Деревянные конструкции зерносклада

Q1.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра Строительство и землеустройство
по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс»
студент группы ПГСб-19-1-о
Расчет клеефанерной плиты покрытия. 4
Расчет и конструирование основных несущих конструкций 7
Защита деревянных конструкций от гниения возгорания ..17
Список использованной литературы 22
Целью выполнения курсовой работы является закрепление углубление и обобщение теоретического материала а также приобретение навыков практического применения методов расчёта и конструирования при самостоятельном решении конкретной инженерной задачи.
Задачей курсовой работы является разработка эскизно-технического проекта и рабочих чертежей элементов покрытия и каркаса здания в соответствии с выданным заданием.
Исходные данные для проектирования:
-Расстояние до низа стропильных конструкций- 8 м
-Шаг основных конструкций 54 м
-Район строительства- Санкт-Петербург
-Поверхностные нагрузки:
от веса снегового покрова-18кНм2
от напора скоростного ветра-03кНм2
-Тепловой режим здания - теплый
-Покрытие – беспрогонное клеефанерные плиты
Рис. 1 Схема основных несущих конструкций здания
Расчет клеефанерной плиты покрытия.
Принимаем ребристую панель размерами в плане 1498х5980 мм имеющую четыре продольных ребра. Обшивки из водостойкой фанеры марки ФСФ сорта ВВВ толщиной а нижняя толщиной . Для ребер каркаса принимаем по сортаменту доски сечением 40х200 мм. После остружки кромок согласно ГОСТ 7307-75 высоту ребер принимаем
Высота сечения панели hр=192+8+6=206 мм
В этом случае hl =2065980=129 находится в пределах допустимых
Таблица 1. Нагрузки на 1 м2 панели
Нормативная нагрузка кгм2
Коэффициент надежности
Расчетная нагрузка кгм2
Трехслойный мягкий ковер
(0008+0006)х700·10-2
Продольные ребра каркаса
4х0192х150х0433х91498 х418
Нагрузки на погонный метр:
Расчетный пролет панели:
Геометрические характеристики сечения:
Расчетная ширина фанерных обшивок
Тогда приведенная ширина обшивки:
Площадь поперечного сечения:
- нижней и верхней обшивок:
Приведенная площадь сечения
Приведенный статический момент сечения относительно нижней грани
Расстояние от нижней грани клеефанерной панели до центра тяжести
Приведенный момент инерции относительно центра тяжести сечения:
Приведенные моменты сопротивления:
Расчетный изгибающий момент:
Напряжение растяжения в нижней обшивке определяется по формуле:
Поперечная сила на опоре:
Статический момент верхней обшивки относительно центра тяжести
Скалывающие напряжения в клеевом слое определяются по формулам:
Прогиб панели от нормативной нагрузки 348 кгсм равен:
Следовательно прогиб плиты допустим.
рис. 2 Клеефанерная панель покрытия
Сбор нагрузок и статический расчет рамы
Наименование нагрузки
Вес утепленного покрытия-панели
Собственный вес рамы
Снеговая равномерно распределенная нагрузка
Собственный вес балки определяется по формуле:
Из приложения пособия по проектированию ДК находим
коэффициент собственного веса. Принимаем:
Погонный вес балки составит:
Собственный вес погонного метра балки сечением 200*500мм плотностью составит:
Суммарная постоянная погонная нагрузка:
Определяющими являются нагрузки от покрытия собственного веса несущих конструкций снеговая и ветровая нагрузка.
Расчёт усилий в сечениях рамы производим с помощью программного комплекса ЛИРА. Результаты расчета приведены в Приложении 1.
Расчетное значение снеговой нагрузки для г. Санкт-Петербург
Погонная снеговая нагрузка на раму:
рис 3. Расчетная схема рамы на постоянную и снеговую нагрузку
Санкт-Петербург– 2 ветровой район
Аэродинамические коэффициенты:
по СНиП (Нагрузки и воздействия)
рис 3. Расчетная схема рамы на ветровую нагрузку
Подбор сечения элементов рамы
Расчётный изгибающий момент в сечении 5 ригеля равен . Вторым расчётным сочетанием является
Принимаем древесину первого и второго сорта в виде досок сечением
после острожки 4 2165см . Расчетное сопротивление при сжатии с изгибом с учетом ширины сечения >13 см. толщины доски 42см:
Требуемая высота сечения h ТР определяется приближенно по
величине изгибающего момента а наличие продольной силы учитывается
Принимаем высоту сечения из 14 слоёв досок:
Определим требуемую высоту в 11 расчетном сечении:
Принимаем высоту сечения из 12 слоёв досок
Определим требуемую высоту в 2 расчетном сечении:
Принимаем высоту сечения из 10 слоёв досок
Высоту сечения на конце консоли принимаем из технологических
требований после назначения высоты конькового сечения 4. Коньковое
сечение Q5 = 1134 кН .
