КДиП Деревянный каркас здания в г. Москва

ПОЯСНИЛКА.docx

1. Исходные данные для проектирования
-пролет здания – L= 15 м;
-высота стойки – H = 50 м;
-шаг колонн – B = 40 м;
-длина здания – Lзд = 40 м;
-район строительства – Московская обл. г. Москва
-III снеговой район нормативная снеговая нагрузка –
-расчетная снеговая нагрузка –
-I ветровой район нормативная ветровая нагрузка –;
-тепловой режим здания – отапливаемый (условия эксплуатации А1).
-тип покрытия – теплое.
-кровля–рулонная Технониколь Биполь ЭПП 30
-утеплитель ISOVER (минвата) толщиной 100 мм.
-стеновое ограждение – сэндвич-панель StellPanel =120 мм.
-стойка клеедощатая;
-разрезные прогоны дощатые щиты;
Необходимо разработать проект одноэтажного каркасного здания из деревянных конструкций (надземная часть). Ширина здания в осях 15 м длина здания 40 м шаг поперечных балок 40 м полезная высота 50 м. В качестве покрытия будет использоваться рулонная кровля Технониколь Биполь ЭПП 30
)Район строительства – Московская обл г. Москва;
III снеговой район нормативная нагрузка;
I ветровой район нормат. значение ветрового давления
) Температурно-влажностные условия эксплуатации А1 следовательно коэффициент условий работы.
плотность древесины соответственно –.
) Для отапливаемого здания применяется разрезные прогоны с дощатыми щитами из древесины сосны 2-го сорта.
) Несущая конструкция – ферма треугольная пролетом 15 м. Расчетная длина
) Стойка – клеедощатая материал – сосна. Предварительная высота сечения стойки
) Обвязочный брус – идет по всему периметру здания по верху стоек и является опорой для ригеля. Размеры сечения бруса подбираются по расчету на смятие исходя из предельной гибкости.
) Опирание стойки на фундамент – жесткое подошва стойки располагается выше уровня пола
) Стеновое ограждение – панели с асбестоцементными обшивками толщина панелей 120 мм вес 80 кгссм2.
Рис.1. Расположение элементов каркаса и покрытия в разрезе.
Расчетно-конструктивная часть
Проектирование и расчет дощатого двойного перекрестного настила
Настилы и обрешетки покрытий служат для поддержания кровли и утеплителя.
Для кровли в виде рубероидного ковра настил должен иметь сплошную ровную поверхность из одного или двух слоев досок. Двойной перекрестный настил состоит из двух слоев досок. Верхний — защитный (сплошной) слой досок толщиной 16 22 мм и шириной не более 100 мм укладывают под углом 45 60° к нижнему рабочему настилу и крепят к нему гвоздями.
Защитный настил образует необходимую поверхность обеспечивает совместную работу всех досок настила распределяет сосредоточенную нагрузку на ширину 500 мм рабочего настила. Защищает кровельный ковер от разрывов при короблении и растрескивании более толстых и широких досок рабочего настила. Двойной перекрестный настил имеет значительную жесткость в своей плоскости и служит надежной связью между прогонами и основными несущими конструкциями покрытия.
Рабочий настил для лучшего проветривания рекомендуется делать разреженным с зазором не менее 20 мм из досок толщиной 19 32 мм определяемой нагрузкой. Доски рабочего настила для повышения изгибной жесткости следует опирать на три опоры и более. В покрытиях отапливаемых производственных зданий утеплитель укладывают на одиночный дощатый настил или сплошной накат толщиной 19 32 мм который целесообразно опирать на три прогона.
Элементы настила и обрешетки рекомендуется выполнять из древесины хвойных пород 2-го сорта.
Дощатый настил под рубероидную кровлю целесообразно конструировать и рассчитывать как двух пролетную неразрезную шарнирно опертую балку. Расчетную ширину настила условно принимают равной 1 м.
