Одноэтажное каркасное здание универсального назначения из дерева

05. Проектирование колонны.doc

Проектирование дощатоклееной колонны
двутаврового сечения
Предварительный подбор сечения колонны.
Предельная гибкость для колонн [pic] из этого условия предварительно
ширину и высоту сечения колонны можно назначить:
[pic] принимаем [pic] при этом условие [pic] выполняется.
Высота полки назначается [pic] принимаем [pic].
Ширина стенки [pic] но не менее 80 мм принимаем [pic].
Сечение досок для изготовления колонн по сортаменту пиломатериалов
принимаем 200(44 мм и 125(44 мм для полок 100(50 мм для стенки.
После острожки размеры соответственно: 196(40 мм 120(40 мм и 96(46
Расчетные длины колонны
из плоскости рамы [pic].
Геометрические характеристики сечения колонны
Моменты инерции [pic] [pic].
Моменты сопротивления [pic] [pic].
Определение нагрузок на колонну.
На колонну действуют следующие нагрузки:
) вертикальная постоянная (от покрытия стеновых панелей и
собственного веса колонн);
) вертикальная временная (снеговая);
) горизонтальная временная (ветровая).
Нагрузкой от веса стенового ограждения можно пренебречь ввиду ее
Расчетная вертикальная сила
[pic] - нагрузка от собственного веса колонны
Нормативное значение ветрового давления для I снегового района
[pic] ([II] табл. 5).
Расчетная ветровая погонная нагрузка на колонну:
со стороны активного давления [p
с противоположной стороны (отсоса) [pic] где
k - коэффициент учитывающий изменение ветрового давления по высоте
([II] табл. 6) в зависимости от принятого типа местности (В) [p
с – аэродинамический коэффициент принимаемый по прил. 4 [II]:
Расчетная сосредоточенная ветровая нагрузка выше отметки [pic]:
[pic] - высота балки на опоре [pic].
Расчетные усилия в ригеле
Горизонтальная нагрузка вызывает продольное усилие в раме приложенное
в уровне низа ригеля:
Расчетный изгибающий момент
В заделке левой стойки (по расчетной схеме) возникает изгибающий
момент от усилий [pic] [pic] и [pic]:
Также в раме будет возникать поперечная сила но ее можно не учитывать
Поскольку при определении внутренних усилий в раме учитывается только
одна временная нагрузка то составляется единственное сочетание нагрузок с
коэффициентом сочетаний [pic].
Проверка прочности колонны.
[pic] при [pic] [pic].
Получаем: [pic] тогда [pic] тогда [pic] тогда [pic].
Нормальные напряжения в сечении колонны:
Условие выполняется недонапряжение составит 87%.
Проверка устойчивости в плоскости рамы.
[pic] - для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости
[pic] где [pic] по табл. 2 прил. 4 [I]: [pic] где [pic] (момент в
верхней точке стойки).
Условие выполняется устойчивость обеспечена.
Проверка устойчивости из плоскости рамы.
Эта проверка производится для колонны как центрально-сжатого стержня.
Получаем: [pic] тогда [pic] тогда [pic].
Условие выполнено недонапряжение составит 57%.
Проектирование узла опирания
колонны на фундамент
Конструкция узла показана на рис. 13.
Расчет узла включает в себя определение размеров анкерных полос
уголковых траверс диаметров тяжей и высоты деревянных наклеиваемых
Определение расчетных нагрузок.
При расчете узла опирания колонны учитывается сочетание нагрузок
дающее минимальную продольную силу [pic] и соответствующий ей момент [pic].
[pic] - сила возникающая от давления снега.
Соответствующий момент:
Величина эксцентриситета [pic].
Далее необходимо сравнить [pic] с величиной [pic] получим [pic]. Это
означает что все сечение колонны сжато и анкерные крепления ставятся
При этом общая площадь анкерных полос должна быть не меньше 1% площади
колонны [pic] т.е. [pic].
Принимаем две анкерные полосы из листовой стали ВСт3кп2 с расчетным
сопротивлением растяжению [pic] размерами 6(100 мм.
Болт тяжа принимаем по [6] с размерами [pic] [pic].
Уголковые траверсы принимаем также конструктивно из равнополочного
уголка 10 по [7]. Длина траверс:
Высоту деревянных накладок из условия размещения тяжей (под углом45()
принимаем [pic] толщину накладок принимаем равной [pic]. Накладка состоит
из двух досок остроганных по толщине до 40 мм по длине - из двух
остроганных досок ширинами 120 мм и 196 мм склеенных по кромкам.

