Деревянные конструкции покрытия одноэтажного производственного здания

Прокопенко Курсовой ДК.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(наименование факультета)
Кафедра Металлических деревянных и пластмассовых конструкций_
(наименование кафедры)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
(наименование учебной дисциплины )
на тему: _Деревянные конструкции покрытия одноэтажного производственного здания_
Направлениеспециальность профильспециализация:
наименование профиля (специализации)
подпись (должность И.О.Ф.)
Расчет клеефанерной панели
Подбор сечений элементов фермы
Расчёт клеефанерной панели покрытия с одной нижней обшивкой
Номинальные размеры в плане 1.48х5.98м.
Нижняя обшивка панели из водостойкой фанеры марки ФСФ сорта ВВВ; рёбра из сосновых досок П сорта. Фанера с деревянным каркасом соединяется клеем марки ФР-12 по ТУ 600601748-75.
Утеплитель – минеральная вата на основе базальтового волокна с объемным весом . Плиты-1200х600мм.
Пароизоляция - паронепроницаемая антиконденсатная полимерная ткань 110 гм2.
Покрытие из профнастила (профилированного стального листа).
Компоновка рабочего сечения панели.
Ширина панели берётся равной ширине фанерного листа с учётом обрезки кромок для их выравнивания =1480 мм
Фанера принимается толщиной 10мм.
Направление волокон наружных шпонов фанеры принимается продольным с целью обеспечения полноценного стыкования листов фанеры на «ус» при склеивании их в виде непрерывной полосы. Фанера приклеивается только к нижней стороне дощатого каркаса. Каркас состоит из сосновых досок для которых взяты черновые заготовки по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов (ГОСТ 8486-86*Е) сечением 60 х 200 мм. После сушки до влажности W=12% и четырёхстороннего фрезерования для склейки применяются чистые доски сечением 52х192 мм.
Расчётный пролёт плиты .
Высота плиты 202 мм.
Каркас панели принимаем из 4-х продольных ребер их шаг (расстояние между ребрами в осях) определим из формулы: см.. тогда расстояние между рёбрами см.
Наименование нагрузки
Профилированный лист
Водонепроницаемая мембрана 60 г м2
Продольные ребра каркаса
052*0.192*5*51.48= =0.169
Поперечные ребра каркаса
052*0.168*7*55.98= =0.022
Утеплитель – мин. вата на основе базальтового волокна γу=30кгм3
15*0.4067*3*0.31.48= =0.037
Пароизоляция – паронепроницаемая анти- конденсатная полимерная ткань 110 гм2
Итого постоянная нагрузка
Итого полная нагрузка
Расчётное значение снеговой нагрузки принимается по СНиП 2.01.07-85* в зависимости от района строительства а нормативное значение снеговой нагрузки принимается умножением расчётной нагрузки на коэффициент 0.7.
Следовательно. полная нагрузка на 1 пог. м. панели составит:
нормативнаяqн = 1.26961.5 = 1.9044 кНм;
расчетнаяqр = 1.67191.5 = 2.05785 кНм.
Расчетные характеристики материалов.
Для семислойной фанеры марки ФСФ сорта ВВВ толщиной 10 мм и более по табл. 10 и 11 СНиП II-25-80 находим следующие характеристики:
расчетное сопротивление растяжениюRф.р. = 14 МПа;
расчетное сопротивление скалываниюRф.ск. = 0.8 МПа;
модуль упругостиЕф = 9000 МПа.
Для древесины ребер по табл. 3 СНиП II-25-80:
расчетное сопротивление изгибуRдр.и. = 13 МПа;
модуль упругостиЕдр = 10000 МПа.
Геометрические характеристики сечения.
Расчётная ширина фанерной обшивки согласно п.4.25 СНиП П-25-80
bпр = 0.9bп = 0.91.48 = 1.332 м.
Геометрические характеристики панели приводим к древесине рёбер.
Приведенная площадь поперечного сечения
Приведенный статический момент поперечного сечения панели относительно оси
Расстояние от оси О-О до нейтральной оси панели Х-Х
Расстояние от нейтральной оси панели Х-Х до наружной грани фанерной обшивки
у0 = hп – у0 = 0.202 –0.1193 =0.0827 м.