Двойной перекрестный настил рассчитывается на изгиб только рабочего настила и только от нормальных составляющих нагрузок поскольку скатные составляющие воспринимаются с помощью защитного настила. Расчетная ширина настила принимается В=1м с учетом всех входящих в нее досок количество которых при шаге a составит с=1a. Сосредоточенные грузы распределяются здесь на ширину 05м и поэтому в расчетную ширину входят удвоенные величины P = 24кН.
Выбор конструктивного решения покрытия
В качестве несущих конструкций покрытия рассмотрена треугольная ферма. Фермы опираются на колонны клеедощатые. По фермам укладываются разрезные прогоны. По прогонам укладывается сплошной рабочий настил из досок сечение которых принимается согласно существующему сортаменту пиломатериалов по ГОСТ24454-80. К рабочему настилу прибиваются доски сплошного защитного настила Защитный настил является основанием под кровлю. Доски защитного настила прибиваются к рабочему под углом 45°.
Здание отапливаемое с температурно-влажностными условиями эксплуатации по группе А1.
Дощатый щит проектируем сплошным двойным из древесины сосны 2 сорта. Принимаем по сортаменту пиломатериалов ширину досок щита д = 100 мм толщину досок настила д =25 мм .
Сбор нагрузок на настил
Согласно СП64.13330.2011 расчету подлежит только рабочий настил. В данном случае это сплошной настил. Расчетная полоса обычно принимается шириной bн=10м. Расчетная схема принимается в виде двух пролетной неразрезной балки с пролетами равными расстоянию между прогонами S (шаг прогонов). В двойных настилах защитный настил не рассчитывается его задача заключается только в распределении нагрузки на доски рабочего настила и обеспечении жесткости в плоскости ската кровли.
Таблица №1: Сбор нагрузок на 1 м2 покрытия (кгсм2)
Наименование нагрузок
Нормативная нагрузка кгсм2
Расчетная нагрузка кгсм2
Постоянные нагрузки:
Технониколь Биполь ЭПП 30
· γ=001·4556=4556 кгсм2
Водонепроницаемая мембрана TYVEK
Утеплитель ISOVER (минвата) толщиной
Обрешетка – доска100х16мм (сплошная)
· γ=0016·500=8 кгсм2
Рабочая доска 100х25 мм
=100 мм γ= 500 кгсм3
·h·γс=01·0025·500·(101)=125 кгсм2
Итого постоянных нагрузок:
Итого полные нагрузки:
Для сплошного настила b1 =1м.- коэффициент надежности по ответственности.
Нормативная составляющая действующей нагрузки на полосу настила
где - нормативная и расчетная нагрузки.
Максимальный изгибающий момент на средней опоре:
Момент сопротивления
- расчетное сопротивление на изгиб.
- коэффициент условий работы:
Условие выполняется. Прочность настила обеспечена.
Расчет настила на жесткость.
E=105- модуль упругости древесины [СНиП 11-25-80]
Момент инерции сечения настила
Проверяем относительный прогиб настила по формуле:
- величина предельно допустимого относительного прогиба.
Жесткость настила обеспечена.
При расчете настила на второе сочетание расчетных нагрузок монтажную нагрузку передаем на b2=1м
Нагрузка от собственного веса настила согласно
Сосредоточенная нагрузка от веса человека с грузом Р=240 кгс
Момент сопротивления сечения
Максимальный изгибающий момент в пролете под монтажной нагрузкой найдем по формуле:
Проверяем напряжение изгиба для принятой толщины досок:
Условие выполняется. Прочность обеспечена.
=12 [т.6 СНиП11-25-80] - коэффициент учитывающий кратковременность действия монтажной нагрузки;
Таким образом прочность и жесткость дощатого настила обеспечены. Его проектируем в виде щита длиной 2980 мм и шириной 2000мм из досок толщиной 16 мм и шириной 100 мм. Соединительные доски сечением 25*100 мм. Гвозди 25*50 мм.
Рис.4. Двойной дощатый перекрестный настил
Проектирование и расчет разрезного прогона.
Прогоны воспринимают нагрузки от настилов или обрешетки и передают их в бесчердачных покрытиях на верхние кромки несущих конструкций и поперечные стены здания а в чердачных покрытиях — на элементы стропильных систем расположенных с шагом 1 15 м вдоль скатов.
