Клеено-дошированный односкатный брус

Содержание.docx

1Предварительный подбор сечения клеедощатой стойки сплошного сечения
2Назначение предварительных размеров балки
3Теплотехнический расчет стены .
4Теплотехнический расчет покрытия ..
Расчет конструкции покрытия .
2Определение расчетных усилий и геометрических характеристик сечения ..
3Проверка прочности и жесткости принятой конструкции настила .
4Проверка прогиба .
Расчет спаренного многопролетного неразрезного прогона
1Сбор нагрузок статический расчет
2Определение геометрических характеристик сечения прогона..
3Проверка прочности и жесткости прогона
4Расчет гвоздевого стыка . .
Расчет клеедощатой односкатной балки .
1Сбор нагрузок . ..
Расчет дощатоклееной стойки сплошного сечения ..
1Определение нагрузок на колонну .
2Определение усилий в колоннах
2.1Определение изгибающих моментов без учета коэффициентов сочетаний..
2.2Определение поперечных сил (без учета коэффициента сочетаний)
2.3Определение усилий в колоннах с учетом в необходимых случаях коэффициента сочетаний ..
3Расчет колонны на прочность по нормальным напряжениям и на устойчивость плоской формы деформаций..
4Расчет на устойчивость из плоскости как центрально сжатого стержня

ДК Мое.dwg

КР-02069562-270102-88-13
Цех в каркасно-деревянном
Опирание балки на стойку
Стойка дощатоклееная с прокладками
Стойка торцевого фахверка 200*200
Горизонтальная связь - обвязочный брус 150*150
Волнистый стальной настил
Горизонтальные связи (обвязочный брус 150х150)
Рубероид кровельный прокладочный в один слой
Трехслойная клеефанерная панель поркытия
Вертикальные связи по колоннам
Совмещенный план расстановки стоек
раскладки балок и панелей покрытия
Поперечный разрез здания 1-1
КР-02069562-270800.62--15
Поперечный разрез здания 2-2
Продольный разрез здания 2-2
Продольный разрез здания 1-1
Обвязочный брус 150*150
Обшивка из профилированной стали
Верхнее крепление балки
Обвязочный брус 150х100
Многопролетный неразрезной прогон
Упорная бобышка 240*260*40
Верхний пояс дощатоклееной балки
Стыковой брусок 50*40
прокладками на болтах
Траверсы из полосовой
Доски из сосновой древесины II сорта
Разрез 3-3; Разрез 4-4
Наименование элемента
Доски из сосновой древесины IIсорта 4650х192х44
Спецификация элементов стойки
Доски из сосновой древесины IIсорта 200х192х44
Доски из сосновой древесины IIсорта 6100х192х44
Стойка дащатокленная
Горизонтальная связь -
обвязочный брус 175х150
Поперечный разрез 1-1
Дополнительные доски b=50мм
Горизонтальные связи-обвязочный брус 175х150
КР-0206562-270102-51-15
Совмещенный план здания
неразрезных прогонов.
и неразрезных прогонов
Стойка клеедощатая сплошного сечения
оксидно-цементный клей
Горизонтальная связь
Дощатоклеенная стойка
Гидроизоляция Никофол NW
Рабочий слой разряженный 25 мм
Утеплитель Минеральная вата
Пароизоляция Изоспан А
Стойка дощатоклееная сплошного сечения
Настил покрытия разряженный 16 мм
Попрерчный разрез здания 1-1
КР-0206562-270800--15
Дополнительные доски толщ. 50мм
Обвязочный брус 175х150мм