01. Содержание.doc

Задание для курсовой работы 1
Проектирование плиты покрытия 2
Проектирование клеефанерной балки 6
Проектирование дощатоклееной колонны
Список использованной литературы

04. Проектирование балки.doc

Проектирование клеефанерной балки
коробчатого сечения с параллельными поясами
Конструирование балки и компоновка сечения.
При пролете [pic] и предположительной высоте сечения колонны [pic]
расчетная длина балки принимается:
Для отвода атмосферной влаги балку устанавливают наклонно используя
колонны разной высоты (уклон 1–10%) учитывая что балка проектируется с
параллельными поясами то для простоты конструирования узла опирания балки
на колонну принимаем уклон 2%.
Высота балки определяется из условия [pic] принимаем [pic]. Фанерные
стенки из бакелизированной фанеры марки ФБС из условия [pic] принимаем
Размеры исходных фанерных листов 4400(1550мм после обрезки кромок и
распиливания по длине на две равные части получаем из каждого исходного
листа два размерами 2000(1500 мм.
Листы располагаются вертикально направление наружных волокон фанеры
перпендикулярно оси балки. Эти меры обусловлены сортаментом листов
бакелизированной фанеры.
Оба пояса балки приняты одинакового сечения из четырех вертикальных
слоев досок из условия [pic]. Принимаем высоту пояса [pic]. Средние слои
выполняют из черновых заготовок по сортаменту пиломатериалов сечением
(200 мм и 50(150 мм после острожки – 44(194мм и 44(114 мм. Крайние
слои примыкающие к фанерным стенкам из таких же досок с продольным
пропилом 5(5 мм (согласно п. 6.2 [1] для компенсации разности температурно-
влажностных деформаций древесины и фанеры). Получаем общую ширину балки
[pic] условие [pic] выполняется.
Для обеспечения жесткости фанерных стенок из их плоскости между ними
поставлены ребра жесткости склеенные из четырех досок после фрезерования
имеющих сечение 44(100 мм. Ширину опорного ребра можно принять равной
высоте пояса промежуточных ребер – половине высоты пояса. Расстояние между
осями ребер жесткости [pic] получается равным длине фанерного листа.
Первые панели от опоры имеют меньшую длину [pic].
Верхний пояс балки выполнен из древесины второго сорта нижний – из
древесины первого сорта поперечные ребра – из древесины третьего сорта.
Расчетные характеристики материалов:
) фанеры [pic] [pic] [pic] [pic].
Нормативная нагрузка от собственного веса балки:
Вид нагрузки [pic] [pic] [pic]
На плиту покрытия 1803 2448
Собственный вес балки 019 11 0209
Определение расчётных усилий.
Расчётной схемой балки покрытия является балка на двух шарнирных
опорах нагруженная равномерно распределенной нагрузкой. В расчетной схеме
распределённая нагрузка приводится к погонной нагрузке.
Статический расчет балки.
Для балок с параллельными поясами наибольший изгибающий момент
возникает в середине пролёта а максимальная поперечная сила – на опорах:
Расстояние от оси левого опорного ребра до оси первого промежуточного
ребра жесткости [pic].
Расстояние от левой опоры до середины первой панели [pic].
Изгибающий момент в середине первой панели при [pic]:
Приведенные характеристики сечения.
Момент инерции приведенный к фанере:
[pic] Момент сопротивления приведенный к фанере:
Момент инерции приведенный к дереву:
Момент сопротивления приведенный к дереву:
Проверки ребристой клеефанерной балки.
Проверка нижнего пояса в середине пролета балки на прочность.
Среднее нормальное напряжение в нижнем растянутом поясе:
Недонапряжение составит 36%.
Проверка верхнего пояса балки на устойчивость.
Устойчивость пояса проверяется в середине расстояния между двумя
ближайшими к середине пролета точками закрепления связей по верхнему поясу.
[pic] - момент на расстоянии [pic] от опоры.
Недонапряжение составит 23%.
Проверка фанерной стенки в середине пролета балки на прочность.
где [pic] – коэффициент учитывающий снижение расчетного сопротивления
в стыках фанеры «на ус» [pic]для бакелизированной фанеры.
Недонапряжение составит 66%.
Проверка прочности фанерных стенок на совместное действие главных
напряжений в зоне перехода от пояса к стенке.
Эта проверка производится на расстоянии [pic] от опоры (в зоне первого
от опоры стыка фанерных стенок).
Изгибающий момент и поперечная сила при [pic]:
Нормальные и касательные напряжения в фанерной стенке:
где [pic] - статический момент части сечения выше нижней кромки пояса
относительно нейтральной оси:
[pic] ( [pic] ( [pic].
Подставив полученные величины получим:
Условие выполнено недонапряжение составит 78%.
Проверка фанеры на скалывание в местах приклейки стенок к поясам.
[pic] - суммарная длина клеевого шва.
Недонапряжение составит 95%.
Проверка фанерных стенок на срез по нейтральной оси у опор.
Недонапряжение составит 67%.
Проверка стенки на местную устойчивость в центре приопорной панели.
При поперечном по отношению к оси элемента расположении наружных
волокон фанерной стенки проверку устойчивости следует производить в
случаях когда [pic] [pic] ( проверка необходима.
Условие устойчивости:
[pic] при [pic] а – расстояние между ребрами в свету.
По графикам из прил. 5 [I]:
[pic] ( [pic] [pic] ( [pic].
Условие не выполняется: [pic].
Увеличиваем толщину стенки в опорной панели путем наклеивания
фанерного листа [pic] при этом толщина стенки станет [pic] тогда [pic] (
проверка не требуется так как принятая толщина фанерной стенки
обеспечивает устойчивость (п. 4.30 [I]).
Расчет прогиба балки
Определяется по формуле 50 [I]:
значения k и c принимаются по т. 3 прил. 4 [I]:
k=1 [pic] [pic] [pic].
Условие выполняется: [pic] ([II] т. 19).
Проектирование узла опирания
Расчет размеров обвязочного бруса.
Обвязочный брус выполняет функцию горизонтальной связи (распорки)
поэтому рассчитывается из условия предельной гибкости связи [pic].
Также гибкость можно найти по формуле:
[pic] - радиус инерции искомого сечения
[pic] - площадь этого сечения.
Таким образом выразив из этих формул величину [pic] получаем что
Принимаем сечение обвязочного бруса 125(125 мм.
Проверка бруса на местное смятие.
На обвязочный брус опирается балка покрытия нагрузка от которой
распределяется по площадке опирания площадью:
[pic] - ширина обвязочного бруса.
Расчетное сопротивление местному смятию поперек волокон [pic].
Прочность на местное смятие проверяется по формуле:
Получим [pic] - условие не выполняется.
Принимаем сечение обвязочного бруса 275(125 мм тогда
[pic] - условие выполнено.