Различают однопролетные прогоны из бревен или брусьев консольно-балочные из брусьев и неразрезные спаренные из досок.
Однопролетные прогоны применяют при больших уклонах в покрытиях из чешуйчатой кровли. Прогоны работают и рассчитываются8как однопролетные шарнирно-опертые балки.
Многопролетные неразрезные прогоны устанавливают в скатных покрытиях при незначительных уклонах под рубероидную кровлю. Неразрезной прогон состоит из двух рядов досок на ребро которые стыкуются в разбежку на расстояниях равных 021 длины пролета от оси опор в зоне нулевых изгибающих моментов.
Выбор конструктивного решения прогона
Прогоны покрытий выполняют из досок на ребро брусьев и брёвен. Для изготовления прогонов используется древесина сосны 2 сорта.
Расчетное сопротивление древесины 2 сорта изгибу =130 .
Пролет прогона равен шагу балок l = В = 40 м.
Принимаем по сортаменту пиломатериал шириной д=200 мм толщиной д =75 мм .
Сбор нагрузок на прогон
Таблица №2: Сбор нагрузок на 1 м2 прогона (кгсм2)
Наименование нагрузки
Нормативная нагрузка кгсм
Расчётная нагрузка кгсм2
I. Постоянные нагрузки:
- нормативная gнn S = 7266 10 = 7266 кгсм
- расчётная gn S = 8715 10 = 8715 кгсм
) от веса прогона сечением h = 02 м
b = 0075 м γ= 500 кгсм3
h b γ= 02 0075 500 = 75 кгсм
Итого постоянная нагрузка
II. Временная нагрузка:
) от веса снега (sg = 150 кгсм2)
Итого полная нагрузка
Сечение прогона подбираем из условия прочности.
Вычисляем требуемый момент сопротивления сечения прогона:
Задаемся соотношением ширины и высоты сечения прогона в пределах (115÷12) = k. Значит bh = 12.
Подставив в формулу и выразив получим
По сортаменту пиломатериалов уточняем сечение прогона: h = 200 мм
Расчет принятого сечения прогона на жесткость
Момент инерции принятого сечения прогона
Относительный прогиб:
Проектирование и расчет треугольной фермы
Определение геометрических размеров фермы.
Рис. 5. Расчетная схема фермы.
Строительный подъем фермы принимается равным:
Высота фермы назначается из условия ее жесткости с учетом допустимого уклона кровли принимаемого в зависимости от вида водоизолирующего слоя.
Принимаем высоту фермы h=1850 (кратной 25 мм)
Назначаем строительный подъем fстр= l = мм.
Угол наклона верхнего пояса с учетом строительного подъема
Строительный подъем фермы
Длина ската верхнего пояса равна
Длина крайних панелей нижнего пояса:
Длина средней панели нижнего пояса
Сбор нагрузок на ферму
При определении нагрузки на ферму ввиду малости угла наклона будем считать что вес на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия равен весу приходящемуся на 1 м2 поверхности покрытия.
Нормативные и расчетные нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия приведены в табл. 2.1.
Таблица №3: Сбор нагрузок на 1 п. м фермы
Расчетная нагрузка кгсм
) вес фермы: коэффициент собственного веса фермы
Итого постоянная нагрузка:
Итого полная нагрузка:
Определение усилий в элементах фермы
Рис.6. Нагружение на ферму
Статический расчет фермы выполняем по программе «Лира-Windows7.0».
Таблица 5. Усилия в стержнях фермы при различных сочетаниях нагрузок.
Обозначения элементов
Усилия от единичной нагрузки Р=1
Усилия от постоянной узловой нагрузки
Усилия от временной снеговой нагрузки
При снеге на всём пролёте
Расчет и конструирование сегментной фермы
Подбор сечения верхнего пояса фермы
В верхнем поясе действует продольное усилие О1=21674 кгс и изгибающий момент Мq от поперечной нагрузки q=(g+S) = (42434+840) =12644 кгсм.