Требуемую высоту сечения на опоре определяют из условия прочности
на скалывание. Расчетное сопротивление скалыванию для древесины
Высота конькового сечения:
Принимаем высоту опорного сечения из 4 досок
Высоту конца консольного сечения принимаем равной коньковому
Проверка напряжений при сжатии и изгибе. Сечение 5.
Эксцентриситет приложения сжимающего усилия:
Изгибающий момент в сечении 5:
Для сжатой кромки выполненной из древесины второго сорта
расчетное сопротивление сжатию и изгибу:
где учтены коэффициенты условий работы отражающие влияние
высоты сечения m б= 085 толщины слоя досок m сл =095 см
Геометрические характеристики сечения
Площадь сечения A = bh =165*588=9702см2
Момент сопротивления W = bh2 6=(165*5882)6=9507.96cМ3
Радиус инерции сечения
Коэффициент учитывающий переменность высоты сечения
Коэффициент продольного изгиба:
Коэффициент учитывающий дополнительный момент от действия
продольной сжимающей силы:
Изгибающий момент с учетом деформаций от продольной силы:
Напряжение сжатой кромки:
Для растянутой наружной кромки выполненной из древесины первого
сорта расчетное сопротивление растяжению:
Напряжение растяжения наружной кромки
Проверка устойчивости плоской формы деформирования ригеля
Площадь сечения A = bh =165*588 =9702 cм2 .
Момент сопротивления W = bh2 6 =165*5882 6 = 950796 см3
Радиус инерции из плоскости при сжатии
Коэффициент устойчивости при сжатии
Коэффициент устойчивости при изгибе:
Коэффициенты КпN и КпM учитывают закрепление растянутой кромки из
плоскости. При количестве закреплений более четырёх оно считается
Расчёт стойки и подкоса
Подкос работает на центральное сжатие от действия силы
Подкос присоединяется лобовым упором к ригелю. Ширина сечения подкоса равна ширине ригеля – 165 см.
Находим требуемую площадь на смятие:
Принимаем h =4*42=168см. Расчетная длина подкоса при обоих
шарнирных концах закрепления равна геометрической l0=9.67см. Находим гибкость подкоса которая определяется из расчета минимального размера сечения из «b» и «h».
Принимаем высоту сечения h из 7 досок. h=7*4.2=29.4 см А = b*h = 294*30=882 см2
Проверим сжимающие напряжения в подкосе:
Конструктивно в узле примыкания к ригелю подкос уменьшается до
ширины ригеля т.е. до 165см. Расчетная высота сечения ригеля:
h=58.8-15=43.8 см. W=8275.71 cм3
Прочность сечения обеспечена.
Стойка работает от постоянной и снеговой нагрузок на центральное растяжение при действии суммарной силы и на изгиб от ветровой нагрузки с моментом Кроме того на стойку следует добавить при наличии стенового ограждения массу холодных или теплых стен если они закреплены к стойкам как к колоннам.
Нагрузки от стен составят:
Видим что а это значит что стойка остается по-прежнему
растянутой тогда за расчетное сочетание
Требуемая площадь сечения стойки:
Ширину сечения принимаем равной ширине ригеля тогда
Проверим стойку как растянуто-изгибаемый элемент:
Расчетный момент на стойку от отрицательного действия ветра (отсоса) и стенового ограждения приложенного с эксцентриситетом е=01м может быть больше чем от активного напора ветра
Mb - момент в стойке от действия ветра с разряженной стороны. Mb= 988кНм= Mрасч
Проверим напряжения:
Сечение стойки из клееной древесины меньше но по стоимости требует
Сечение из клееной древесины будет несколько меньше:
Окончательно принимаем сечение стойки из неклееной древесины.
Крепление стойки к ригелю выполняется двусторонними
деревянными боковыми накладками на болтах. Поскольку стойка растянута
то подберем количество болтов при и толщине накладок
Находим количество болтов закрепляющих стойку вверху к ригелю и к
Принимаем по 2 болта
Соединения ригелей в коньковом узле выполнены непосредственным
упором симметрично относительно оси сечения с помощью накладок на
На накладку действует поперечная сила .Усилие в болтах:
Конструктивно принимаем болты (
Напряжение по ослабленному резьбой сечению с учетом к=08.