Расстояние от нейтральной оси панели Х-Х до центра тяжести ребер
Момент инерции фанерной обшивки относительно нейтральной оси панели Х-Х (без учета момента инерции фанерной обшивки относительно собственной оси)
Момент инерции ребер относительно нейтральной оси панели Х-Х35
Приведенный момент инерции панели
Момент инерции. приведенный к фанере
Проверка панели на прочность.
Максимальный изгибающий момент панели:
Напряжения в растянутой обшивке
= 3.775 МПа mф×Rф.р. = 0.6×14 = 8.4 МПа.
mф=06 – коэффициент учитывающий снижение расчётных сопротивлений фанеры в стыке при соединении «на ус».
Напряжение в продольных ребрах. работающих на изгиб
= 6.047 МПа Rдр.и. = 13 МПа.
Проверка скалывающих напряжений по клеевому слою между древесиной и фанерной обшивкой в зоне приклейки продольных ребер каркаса производится по формуле:
Поперечная сила панели равна ее опорным реакциям
Приведенный статический момент фанерной обшивки относительно нейтральной оси Х-Х определим по формуле
Расчетная ширина клеевого соединения:
bрасч = np×bp = 4×0.052 = 0.208 м.
Тогда касательные напряжения составят
= 0.15 МПа Rф.ск. = 0.8 МПа.
Проверка панели на прогиб.
Относительный изгиб панели составит
00 - предельный прогиб в панелях покрытий согласно СНиП 2..1.07-85* Нагрузки и воздействия.
Сбор нагрузок на ферму от веса чердачного перекрытия.
Чердачное перекрытие
Определение усилий в стержнях
Работает на сжатие с изгибом. Для уменьшения изгибающего момента от местной нагрузки верхние узлы конструируем с внецентренной передачей усилий от одной панели другой.
Задаемся шириной сечения пояса b=150 мм и величиной эксцентриситета так чтобы
Принимаем 11 досок толщиной 44 мм до острожки 50 мм. h = 484 мм. Проверяем принятое сечение. Геометрические характеристики:
F = 15*48.4=726 см2
Проверяем прочность верхнего пояса:
НИЖНИЙ ПОЯС И РАСКОС 3
Проектируем из двух уголков
Коэффициентом 08 учитывается возможная неравномерность распределения усилий между уголками.
Принимаем нижний пояс и раскос из двух уголков 70х5 (A=13.72 )
Проектируем деревянным шириной равной ширине верхнего пояса. Расчетная длина раскоса lр=60467 м. Гибкость в плоскости фермы:
Полагая что находим коэффициент продольного изгиба:
Требуемую высоту сечения вычисляем из условия:
Принимаем конструктивно раскос из склеенных четырёх досок толщиной по 40 мм. h = 4*40=160 мм. Проверка гибкости:
Проверка раскоса на устойчивость из плоскости фермы:
Ширину сечения стоек принимаем равной толщине верхнего пояса а высоту определяем по усилию в стойке 1. Ее расчетная длина lр=153 м. Гибкость в плоскости фермы
Полагая что находим коэффициент продольного изгиба:
Конструктивно принимаем стойку такого же сечения как раскос 7.
Упорный швеллер подбираем из условия его прочности на изгиб от равномерно распределенной нагрузки:
Требуемый момент сопротивления:
Принимаем швеллер №18а .Требуемую длину сварных швов толщиной kf=5мм для крепления упорного швеллера к фасонкам находим по формуле:
Для прикрепления раскоса к фасонкам находим требуемую длину сварных швов толщиной kf=5мм:
Сварные швы для прикрепления к фасонкам уголков нижнего пояса и раскоса принимаем такими же как в карнизном узле. Упорные пластины рассчитываем на усилие сжатия в раскосе 5 (N=-1.92 кН). Давление на вертикальную диафрагму
Изгибающий момент в диафрагме как в пластине опёртой по трём сторонам:
Требуемый момент сопротивления:
Требуемая толщина диафрагмы
Конструктивно примем
Толщину горизонтальной диафрагмы принимаем такой же.