Для уменьшения положительного момента Мq узлы фермы А В и Б решены с внецентренным приложением продольной силы в результате чего в поясе возникают отрицательные моменты МN.
Задаёмся сечением верхнего пояса фермы с учётом сортамента на пиломатериалы по ГОСТ24454-80 из 200 мм.11 слоёв сечением слоя 32
После фрезерования досок по пластям с учётом рекомендаций получим слои толщиной =32–6=26 мм. Припуски на фрезерование боковых поверхностей элементов длиной до 12 м составляют 15 мм. При этом ширина досок верхнего пояса будет В=200–15=185 мм.
Сечение верхнего пояса после механической обработки слоёв по пластям и боковых поверхностей склеенных элементов определится:
6 мм.(1126)=185h=185b
Определим минимальную длину площадок смятия в опорном промежуточном узле В и коньковом узле фермы.
Минимальная длина площадки смятия в опорном узле А и промежуточном узле В:
Длина площадок смятия в коньковом узле:
где Rсм 18.6`=14.19МПа.
Принимая эксцентриситеты сил в узлах верхнего пояса е1 е2 е3 равными между собой и приравнивая напряжение в сечении пояса по середине и по краям панели (задаваясь ) величину эксцентриситета вычислим по формуле:
Принимаем е=30 см. При этом длины площадок смятия будут равны 206 мм
Рис. 7. Определение эксцентриситетов (е1;е2;е3) продольного усилия в верхнем поясе.
6 мм расчётная площадь: Для принятого сечения верхнего пояса 185
Расчётный момент сопротивления площади сечения определится:
Гибкость пояса в плоскости фермы:
Проверяем верхний пояс на прочность как сжато-изгибаемый элемент при полном загружении его постоянной и временной снеговой нагрузкой по формуле:
Здесь Rs = 150 – расчетное сопротивление древесины второго сорта сжатию.
mп = 1.0 и mсл = 0.9– коэффициенты условий работы.
Величина Мд в соответствии с расчётной схемой определяется из выражения:
здесь — коэффициент значение которого определено по формуле
Изгибающий момент от продольной силы равен:
Прочность принятого сечения панели проверяем на сжатие с изгибом по формуле
При одностороннем загружение снегом слева продольное усилие О1=15505кгс.
Согласно п. 6.19. в клееных сжато-изгибаемых элементах допускается сочетать древесину двух сортов используя в крайних зонах на высоте поперечного сечения не менее 015h более высокий сорт пиломатериала.
Принимаем для крайних зон по две доски 2-го сорта что составляет 226=52 мм а в средней зоне 7 досок 3-го сорта что составляет 726=182 мм.
Компоновка поперечного сечения панелей верхнего пояса показана на рисунке
Рис. 8. Компоновка поперечного сечения верхнего пояса фермы
Ширину поперечного сечения стойки принимаем равной ширине верхнего пояса – 185 мм.
Из условия смятия древесины поперёк волокон определим высоту сечения стойки:
где Rсм90=3000кгс – расчётное сопротивление древесины смятию поперёк волокон в узловых примыканиях элементов.
мм.(326)=185. Принимаем сечение стойки 185 мм
Для принятого сечения стойки
Проверяем стойку на устойчивость:
Выбор марок расчётных сопротивлений стали и типа сварных соединений.
В зависимости от степени ответственности а также от условий эксплуатации проектируемая ферма относится к группе 2. Принимаем для элементов узловых соединений листовую сталь по ГОСТ 27772-88 марки С255 с расчётным сопротивлением растяжению сжатию и изгибу по пределу текучести Ry=240 МПа (при толщине 4-20 мм).
Для растянутых элементов АД; А`Д`; ДБ; Д`Б; ЕД` принимаем горячекатаную сталь периодического профиля по ГОСТ 5781-75 класса A 400. Расчётное сопротивление растяжению арматурной стали класса А 400 при диаметре стержней от 10 до 40 мм Rs=365 МПа.
