Промышленного одноэтажного здания из деревянных конструкций пролётом 12м

Wenq_-_Derevo.dwg

Рубероид трехслойный на мастике
фанер обшивки толщиной t=8 мм
Продольные ребра со стыковыми брусками (44x169)мм
Поперечные ребра (42x100)
Утеплитель МВП t=80мм
План конструкции кровли.
План связей. Фрагмент фасада
Промышленное одноэтажное
КДиП. Курсовой прект.
План конструкции кровли
Разрез 3-3 . M 1:100
фанер обшивки толщиной t=10 мм

MOё_Derevofanera.doc

Район строительства Санкт-Петербург
Режим эксплуатации А-3
Крыша Клеефан. панели
Основная несущая конструкция покрытия клеедощатая балка
Стойка (колонна) клеефанерная
Степень ответственности здания II-класс
Пролёт 12 м Высота колонны 75 м
Трёхслойная панель с внешними слоями из водостойкой фанеры и внутренними рёбрами из досок хвойных пород
Запроектируем покрытие здания по балкам установленным в плане с шагом 60м. Материал кровли – три слоя рубероида. Район постройки – Санкт-Петербург. Условия эксплуатации – А3. Класс ответственности здания – II.
Размер панели в плане 147595 м; обшивки из водостойкой фанеры марки ФСФ сорт ВВВ по ГОСТ 3916–69*; рёбра из сосновых досок второго сорта. Клей марки ФРФ-50. Утеплитель – минеральные плиты с плотностью 1 кНм3 на синтетическом связующем по ГОСТ 9573–82*. По теплотехническим расчётам толщина утеплителя – 80 мм. Теплоизоляционные плиты приклеиваются к нижней обшивке панелей на слое битума который одновременно выполняет роль пароизоляционной прослойки. Для сохранения положения теплоизоляционного слоя и предотвращения его смещения при перевозке панелей по верху теплоизоляции укладывается слой картона края которого отгибаются и прибиваются к рёбрам каркаса панели. Воздушная прослойка над утеплителем – вентилируемая вдоль панели. Для большей сохранности обшивок панели слой рубероида наклеивают на заводе с применением мастик повышенной теплостойкости и механизированной прокатки слоя. Два слоя наклеивают после установки панели. Ширина панели принята с учётом ширины фанерного листа и обрезки кромок для их выравнивания. Толщину панели принимаем 8 мм. Направление волокон наружных шпонов фанеры обеих обшивок панели должно быть продольным для обеспечения стыкования листов фанеры “на ус” и для лучшего использования прочности фанеры.
Для каркаса панели применены пиломатериалы по сортаменту ГОСТ 24454 – 80* сечением 50175 мм.
С учётом обработки для склейки идут доски 44169 мм. Принимаем расчётный пролёт панели lp=099l=099·5980=5920 мм. Высота панели hП=hреб + +2об=169 + 2·8=185 мм что составляет 185592=132 пролёта и соответствует рекомендациям согласно которым высота панели составляет 130135 пролёта. Шаг рёбер определяем из условия расчёта верхней фанерной обшивки на изгиб поперёк волокон от сосредоточенной силы Р=1·12=12 кН как балки заделанной по концам (у рёбер) ширина расчётной полосы 1000 мм. При этом принимаем четыре ребра с расстоянием между рёбрами в осях
с = (1470 – 2 · 44) 3 = 461 мм.
Изгибающий момент в обшивке
М=Р·с8 = 12 · 4618 = 6915 кН· мм.
Момент сопротивления обшивки шириной 1000 мм
W = 6 = 1000·826 = 10670 мм3.
Напряжения в верхней обшивке от изгиба сосредоточенной силой
sп=MW = 6915 ·10310670 = 648 МПа 6512=78 МПа
(где 12 – коэффициент условий работы для монтажной нагрузки). Для увеличения жесткости каркаса продольные рёбра соединены на клею с поперечными рёбрами расположенными по торцам и в середине панели ).
2. Нагрузки на панель
Панели предназначены для укладки по несущим деревянным конструкциям (табл. 1). Полная нагрузка на 1 м2 панели:
нормативная qн= 1721·15 = 258 кНм;
расчётная qр= 2321·15 = 348 кНм.
Подсчёт нагрузки на 1 м панели Таблица 1
Нормативная нагрузка q
Коэффициент надёжности по нагрузке
Расчётная нагрузка q кН м
Кровля рубероидная трёхслойная
Клеефанерная утеплённая панель:
Фанера марки ФСФ: 20087
Каркас из сосновых досок:
продольные рёбра с учётом брусков продольных стыков:
Утеплитель – минераловатные плиты =8 см:
Временная нагрузка (снеговая)
3. Характеристики материалов
Для семислойной фанеры ФСФ сорта ВВВ толщиной 8 мм по табл. 10 и 11 СНиП II-25-80 имеем: расчётное сопротивление растяжению [1]; расчётное сопротивление сжатию ; расчётное сопротивление скалыванию ; модуль упругости ; расчётное сопротивление изгибу . Для древесины рёбер (сосна) по СНиП II-25-80 модуль упругости Едр=1000 МПа.