Поскольку раскос 5 может быть растянутым для его прикрепления на этот случай предусматриваем установку двух болтов диаметр которых находим из условий:
Принимаем болты диаметром 10 мм.
Расчетные усилия в панелях верхнего пояса N=-220.3967 кН передается упором через площадки смятия. Fсм = 15(48.4-13)=531 см2
Напряжение смятия по площадкам:
Усилие от стойки N=-52.658 кН передается на верхний пояс через площадку под торцом стойки. Напряжение в верхнем поясе по площадке смятия:
Отдельные полуфермы соединяются между собой парными деревянными накладками на болтах ø 12 мм и металлическими фланцами на болтах того же диаметра. Раскосы присоединяются с помощью парных швеллеров № 16 приваренных к фланцам.
Швы воспринимают усилие среза: N7 sinα = -1.4375*sin29.75º=-0.7133 кН
и сжатия: N7 cosα = -1.4375*cos29.75º =-1.248кН
Напряжения в швах толщиной kf=5мм и общей длиной в одном швеллере lw=14.38+2*6=26.38 см :
Суммарное напряжение:
Конструктивные меры защиты древесины от гниения
Основными конструктивными мерами против гниения древесины являются: применение здорового и сухого леса правильное расположение тепло- водо- и пароизоляционных материалов отвод атмосферных вод устройство продухов для вентиляции и т.п. В деревянных покрытиях зданий не следует устраивать внутренних водостоков фонарей и ендов. Несущие конструкции из дерева следует располагать внутри или вне теплых ограждающих конструкций. Все элементы несущих конструкций и конструкций крыш (особенно утепленных) должны быть доступны для осмотра во всех частях и хорошо проветриваться. Деревянные конструкции должны опираться на фундаменты выше уровней пола и грунта. Защита древесины от увлажнения парами воздуха достигается тем что в помещениях с влажностью более 75% и выделением водяных паров поверхность ее изолируется водостойкими лакокрасочными материалами.
Образование конденсата в наружных многослойных стенах и бесчердачных покрытиях в значительной степени зависит от порядка расположения в толще ограждения паро- и теплоизоляционных слоев. Обычно слой гидроизоляции должен быть расположен в начале теплового потока т.е. со стороны преобладания положительных температур. Теплоизолирующий слой нужно располагать с холодной стороны ограждения.
В случае если пароизоляция должна быть расположена в конце теплового потока (в многослойных бесчердачных конструкциях кровельных покрытий с гидроизоляционным ковром) под кровельным материалом необходимо устройство осушающих продухов.
Для защиты деревянных конструкций от периодической конденсации следует избегать глухой заделки опорных узлов ферм в каменные или бетонные стены; их надо устанавливать в открытые гнезда. При устройстве стальных опорных узлов или соприкасании дерева с полосовыми стальными элементами между деревом и сталью необходимо прокладывать слой пароизоляции а заделываемую в металлический башмак древесину надежно антисептировать.
В случае опирания деревянных элементов на каменные или бетонные опоры необходимо устройство креозотированных прокладок на слое пароизоляции.
Химические меры защиты древесины от гниения
Химическая защита древесины необходима в случаях когда ее увлажнение в процессе эксплуатации неизбежно. Эта защита носит название антисептической обработки или антисептирования. Антисептиками являются вещества отличающиеся наибольшей токсичностью по отношению к дереворазрушающим грибам длительное время сохраняющие пи свойства и по возможности глубоко проникающие в толщу древесины.
Антисептики разделяются на две основные группы: водорастворимые (неорганические) и маслянистые (органические). Требования предъявляемые к антисептикам заключаются в безопасности для людей и животных сохранении механической прочности материала древесины свойствах не увеличивать гигроскопичность электропроводность и не разрушать металлические части конструкции.