Растянутые элементы фермы имеющие концевую резьбу по характеру работы могут быть отнесены к одноболтовым соединениям работающим на растяжение.
Принимаем класс прочности 6.6 для которого расчётное сопротивление Rbt=250 МПа.
Для определения расчётных сопротивлений угловых швов срезу по металлу шва и металла по границе сплавления с учетом группы конструкции климатического района и свариваемых марок стали выбираем типы электродов по ГОСТ 9467-75*:
Э42А или Э46А для стали С255
Э50А для арматурных стержней А 400.
Выбранным типам электродов соответствуют расчётные сопротивления угловых швов срезу по металлу шва:
Расчётное сопротивление угловых швов срезу по металлу границы сплавления
Rwz=045Run=045370=1665 МПа.
Для сварных элементов из стали с пределом текучести до 295 МПа следует применять электроды для которых должно выполняться условие:
где z=1.0 и f=07 – коэффициенты принимаемые
Ryn=245 МПа 295 МПа – Э42А и Э46А
При электродах типа Э42А – 111665 180 1665107 (МПа)
условие 18315 > 180 2379 (МПа) не выполняется
При электродах типа условие Э46А – 18315 200 2379 (МПа) выполняется
При электродах типа Э50А Ryn = 375 МПа > 295 МПа – Э50А
условие 1665 215 2379 (МПа) выполняется
Таким образом для свариваемых элементов угловыми швами применяем электроды:
Э46А – для марки стали С255;
Э50А – для арматуры А400 (С375).
Подбор сечения стальных элементов фермы
Опорную панель нижнего пояса А-Д принимаем из двух стержней арматурной стали класса А400. Растягивающее усилие в этой панели U1= 1754600кгс.
Требуемая площадь двух стержней с учётом коэффициента m=085 учитывающего неравномерность распределения усилий между стержнями:
принимаем два стержня диаметром 20 мм
Панель нижнего пояса Д-Д`.
Панель нижнего пояса Д-Д` принимаем из трёх стержней арматурной стали класса А400 между которыми вварены концевые стержни из арматурной стали класса А240 с нарезкой на концах (рисунок 5 а)
Рис. 9. Стальные элементы фермы
Растягивающее усилие в панели Д-Д`-U2 =1359500кгс.
Требуемая площадь трёх стержней:
принимаем 3 диаметром 14 мм
Требуемая площадь нетто концевых стержней:
принимаем диаметр стержня 28 мм с
Раскос Д-Б принимаем из двух стержней арматурной стали класса А400 с вваренным с одной стороны концевым стержнем из арматурной стали класса А 240 с нарезкой на конце
Растягивающее усилие в раскосе Д1 = 74740 Н. Требуемая площадь 2-х стержней:
принимаем 2 диаметром 14 мм
Требуемая площадь нетто концевого стержня:
принимаем диаметр стержня 20 мм
Опирание фермы на колонну и соединение верхнего пояса с нижним в опорных узлах производится при помощи стальных сварных башмаков
Рис. 10 - Опорный узел фермы
Верхний пояс фермы упирается в плиту которая приваривается к вертикальным фасонкам и диафрагме. Фасонки и диафрагма свариваются с горизонтальной опорной плитой. Ветви нижнего пояса привариваются к фасонкам.
Требуемая площадь опорной плиты из условия передачи ею реакции опоры фермы на клееные деревянные колонны:
где Rсм =кгс – расчётное сопротивление дерева смятию.
С учётом отверстий для анкеров конструктивно принимаем ширину опорной плиты 150 мм и длину её 400 мм.
При этом площадь опорной плиты:
Толщину опорной плиты определим из условия прочности на изгиб по сечению 1-1 консольного участка.
Изгибающий момент в полосе плиты единичной ширины в сечении 1-1 определится:
Момент сопротивления полосы плиты:
Из условия прочности требуемый момент сопротивления площади плиты:
Принимаем толщину плиты 13 мм.
Толщина плиты определяется из условия прочности на изгиб рассматривая полосу плиты единичной ширины.
