балки во время монтажа закреплять временными оттяжками.
Схема расположения плит покрытия
стеновых панелей М 1:200

КП ДК 2006.dwg

Слив из оцинкованной
Примечание: 1. Элементы связей устанавливать одновременно с монтажом несущих и ограждающих конструкций. 2. Балки во время монтажа закреплять временными оттяжками.
НАПКС АСФ гр. ПГС - 402
Ограждающие и несущие конструкции промышленного здания
Схема расположения плит покрытия
стеновых панелей М 1:200
Спецификация к схеме расположения конструкций
Стеновая панель СП-1
Стеновая панель СП-2
Стеновая панель СП-3
Стеновая панель СП-4
Стеновая панель СП-5
Стойка фахверка Сф-1
Распорка фахверка Рф-1
Подкос фахверка Пф-1
Примечание: 1. Балку и колонну следует изготовлять с учетом следующих основных требований: а)для склеивания досок применить клеи ФР-12
ТУ 6-05-1743-75; ФРФ-50
ТУ 6-05-281-14-77; б)наращивание всех досок по длине с помощью стыка "Зубчатый шип"
при этом стыки досок можно располагать в любом месте
но не более 25% в одном сечении. 2. Опорные части конструкций по длине 25-30 см и торцы обработать антисептическими пастами. Остальную поверхность покрыть горячей алифой за 2 раза. 3. Наружные поверхности деревянных элементов панели окрашивать водостойкой эмалью. 4. Обшивки принимать из водостойкой березовой фанеры марки ФСФ ГОСТ 3910-69. 5. Верх панели оклеить одним слоем рубероида ГОСТ 10927-64.
Заготовочный блок Б-1 М1:50
Заготовочный блок К-1 М1:25
Спецификация древесины