4. Геометрические характеристики панели
В соответствии со СНиП II–25–80 п. 4.25 приведённая расчётная ширина фанерных обшивок bпр = 09×148 = 1332 м. Так как проверку панели на прочность производим по обшивке то геометрические характеристики поперечного сечения клееной панели приводим к фанерной обшивке. Приведённый момент инерции поперечного сечения панели
Приведённый момент сопротивления поперечного сечения панели
5. Проверка панели на прочность
Максимальный изгибающий момент
Напряжение в растянутой обшивке
Здесь 06 – коэффициент учитывающий снижение расчётного сопротивления фанеры за счёт стыков в растянутой зоне. Проверку на устойчивость сжатой обшивки производим по формуле
При принятых размерах – расстоянии между продольными рёбрами толщине фанеры dф = 0008 м
Напряжение в сжатой обшивке
6. Расчёт на скалывание по клеевому слою фанерной обшивки относительно нейтральной оси
Приведённый статический момент
Расчётная ширина клеевого соединения . Касательное напряжение в клеевом шве
7. Проверка панели на прогиб
где 1250 – продольный прогиб для панелей покрытия в соответствии с табл. 16 СНиП II-25-80.
Двускатная дощатоклееная балка прямоугольного сечения пролётом 11.75м.
Сбор нагрузок на балку:
Нормативная нагрузка q кНм
Нагрузка от покрытия
Собственный вес балки
Временная нагрузка(снег)
Нагрузка: расчетная 155 кН м ; нормативная 115 кН м .
Материалы: сухие сосновые строганные доски толщиной 33 мм 2-го и 3-го сорта. Доски 2-го сорта используются в крайних зонах на 0.15 высоты поперечного сечения (СНиП II-25-80 п. 6.19).
Условия эксплуатации: внутри отапливаемых помещений при температуре до 35 С относительной влажностью воздуха от 60 до 75 %. При этих условиях (СНиП II-25-80 табл. 5).
Принимаю ширину поперечного сечения b=14 см высоту в середине пролёта h=1023 см т.е. l11.5>l15 тогда высота на опоре = 726 см.
Проверяем максимальные нормальные напряжения по СНиП II-25-80 формула (17) в расчетном сечении
Высота в этом сечении
Расчетный изгибающий момент
Расчетные сопротивления изгибу и сжатию назначаем для древесины 2-го сорта согласно СНиП II-25-80 пп. 3.1 и 3.2 с введением коэффициентов условий работы и коэффициента надежности по назначению согласно СТ СЭВ 384-76. Тогда
Напряжения в расчетном сечении
момент сопротивления поперечного сечения в расчетном сечении.
Проверку прочности по скалыванию производим в опорном сечении [СНиП II-25-80 по формуле (18)]. Поперечная сила на опоре
расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон для древесины 2-г сорта
скалывающее напряжение
Проверяем опорную площадку на смятие
Поскольку закрепление сжатой кромки осуществляется ребрами плит через 2х15 м и следовательно (см.п.425)
Проверка устойчивости плоской формы деформирования не требуется.
Прогиб в середине пролета балки находим согласно СНиП II-25-80 пп. 432-433 Предварительно вычисляем
Тогда мм или относительный прогиб т.е. необходимая жесткость балки обеспечена.
Расчет клеефанерной стойки.
1.Сбор нагрузок на колонну.
)Постоянная нагрузка:
где – вес стойкикН - расчетный вес стойки
)Временные нагрузки:
Вертикальные нагрузки от балки положенные по оси стойки включая вес стойки кН.
Нормативная ветровая нагрузка . При шаге стоек 60 м ветровые нагрузки на двухшарнирную раму
где В=60 м. – шаг несущих конструкций;
с – аэродинамический коэффициент;
n=14 – коэффициент перегрузки для ветровой нагрузки;
Нагрузки от собственного веса стенового ограждения передаются на фундамент.
Сосредоточенная сила от ветровой нагрузки на уровне верха стойки:
где h – высота несущей конструкции покрытия над стойкой.
Под действием горизонтальных нагрузок рама один раз статически неопределима.
2.Определение усилий в стойке.
Определим неизвестную силу
Изгибающий момент и поперечная сила у основания стойки:
Задаемся высотой стойки .
3.Компановка поперечного сечения стойки
Определение усилия в каждой ветви стойки.
где – приближенный коэффициент учитывающий увеличение момента при деформации - расстояние между осями поясов.
Требуемая площадь поперечного пояса.
Принимаем 5 досок 125×40 суммарное сечение пояса.200×125 из древесины 2-ого сорта
Тогда площадь сечения пояса
Для стенок берем фанеру клееную березовую марки ФСФ сорта ВВВ семислойную с расположением волокон вдоль оси элемента толщиной 12мм.
4.Приведенные характеристики сечения.
Приведенная площадь.
где – площадь сечения поясов - площадь сечения фанеры – модуль упругости фанеры – модуль упругости древесины.
Момент инерции приведенного сечения.
Момент сопротивления приведенного сечения.