Изгибающий момент в полоске определяется как в двухпролётной балке с пролётами а=1892=945:
Толщина плиты определится по формуле:
Принимаем толщину плиты 14 мм.
Круглые стержни панели АД привариваются к фасонкам четырьмя угловыми швами которые должны воспринимать растягивающее усилие в нижнем поясе И1= 1754600кгс.
Расчетная длина сварного шва определяется из условия на срез согласно по двум сечениям – по металлу шва и металлу границы сплавления.
Максимальный катет шва при сварке листа и круглого стержня:
Расчётная длина шва по металлу шва определится по формуле:
где γwf=10 – коэффициент условий работы шва;
γс=095 – кэффициент условий работы узла конструкции.
Расчётная длина шва по металлу границы сплавления определится по формуле:
Принимаем длину шва 350 мм.
Промежуточный узел «Д» по нижнему поясу
Рис. 11 - Промежуточный узел по нижнему поясу
В этом узле соединяются четыре элемента фермы: опорная и центральная панель нижнего пояса стойка и раскос.
Сжатая стойка из клееной древесины опирается на упорный столик расположенный между двумя стальными фасонками приваренными к ветвям опорной панели. На концах опорной панели и на фасонках выполнены упоры и в отверстия которых пропускаются концевые стержни (имеющие резьбу) раскоса и центральной панели нижнего пояса и закрепляются гайками и контргайками.
Толщину плиты опорного столика определим исходя из условия её работы на изгиб.
Нагрузкой на плиту является равномерное давление стойки:
Изгибающий момент определяется как в плите опёртой по трём сторонам. Однако при отношении аb 05 влияние опирания на сторону «а» делается незначительным и плита рассчитывается выделив полосу 1 см как консоль с вылетом «а» по формуле:
Толщина плиты определяется по формуле:
Принимаем толщину плиты 10 мм.
Ребро опорного столика рассчитывается на изгиб с учётом работы плиты.
Площадь поперечного сечения столика:
Статический момент площади поперечного сечения относительно оси х1-х1:
Расстояние от оси х1-х1 до центра тяжести поперечного сечения:
Момент инерции площади сечения относительно оси х-х:
Момент сопротивления сечения:
Напряжение в столике:
Изгибающий момент в столике:
Сварные швы прикрепляющие ребро опорного столика к фасонкам должны воспринять усилие V1= 34520 кгс. Расчётная длина сварного шва определяется из условия на срез
где к = 6 мм – минимальный катет швов
Rwf = 200 МПа – расчетное сопротивление угловых швов по металлу шва для стали С255 и электродах Э46А
- по металлу границы сплавления:
Привариваем ребро упорного столика к фасонкам по вертикальным плоскостям. При этом фактическая расчётная длина швов определится:
(100–10) = 360 мм > 433 мм.
Упорная плита столика приваривается к ребру и фасонкам.
Сварные швы прикрепляющие упор к ветвям нижнего пояса рассчитываются на срез по усилию И2 = 135950 Н.
При кf=6 мм расчётная длина шва по металлу шва определится по формуле:
Расчётная длина шва по металлу границы сплавления:
Принимаем длину швов 120 мм.
Сварные швы прикрепляющие фасонки к ветвям нижнего пояса воспринимают усилие равное равнодействующей усилий в нижнем поясе:
И = И1-И2 =175460 – 135950 = 39510 Н.
Принимаем с запасом прочности длину нижнего шва как и в опорном узле 150 мм при кf=6 мм.
Концевой стержень центральной панели нижнего пояса фермы Д-Д` приваривается к трём ветвям шестью швами.
При кf=6 мм расчётная длина шва по металлу шва:
Расчетная длина шва по металлу границы сплавления:
Принимаем длину шва 70 мм.
Концевой стержень раскоса Д-Б приваривается к двум ветвям четырьмя швами.
Промежуточный узел верхнего пояса В
Глубина прорези от верхней кромки равна 2е=240 = 80 мм. Соединение смежных клееных блоков пояса осуществляется при помощи деревянных 144 мм(до острожки – доска сечением 75х150) накладок сечением 69 мм располагаемых с двух сторон и связанных конструктивно болтами 14 мм
Подбалка поддерживающая верхний пояс в месте стыка нижней гранью опирается на стойку сжимающее усилие в которой V1= 34520 H.