06. Литература.doc

Список использованной литературы
СНиП II-25-80 Деревянные конструкции. Введ. 01.01.82 М.:
ОАО«ЦПП» 2002.–30 с.
СНиП 2.01.07–85*. Нагрузки и воздействия. Введ. 01.01.87 М.:
ОАО«ЦПП» 2010.–36 с.
ГОСТ 3916.1-96 Фанера общего назначения с наружными слоями из шпона
лиственных пород. Технические условия. Введ. 01.01.98 М.:
ФГУП«Стандартинформ» 2008.–12 с.
ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. Размеры. Введ. 01.01.81
М.: Стандартинформ 2007.–4 с.
ГОСТ 11539-83 Фанера бакелизированная. Технические условия. Введ.
01.85 М.: ИПК «Издательство стандартов» 1999.–6 с.
ГОСТ 7798-70 Болты с шестигранной головкой класса точности В.
Конструкция и размеры. Введ. 01.01.72 М.: ИПК «Издательство
стандартов» 2001.–8 с.
ГОСТ 8509-93 Уголки стальные горячекатаные равнополочные.
Введ. 01.01.97 М.: ФГУП «Стандартинформ» 2005.–10 с.
ГОСТ 8510-86 Уголки стальные горячекатаные неравнополочные.
Сортамент. Введ. 01.07.87 М.: ФГУП «Стандартинформ» 2005.–4 с.
Пособие к СНиП II-25-80. Пособие по проектированию деревянных
конструкций. Введ. 28.11.83 М.: «Стройиздат» 1986.–112 с.
Арлеинов Д.К. и др. Конструкции из дерева и пластмасс. М.:
Издательство АСВ 2002. – 280 с.
Гаппоев М.М. Конструкции из дерева и пластмасс. М.: Издательство
Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс под ред. Хромца
Ю.Н. М.: Издательский центр «Академия» 2004. – 300 с.
Ярцев В.П. Киселева О.А. Проектирование и испытание деревянных
конструкций. Тамбов: Издательство ТГТУ 2005. – 128 с.
Шмидт А.Б. Дмитриев П.А. Атлас строительных конструкций из
клееной древесины и водостойкой фанеры. М.: Издательство АСВ 2002.
Пшенов А.А. Лелекова Т.М. Компоновка конструктивной схемы здания
и проектирование плит покрытия. Методические указания. Саратов:
Издательство СГТУ 1995. – 20 с.
Без автора. Конструирование и расчет дощатоклееных и клеефанерных
балок. Методические указания. Саратов: Издательство СГТУ 2007. –
Пшенов А.А. Лелекова Т.М. Конструирование и расчет дощатоклееных
колонн. Методические указания. Саратов: Издательство СГТУ 1995. –

00. Титульный лист.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: Промышленное и гражданское строительство (ПГС)
Специальность: Промышленное и гражданское строительство (ПГС)
Форма обучения: Очная
на тему «Одноэтажное каркасное здание универсального назначения»
по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс»
(подпись) (расшифровка)
представления к защите
проекта: доцент кафедры ПГС
(Указать год защиты проекта)

02. Задание для курсовой работы.doc

для выполнения курсовой работы
на тему «Одноэтажное каркасное здание универсального назначения»
по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс»
(написать Ф.И.О. полностью)
(написать номер группы)
Цель: запроектировать основные несущие конструкции одноэтажного
каркасного здания универсального назначения.
Высота до низа балки м
Тип балки покрытия клеефанерная с параллельными поясами
коробчатого поперечного сечения (тип III)
Тип колонны _дощатоклееная двутаврового поперечного сечения (тип
В качестве кровельного материала принять полимерно-битумный
материал на синтетической основе (например Стеклоизол Техноэласт
Унифлекс Биполь Бикроэласт или любой аналогичной материал).
Количество слоев кровельного материала – принять три слоя масса
одного слоя – 5 кгм2.
Плотность утеплителя принять 200 кгм3.
Законструировать и рассчитать клеефанерную плиту покрытия. Обшивки
запроектировать из фанеры марки ФСФ с наружными слоями из шпона
лиственных пород древесины (ГОСТ 3916.1-96) или хвойных (ГОСТ 3916.2-
) каркас – из сосновых досок.
Законструировать и рассчитать клеефанерную балку покрытия. Тип балки
принять по номеру варианта. Стенку балки принять из бакелизированной
фанеры по ГОСТ 11539-83*.
Законструировать и рассчитать дощатоклееную колонну. Тип колонны принять
по номеру варианта. Законструировать и рассчитать узел крепления колонны
к фундаменту и узел сопряжения балки с колонной.
«11» сентября 2012 года