В зависимости от производственных условий требований предъявляемых к продолжительности срока службы размеров обрабатываемых элементов назначаются способы антисептирования. В практике строительства наибольшее распространение нашли следующие способы: нанесение раствора на поверхность деревянных элементов краскопультом или кистями пропитка в горячих холодных и высокотемпературных горяче-холодных ваннах пропитка в автоклавах под давлением.
Защита деревянных конструкций от возгорания
Сделать древесину негорючей в современных условиях возможно по неэкономично поэтому в строительстве ограничиваются требованием обеспечить замедленное возгорание и горение. Поскольку для горения иревесины необходим приток большого количества кислорода то основными мероприятиями огнезащиты являются или уменьшение притока кислорода или уменьшение выделения горючего газа из древесины соединяясь с кислородом дает пламя.
Возгорание древесины возможно при наличии огня при температуре выше250°С при длительном воздействии температуры выше 160°С (например у печей) и при самовоспламенении при температуре выше 400°С. На быстроту разрушения конструкций влияет и нагрузка на нее при горении так как при высокой температуре снижается прочность внутренней части древесины. Замедление возгорания древесины достигается конструктивными и химическими мерами защиты.
В качестве конструктивных мер рекомендуется тщательная острожка уничтожение выступов пустот и т.п.' круглый лес загорается медленнее чем брусчатый; массивные конструкции особенно клееные загораются труднее. При проектировании зданий и сооружений с применением дерева и других горючих материалов следует предусматривать устройство брандмауэров огнезащитных зон нормированных разрывов между зданиями автоматически действующих систем пожаротушения а также надежных теплоизоляционных разделов вокруг печей и дымовых труб. Значительный эффект в качестве защитного ограждения дает известковая штукатурка благодаря происходящему в ней эндотермическому процессу обжига сопровождающегося большим поглощением тепла. Если одних конструктивных мер недостаточно применяют химические средства защиты. В качестве защитных веществ применяются антипирены затрудняющие горение и возгорание. Наилучший эффект дает глубокая пропитка древесины аммонийными солями (фосфорнокислыми сернокислыми хлористым аммонием и т.п.). Эти соли при нагревании вступают в реакцию с горючими газами выделяемыми из древесины. Антипирены легко вымываются водой поэтому их применяют для элементов защищенных от непосредственного воздействия воды и находящихся в помещениях с относительной влажностью менее 75%. Пропитывают древесину антипиренами в горяче-холодных ваннах в автоклавах под давлением и обмазкой.
Более простым но менее эффективным средством огнезащиты деревянных элементов является поверхностная 2—3-кратная обработка водорастворимыми огнезащитными растворами или окраска огнезащитными силикатными кремнийорганическими хлорвиниловыми и другими специальными красками а также обмазка огнезащитными составами — глиняными глиноизвестковыми и др.
) СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции. Нормы проектирования»
) СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»
) СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции»
) «Проектирование современных деревянных конструкций» Пособие для курсового проектирования
) «Конструкции из дерева и пластмасс» - Иванов В.А. 1981 г.
) «Расчёт конструкций из дерева и пластмасс» - Бойтемиров Ф.А. 2006 г.

Прокопенко ДК .dwg

q =Σq *B=1.6719*6=10.03кНм
q =Σq *B=0.323*6=1.938кНм
Профилированный лист
Деревянные конструкции покрытия
Курсовая работа по дисциплине
План конструкций покрытия. Узлы А-Д.
«Конструкции из дерева и пластмасс»
одноэтажного производственного здания
Cпецификация древесины клеефанерных панелей на покрытие
фанера нижней обшивки
Клеефанерные панели покрытия
Cпецификация древесины на ферму
Расчет произведен в соответствии со СНиП II-25-80 "Деревянные конструкции.
Расчет металлических элементов произведен в соответствии со СНиП II-23-81 "Стальные
конструкции. Нормы проектирования
Нормы проектирования
Материал деревянных конструкций-сосна обыкновенная
металлических-сталь С245
Все неоговоренные отвертсия 14 мм
Все неоговоренные швы Кf=4 мм.
Все деревянные конструкции обработать антисептиком и антипереном
Фасонка толщиной 14 мм