Площадь смятия равна
Принимаем сечение стойки из шести досок 32х200 (после фрезерования слоев и пакета – 185х(4х26)=185х104мм.
Рис. 12 - Промежуточный узел по верхнему поясу
Коньковый узел фермы
Конструкция конькового узла предусматривает укрупненную сборку фермы перед ее монтажом из двух шпренгелей.
Стальные опорные элементы приняты конструктивно из листовой стали С255 толщиной 8 мм.
Каждая ветвь раскоса приваривается двумя швами длиной по 70 мм при Кf = 6 мм.
Рис. 13 - Коньковый узел фермы
Проектирование и расчет клеедощатой стойки.
Клеедощатая стойки проектируют как правило постоянного по высоте сечения. Для их изготовления используются остроганные доски из сосны 2 сорта. Толщина склеиваемых досок не должна превышать 42 мм.
Высота сечения стойки Она должна быть кратной толщине досок по сортаменту за вычетом 5 8 мм на острожку. Ширина сечения стойки принимается Она должна быть равной ширине доски по сортаменту за вычетом 10 мм на острожку.
Рис.14.Схема ветрового воздействия на раму.
Основные параметры стойки:
Для изготовления стойки принимаем остроганные по пласти доски толщиной из древесины сосны 2 сорта.
Высота сечения стойки:
- предварительное значение
Требуемое количество досок толщиной
- окончательное значение кратное толщине доски
Ширина сечения стойки:
- окончательное значение равное ширине доски по сортаменту за вычетом 10 мм на острожку
Высота покрытия принимается как сумма высоты торцового сечения фермы-270 мм высоты прогонов–200 мм высоты дощатого настила – 41 мм рулонная кровля–9 мм:
рис.15. Геометрические размеры стойки
Сбор нагрузок на раму:
Сосредоточенная нагрузка от веса покрытия:
Pпокр= gб×L2 = 42434×152 = 318255 кгс
Сосредоточенная нагрузка от веса снега:
Рсн= Sф×L2 = 840×52 = 6300 кгс
Вес стойки коэффициент надежности по нагрузке γf= 1.1
Pст = hв×bв×Hст×γ× γf = 0364×009×475×500×11 =85586 кгс
Вес стенового ограждения коэффициент надежности по нагрузке γf= 1.1
Pстен = gст×B×Hст×1.1 = 80×4×475×11 = 1672 кгс
Нормативная ветровая нагрузка определяется по формуле:
где w0 - нормативное значение ветрового давления I ветровой район
с - аэродинамический коэффициент сл=08 сп=06.
k- коэффициент учитывающий изменения ветрового давления по высоте
Принимаем в пределах высоты стойки Hстk=075 а в пределах высоты покрытия hоп
kн = 075+005 (Hст + hоп -5) = 075+005 (475 + 052-5)=07635
Нагрузки от ветра (коэффициент надежности по ветровой нагрузке γf=1.4:
Неизвестное продольное усилие X в ригеле определяется для каждого вида загружения отдельно.
От стенового ограждения:
-эксцентриситет приложения нагрузки от стенового ограждения
e =05(сп+h) = 05×(0120 + 0364) = 0242 м
-изгибающий момент от стенового ограждения
Mстен = Рстен×е = 1672×0242 = 4046 кгс×м
-продольное усилие Xстен в ригеле
От ветровой нагрузки приложенной в уровне ригеля:
От ветровой нагрузки на стены:
Изгибающие моменты в заделке стоек.
Поперечные силы в заделке стоек
Продольная сила в заделке стойки
Для дальнейших расчетов принимаем максимальные значения
Конструктивный расчет стойки
Расчет стойки в плоскости рамы.