D fin 2.dwg

Пароизоляция (1 слой рубероида)
Плиты пенополистирольные ПСБ-35
Защитный слой (битумная мастика)
Гидроизоляция (4 слоя рубероида)
Панель профилированного настила
Монтажные петлиnиз полосовой стали
Клеефанераня балка покрытия
Клеефанерная плита покрытия
Рулонная кровля техноэласт (3 слоя)
Деревяные конструкци
Одноэтжное промышленное зданиеnnв деревянных конструкциях
Схема расположения несущик конструкций nРазрезы. Узлы опирания конструкций
План покрытия здания
вертикальное nотверстие
ФАРТУК ИЗ ОЦИНКОВАННОЙ
узел защемления колонны в фундаменте
Клеефанерная балка с параллельными поясами.
стык фанернойстенки n"на ус
-влажность древесины при изготовлении конструкций 12%
-для склеевания древесины применяется клей марки ФРФ-50
-колонна изготовленна из сосновых досок 2-го сорта
-балка покрытия изготовленна из босок 1-го 2-го сорта и фанеры марки ФСФ
-район строительства г. Омск
герметизирующая nмастика
деревяннаяnбабышка l=200
Клеефанерная балка покрытия
Клеефанерная плита покрытиия
Рубероидный ковер (3 слоя)
ковер руберойдный (3 слоя)
стык плиты по продольной стороне
Спецификация элементов
Крайнее продолное ребро
Среднее продольное ребро
Верхняя обшивка (фанера)
Пароизоляция (пленка)
Теплоизоляуия (мин. плиты)
Нижняя обшивка (фанера)
Доска составная 1- сорта
Доска составная 2- сорта
Ребра жесткости 2- сорта
Ребра опорные 2- сорта
Арматура класса AIII
стык плит над стропильной конструкцией
Герметизирующаяnмастика
Заполнение монтажнойnпеной "Макрофлекс
Жестянойnкомпенсатор
Лист из оцинкованной стали
Обвязочный брусn175х175
Деревянный каркас одноэтажного nпромышленного здания
Одноэтажное промышленное здание в г. Пскове
Схема элементов покрытия схема связей разрезы плита покрытия балка колонна сечения узлы
Крайнее продольное ребро
Нижняя обшивка из фанеры марки ФСФ
Верхняя обшивка из фанеры марки ФСФ
Теплоизоляция (плиты из мин. ваты)
Пакет клееный из досок 1-го сорта
Пакет клееный из досок 2-го сорта
Ребро клееное из досок 2-го сорта
Опорное ребро клееное из досок 2-го сорта
Стенка из фанеры марки ФБС
Накладка клееная из досок 2-го сорта
Накладка из фанеры марки ФБС
Влажность древесины при изготовлении констркуций 12%.n2. Для склеивания древесины применяется полиуретановый однокомпонентный клей марки УР-600.
Обвязочный брусn275х125
Сомнительно.nРаскрепить попарно?