Усилия действующие в узле
Площадь сечения равна:
Расчетное сопротивление сжатию.Напряжение сжатия:
Проверка напряжения смятия поперек волокон по площади примыкания
стойки к упорной вертикальной диафрагме:
Расчетное сопротивление смятию: .Требуемая
Конструктивно принимаем высоту диафрагмы .Рассчитываем упорную вертикальную диафрагму на изгиб как балку пролетом равным b частично защемленную на опорах с учетом пластического перераспределения моментов. Равномерно распределенная нагрузка по длине балки (диафрагмы) равна:
момент от нагрузки qд в диафрагме равен:
Таким образом изгибающий момент:
Требуемый момент сопротивления:
Этому моменту сопротивления должен быть равен момент сопротивления определяемый по формуле:
где -толщина диафрагмы;
Боковые пластины принимаем той же толщины:
Башмак крепим к фундаменту двумя анкерными болтами работающими
на срез и растяжение. Сжимающие усилия передаем непосредственно на фундамент.
Изгибающий момент передающийся от башмака на опорный лист равен:
Момент сопротивления опорной плоскости башмака:
где b = 9 см — ширина опорной плоскости башмака; l= 975 см —
длина опорной плоскости башмака.
Сминающие напряжения под башмаком:
Анкерные болты принимаем диаметром 20мм :
Для того чтобы срез воспринимался полным сечением болта устанавливаем под гайками шайбы толщиной 10мм.
Усилия в болтах определяем по следующим формулам:
Срезывающее усилие: N = Q 2 =2528 2 =1278кН
Напряжение растяжения в пределах нарезки:
– коэффициент учитывающий неравномерную работу болтов.
Прочность узла обеспечена.
Защита от загнивания
Защитная обработка и конструктивные меры защиты древесины предусматривают сохранность конструкций при транспортировании хранении и монтаже а также увеличивают их долговечность в процессе эксплуатации.
Конструктивные меры обеспечивают предохранение древесины от непосредственного увлажнения атмосферными осадками грунтовыми и талыми водами промерзания капиллярного и конденсационного увлажнения.
Деревянные конструкции должны быть открытыми хорошо проветриваемыми по возможности доступными для осмотра о возобновления защитной обработки. Опорные части несущих элементов должны быть не только антисептированы но и защищены тепло- и водоизоляционными материалами.
При эксплуатации несущих конструкций в условиях где возможно выпадение конденсата на металлических поверхностях следует принимать меры по предохранению древесины от увлажнения в местах контакта с металлом. Для этой цели до постановки металлических деталей на место поверхности контактирующие с древесиной рекомендуется промазывать мастикой («Изол» «Вента» «Лило» Гиссар-1 (ТУ 21-27-89-90) тиоколовой и др.) таким образом чтобы при постановке на место детали плотно прилегали к древесине а мастика выдавливаясь хорошо заполняла зазоры между металлами древесиной при постановке крепежных деталей (уголков болтов и т.п.). Вместо мастик можно использовать прокладки из рулонных гидроизоляционных материалов (изола стеклорубероида гидроизола и др.) эластичные прокладки и уплотнительные ленты.
Для защиты несущих и ограждающих конструкций от увлажнения должны применяться лакокрасочные материалы тиоколовые мастики и составы на основе эпоксидных смол.
Химическая защита заключается в пропитке их ядовитыми для грибов веществами - антисептиками Они разделяются на две группы водорастворимые (неорганические) и маслянистые (органические).
Водорастворимые: фтористый натрий крем нефтористый натрий а также КФ А ТФБА ББ-32 ХМБ-444 МБ-1 ХМ-3324. Маслянистые: каменноугольные сланцевые масла древесный деготь и т.д.
Защита от возгорания
Рекомендуется устраивать подвесной потолок или экран из несгораемых или трудносгораемых материалов так как у фермы нижний пояс – металлический.
Для повышения огнестойкости ограждающих конструкций рекомендуется использовать обшивки и утеплители из несгораемых или трудносгораемых материалов.
Для защиты конструкций от возгорания рекомендуется применить пропиточные и окрасочные составы.
Для глубокой пропитки древесины рекомендуются водорастворимые огнезащитные составы МС 1:1 МС 3:7 ББ-11 МБ-1. Для поверхностной огнезащитной пропитки рекомендуются составы МС и ПП. Обработанная указанными составами древесина относится к группе трудновоспламеняемых материалов.