Расчетная длина стойки
Площадь сечения стойки
Коэффициент продольного изгиба
Rc= 140 кгссм2 - расчетное сопротивление древесины 1 сорта сжатию вдоль волокон принимаемое для прямоугольного сечения шириной свыше 11 см до 13 см.
mн= 12 коэффициент условий работы при действии ветровой нагрузки.
mст= 095 коэффициент учитывающий толщину досок используемых для изготовления стойки толщиной 42 мм
mб= 1 коэффициент учитывающий высоту сечения стойки
Проверка сечения стойки по прочности
Прочность стойки в плоскости изгиба обеспечена.
Расчет стойки из плоскости рамы. Расчетная длина стойки в этом случае равна расстоянию между точками закрепления ее из плоскости рамы. При этом гибкость стойки не должна превышать предельное значение .
Максимальная величина расчетной длины стойки.
следовательно нужно установить распорки.
Тогда расчетная длина стойки
При коэффициент продольного изгиба
Проверка устойчивости стойки по прочности
Устойчивость стойки из плоскости изгиба обеспечена.
Принятые параметры стойки:
-высота стойки Нст = 4750 мм
-высота сечения стойки h = 364 мм
-ширина сечения стойки b = 90 мм
Конструирование и расчет опорного узла стойки:
Расчет крепления стойки к фундаменту производится на действие максимальной растягивающей силы Np.
Продольная сила определяемая без учета снеговой нагрузки.
Для крепления упорных столиков к стойке принимаем болты диаметром d=12 мм.
По конструктивным требованиям размещения болтов ось металлических накладок совпадающая с осью анкерных болтов должна быть расположена от края стойки на расстоянии не менее
Плечо пары внутренних сил
e = h-2a = 364 - 2×60 = 244 мм.
Максимальная растягивающая сила.
Несущая способность в одном срезе при учете ветровой нагрузки принимается равной минимальному из двух значений:
- по смятию древесины стойки
Требуемое число болтов крепления двух опорных столиков к стойке
расчетное сопротивление анкерного болта растяжению.
Требуемое сечение ослабленное нарезкой одного анкерного болта из двух соединяющих стойку с фундаментом и работающих на растяжение
Принимаем анкерные болты диаметром
S1 = 7d=7×12=84 мм примем 85 мм.
S2 = 3.5d=3.5×12=42 мм примем 42 мм.
S3 = 3d=3×12=36мм примем 36 мм.
S4 = 2d=2×12=24 мм примем 24 мм.
Принимаем анкерные болты диаметром с
Рис 16. Опорный узел стойки
Список используемой литературы
Конструкции из дерева и пластмасс: методические указания к выполнению курсового проекта для студентов направления 270100 «Строительство» и специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство» Сост. В. Г. Котлов С. Л. Машинова А. К. Наумов. – Йошкар-Ола: МарГТУ 2007. – 40с.Гринь И.М. Строительные конструкции из дерева и пластмасс. Проектирование и расчет.- Киев: Вища школа1975.-280с.
СП 64.13330.2011. Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80.-М. «НИЦ «Строительство»:Стройиздат1983.-31с.
Шишкин В.Е. Примеры расчета конструкций из дерева и пластмасс: Учеб. пособие для вузов (техн.) по спец. “Пром. и гражд. стр-во”.-М.:Стройиздат1974.-219с.
СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия.Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. -М.: НИЦ «Строительство» 2011.-70с.
Конструкции из дерева и пластмасс: Учеб. Для вузов Под ред. Г. Г. Карлсена.-М.Стройиздат1975.-688с.
Гринь И.М. Строительные конструкции из дерева и пластмасс. Проектирование и расчет.- Киев: Вища школа1975.-280с.

ТИТУЛЬНИК.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Поволжский государственный технологический университет
Пояснительная записка
«Конструкции из дерева и пластмасс»
«Каркас одноэтажного однопролетного здания»
Исходные данные для проектирования3
Компоновочная часть3
Расчетно-конструктивная часть5
1. Проектирование и расчет дощатого двойного перекрестного настила5
2. Проектирование и расчет разрезного прогона.10
3. Проектирование и треугольной фермы13
4. Расчет клеедощатой стойки30
Список используемой литературы38