03. Проектирование плиты покрытия.doc

Проектирование клеефанерной плиты покрытия
Ввиду малости уклона балки покрытия считаем длину балки равной
пролёту здания т.е. 20 м. В этом случае можно принять номинальные размеры
плиты 10×60 м. В продольном направлении фактическую длину плиты принимаем
80 мм при зазоре между плитами 20 мм.
Обшивка плиты выполняется из фанеры клееной березовой марки ФСФ
толщиной [pic] размеры листа 1200×1525 мм после обрезки: для верхней
обшивки - 960×1500мм для нижней - 980×1500 мм.
Расчетные характеристики фанеры ФСФ толщиной 8 мм и более:
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic].
Каркас плиты принимаем из сосновых досок 2-го сорта. Высоту ребра
каркаса принимаем [pic] ( [pic].
Сечение поперечных и крайних продольных ребер 32×175 мм средних
продольных ребер - 50×175 мм. После острожки и обрезки: 28×165 мм и
×165мм соответственно.
Расчетные характеристики древесины: [pic] [pic].
В качестве утеплителя принимаем плиты из минеральной ваты. Толщину
утеплителя определяем по заданию [pic]. При высоте ребер 165 мм над
утеплителем обеспечивается воздушная прослойка для вентиляции. Пароизоляция
из полиэтиленовой пленки толщиной 02 мм. Для удержания утеплителя в
проектном положении принимаем решетку из брусков 25×25 мм которые крепятся
Конструкция плиты показана на рис. 2.
Согласно табл. 4 [II] для III снегового района [pic].
Определение расчётных усилий
Т.к. отношение длины плиты к её ширине [pic] то плита рассчитывается
как однопролётная балка.
Вид нагрузки [pic] [pic] [pic]
- вес кровли 015 13 0195
- ребер 0098 11 0108
- обшивок 0133 11 0105
- утеплителя 0227 12 0272
- снеговая 126 107 18
Определим значение погонной нагрузки:
Расчетная длина плиты
[pic] - длина опирания плиты на балку покрытия.
Изгибающий момент и поперечная сила:
Определение геометрических характеристик сечения
Расчетная ширина фанерных обшивок при [pic] принимается равной [pic]
где [pic] - пролет плиты [pic] - расстояние между продольными ребрами в
осях. Это делается для учета неравномерности распределения нормальных
напряжений по ширине плиты. Так как [pic] то расчетная ширина обшивок:
Материалы входящие в поперечное сечение плиты приводим к фанере
Определяем момент инерции приведенный к фанере:
Приведенный к фанере момент сопротивления:
Проверки клеефанерной плиты покрытия.
Проверка верхней обшивки на сжатие с учетом устойчивости при общем
При расстоянии между ребрами в свету с=0429 м и толщине фанеры
(=001 м имеем отношение
Недонапряжение составит 26%.
Проверка верхней обшивки на местный изгиб между продольными
ребрами от сосредоточенного груза.
Предполагается что в процессе монтажа и эксплуатации на плиту может
выходить рабочий вес которого с инструментом принимают равным 1 кН с
коэффициентом надежности 12. При этом считается что действие этой
нагрузки распределяется на полосу шириной 1 м. Расчётная схема балка с
обоими защемлёнными концами.
Тогда максимальный изгибающий момент:
Момент сопротивления сечения обшивки с расчётной шириной 1 м:
Местное напряжение в обшивке:
Недонапряжение составит 51%.
Проверка нижней обшивки на растяжение при общем изгибе плиты
где [pic] - коэффициент учитывающий снижение сопротивления фанеры в
стыке «на ус» для обычной фанеры.
Недонапряжение составит 33%.
Проверка клеевого шва между шпонами фанеры на скалывание.
Статический момент обшивки относительно нейтральной оси:
Недонапряжение составит 62%.
Проверка продольных ребер на скалывание.
Приведенный статический момент половины сечения относительно
нейтральной оси сечения плиты:
Момент инерции сечения приведенный к древесине:
Недонапряжение составит 90%.
Прогиб плиты от нормативной нагрузки.
Определяется по формуле 50 [I]:
значения k и c принимаются по т. 3 прил. 4 [I]:
k=1 [pic] [pic] [pic].
Условие выполняется: [pic] ([II] т. 19).
Можно сделать вывод что спроектированная клеефанерная плита покрытия
имеет прогиб от нормативных нагрузок не превосходящий предельно
допустимого и ее несущая способность по отношению к расчётным нагрузкам
имеет дополнительный запас несущей способности.