Радиус инерции приведенного сечения.
5.Проверка прочности.
Расчет на прочность стойки по нормальным напряжениям.
где – коэффициент учитывающий увеличение момента при деформации коэффициент продольного изгиба – расчетное сопротивление сжатию вдоль волокон – коэффициент для внецентренно-сжатых клееных элементов высотой менее 50 см по п. 3.2д [1]
Прочность стойки по нормальным напряжениям обеспеченна.
Расчет на срез фанерной стенки по нейтральной оси.
Определение статического момента инерции относительно нейтральной оси
Проверка прочности на срез.
Прочность на срез фанерной стенки по нейтральной оси обеспеченна.
Расчет на скалывание между дощатыми поясами и фанерной стенкой
Определение статического момента инерции дощатого пояса относительно нейтральной оси
Проверка прочности на скалывание.
где – высота поясов – число вертикальных швов.
Прочность на скалывание между дощатыми поясами и фанерной стенкой обеспеченна.
Проверка прочности стенки в опасном сечении I-I на действие главных растягивающих напряжений на уровне перехода поясов к фанерной стенке.
Нормальные растягивающие напряжения в сечении I-I
где - сжимающее усилие от постоянной нагрузки – расстояние от центра тяжести до сечения I-I.
Определение статического момента инерции пояса относительно нейтральной оси
Касательные напряжения в сечении I-I.
Угол наклона главных напряжений к оси элемента
где расчетное сопротивление растяжению в плоскости листа по графику рис. 17 прил5. [1].
Прочность стенки в опасном сечении I-I на действие главных растягивающих напряжений на уровне перехода поясов к фанерной стенке обеспеченна.
Проверка прочности стенки в опасном сечении II-II на действие главных сжимающих напряжений на уровне перехода поясов к фанерной стенке.
Нормальные сжимающие напряжения в сечении II-II
где - сжимающее усилие от постоянной нагрузки – расстояние от центра тяжести до сечения II-II.
Касательные напряжения в сечении II-II.
где расчетное сопротивление сжатию в плоскости листа по графику рис. 17 прил5. [1].
Прочность стенки в опасном сечении II-II на действие главных сжимающих напряжений на уровне перехода поясов к фанерной стенке обеспеченна.
6.Проверка устойчивости.
Проверка устойчивости отдельной ветви из плоскости изгиба
Приведенная площадь для ветви стойки.
Приведенный момент инерции ветви.
Радиус инерции ветви.
где – расстояние между ригелями для навески стеновых панелей.
Проверка устойчивости.
где – коэффициент продольного изгиба для древесины п. 43 [1].
Устойчивость ветви из плоскости изгиба обеспеченна.
Проверка устойчивости стенки
Проверка по п.430 [1] с продольными по отношению к оси элемента расположением волокон наружных слоев.
Местная устойчивость стенки обеспеченна.
Проверка устойчивости в плоскости перпендикулярной изгибу.
Приведенный момент инерции относительно оси X-X.
Радиус инерции ветви относительно оси X-X.
Гибкость относительно оси X-X.
где – коэффициент продольного изгиба.
Устойчивость в плоскости перпендикулярной изгибу обеспеченна.
7.Расчет анкерного крепления клеефанерной стойки коробчатого типа.
Определение диаметра анкеров.
Требуемое сечение анкеров
Принимаем в каждой ветви болта из стали Ст3пс2 с по табл. Г.7 [3] для диаметра болта 24÷30мм
где – учитывает возможную неравномерность работы анкерных болтов.
Принимаем 4 болта по табл. Г.9 [3].
Принимаем для траверсы уголок 100×8
Момент сопротивления уголка
Распределенная нагрузка на уголок
где – расстояние между стенками швеллера
где – высота швеллера
Прочность обеспеченна.
Жесткость обеспеченна.
Расчет горизонтальных болтов
Несущая способность одного болта смятию древесины
где ширина клеефанерной стойки - диаметр болта.
Несущая способность одного болта изгибу
где число расчетных швов нагеля.
Принимаем 6 рядов болтов
Трёхслойная панель с внешними слоями из водостойкой фанеры и внутренними рёбрами из досок хвойных пород .3
1. Исходные данные ..3
2. Нагрузки на панель 4
3. Характеристики материалов 4
4. Геометрические характеристики панели 5
5. Проверка панели на прочность 5
6. Расчёт на скалывание по клеевому слою фанерной обшивки относительно нейтральной оси ..5
7. Проверка панели на прогиб 6
Двускатная дощатоклееная балка прямоугольного сечения пролётом 11.75м 7
Расчет клеефанерной стойки 9
1 Сбор нагрузок на колонну 9
2 Определение усилий в стойке 10
3 Компановка поперечного сечения стойки 10
4 Приведенные характеристики сечения ..11
5 Проверка прочности 12
6 Проверка устойчивости ..14
7 Расчет анкерного крепления клеефанерной стойки коробчатого типа .16
[1] 09 – коэффициент условий эксплуатации конструкций СНиП II-25-80 табл. 5;
5 – коэффициент надёжности по назначению СНиП 2.01.07-85.