В качестве огнезащитных покрытий для защиты древесины от возгорания рекомендуются покрытия на основе перхлорвиниловой эмали ХВ-5169 фосфатное ОФП-9 вспучивающееся ВПД.
Защита деревянных конструкций при транспортировке складировании и хранении
При транспортировке конструкций рекомендуется укрывать их водонепроницаемой бумагой или полиэтиленовой пленкой можно применять и гидроизоляционные материалы (пакеты конструкций).
Конструкции как несущие так и ограждающие рекомендуется хранить на базовых складах в закрытых помещениях или под навесом на перегрузочных и приобъектных складах под навесом или на открытых площадках.
Список использованной литературы
СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования Госстрой СССР. – М. ГУП.ЦПП. 2000г.
СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования Госстрой СССР 1990 г.
Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования. Под. ред. В.А. Иванова. Киев1981
Шишкин В.Е. примеры расчета конструкций из дерева и пластмасс. М. 1974.
Улицкая Э.М. Бойжемиров Ф.А. Головина В.М. Расчет конструкций из дерева и пластмасс. Курсовое и дипломное проектирование: Учедное пособие для строительных ВУЗов. М.: Высшая школа 1996.
Галимшин Р.А. Примеры расчета и проектирования конструкций из дерева и пластмасс. Учебное пособие. КГАСА 2002.

рама.dwg

Расчетная схема рамы
Спецификация изделий и материалов
Обозначение Наименование
Связь горизонтальная
Ригель.Доска 280х140
Стойка.Доска 280х140 L=5750
Подкос.Доски 280х140 L=7758
Фахверковая колонна 20х35 L=8000
Фанера 1500х8 L=4400
Утеплитель Мин.вата 80х477х1405
Сталь полосовая 280х459х6
Сталь полосовая 200х6 L=1787
Сталь полосовая 240x6x400
Узел опирания фахверка
Накладка деревянная 720x75
Расчет и проектирование подкосной рамы
Кровля рубероидная 3-х слойная
Пароизоляция (2 слоя рубероида)
Клеефанерная панель (утепленная)
Клеефанерная панель покрытия
Схема горизонтальных связей
План междуэтажного перекрытия.
Административное здание
План междуэтажного перекрытия М1:100
План покрытия М1:100
Керамическая плитка на
цем.растворе М100-20мм
Антисептир. прокладка
Звукоизоляц. прокладка
Минвойлок на битумной
пенопласт-листовой на
Керамзит ( =600)-170мм
Теплоизоляция панелей покрытия
При укладке панелей необходимо следить за тем
чтобы пустоты в торцах панелей были заполнены бетоном М100 2. После укладки панелей швы между ними
а также между панелями и стенами тщательно заполнить цем. раствором М100 3. Анкера А1 и А2 приварить к монтажным петлям панелей и обетонировать бетоном М100 4. Отверстия для прокладки труб просверлить в панели
не затрагивая ребер 5. Спецификацию жб изделий и анкеров см. лист АС- 6. Данный лист рассматривать с листами АС- АС-
КГАСУ ИС КП-1 0312159
Конструкции из дерева и пластмасс
План М 1:200. Фасад. Узлы
Узел соединения панелей
Материал конструкций-сосна 2 сорта; влажность:для цельных элементов 8%
для клееных 12%. 2. Изготовление ригеля производится путем склейки острогонных досок в специально оборудованных цехах. 3.Расчет произведен в соответствии со СНиП 11-25-80. 4.Место строительства г.Хабаровск 6.Конструктивные меры согласно п.п.6.35-6.44 СНиП 11-25-80 "ДК". 7.Склеивание элементов ригеля производят на водостойком фенол-формальдегидном клее марки КБ-3 по ГОСТ 20907-75. 8.Защита от загнивания-пропитка составом на основе эпоксидной смолы К-153. 9.Защита от возгорания-пропитка МС 1:1и П.П. 10.Защита стальных элементов от каррозии-нанесение эмали ПФ-115 ГОСТ 6465-76 по грунту ПФ-020 ГОСТ 1816-79
Фанера клееная 4180х1500х8
Фанера клееная 4180х1500х6
Сталь полосовая 600x140x6
Спецификация элементов панели покрытия
Спецификация элементов рамы
Стойка 185х165 L=8200
Подкос 300х294 L=9670
Накладка деревянная 740х260х75
Уголок 160х100х12 L=280
Спецификация на здание
Горизонтальная связь
Сталь листовая 165х140х12
Неразрезной ригель рамы М 1:20