ТТР, настил, прогоны, балка.doc

Тепловой режим работы здания – тёплый.
Район строительства г. Тюмень.
Снеговой район – III. Расчетное значение веса снегового покрова Sg = 18кПа.
Ветровой район – I. Нормативное значение ветрового давления w0 = 023кПа.
Ветровой район по средней скорости ветра – 4.
Вид ригеля: балка односкатная с параллельными поясами клеедощатая.
Здание без кранового оборудования – склад. Основные размеры здания: пролет L = 16 м высота от пола до низа стропильной конструкции H = 42 м; Н1=1 м шаг А = 45 м количество шагов n = 10 длина здания: l = nА = 45 м.
Ограждающие конструкции покрытия – дощатый настил по прогонам.
Влажность внутреннего воздуха: 75%.
Температуре внутреннего воздуха 16 °С.
Влажностный режим помещения: влажный (влажность внутреннего воздуха 75 % при температуре внутреннего воздуха свыше до 24 °С).
Зона влажности: 2 - нормальная.
Температурно-влажностные условия эксплуатации конструкций: класс условий - 2 основной класс – 2 подкласс – 21 (внутри отапливаемых помещений при температуре до 35°С относительной влажности воздуха свыше 60 до 75%).
1 Предварительный подбор сечения клеедощатой стойки сплошного сечения.
Предельная гибкость для колонн равна 120. Тогда при λ = 120 и распорках располагаемых по верху колонн и при высоте Н = 42+1 = 52 м получим:
где: 0х=22 - при одном защемленном и другом свободном нагруженном конце;
у=1 - при шарнирно-закрепленных концах а также при шарнирном закреплении в промежуточных точках элемента.
По сортаменту принимаем ширину доски - 175 мм.
С учетом острожки 175-8=167 мм.
Доску принимаем толщиной 50 мм с учетом фрезерования 50-55=445 мм
Рассчитываем количество досок в пакете: 330445=8 досок
Принимаем фактические размеры стойки: 167×330 мм
Рис. 1. Предварительный подбор сечения колонны.
2 Назначение предварительных размеров балки.
Балка односкатная с параллельными поясами клеедощатая.
Высота балки в середине пролета назначается по условиям h = (110-112)×Lб а на опорах 16 ≥ h0 ≥ 1333м. При L=16м принимаем h=14 м.
Рис 2. Схема основных несущих конструкций здания.
Шаг прогонов назначаем из рекомендаций: [0.75÷1.5] м. Принимаем шаг равный 1 м. Угол α = 3о
3. Теплотехнический расчет стены
Конструктивно принимаем толщину утеплителя =130мм γ=25кгм3 (минераловатный утеплитель)
4Теплотехнический расчет покрытия
Конструктивно принимаем толщину утеплителя =150мм γ=25кгм3 (минераловатный утеплитель)
Расчет конструкции покрытия
Принимаю материал настила сосну II сорта:
Ru = 13 Мпа - расчетное сопротивление на изгиб для сосны II сорта;
mb = 1 – коэффициент условий эксплуатации;
γн(сс) = 09 – коэффициент надежности по сроку службы 50-100 лет;
mд = 08– для конструкций в которых напряжения в элементах возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок превышают 80 % суммарного напряжения от всех нагрузок.
Принимаю материал прогонов сосну II сорта:
Исходя из конструкции кровли проводим сбор нагрузок действующих на рабочий настил. Данные сведены в табл. 2.1
Таблица 2.1. Расчет нагрузок на 1 погонный метр расчетной полосы рабочего настила
Наименование нагрузки:
Профнастил Н57-750-06
Гидроизоляция Никофол NW
Настил покрытия (разреженный)
Рабочий слой (разреженный)
Монтажная (сосредоточенный груз) 1 кН 12 12 кН
Коэффициент надежности по нагрузке для позиции 1 принят согласно таблице 1 [2] - для металлических конструкции.
Коэффициент надежности по нагрузке для позиции 2 принят согласно таблице 1 [2] - для изоляционных материалов выполняемых в заводских условиях.
Коэффициент надежности по нагрузке для позиции 3 принят согласно таблице 1 [2] - для деревянных конструкций.
2. Определение расчетных усилий и геометрических характеристик сечения.
Расчет ведем на нормальную составляющую нагрузки при α = 3о.
Рабочий настил рассчитываем на следующие сочетания нагрузок:
) постоянная и временная нагрузка от снега (расчет на прочность и прогиб);
) постоянная и временная от сосредоточенного груза с умножением
последнего на коэффициент перегрузки (расчет только на прочность).
Расчетное значение нормальной составляющей для полосы 1м условно вырезанной вдоль ската (первое сочетание нагрузок) (рис. 5):
Максимальный изгибающий момент при первом сочетании нагрузок:
Действие сосредоточенного груза от веса человека с инструментом
Расчетное значение нормальной составляющей для полосы 1м условно вырезанной вдоль ската (второе сочетание нагрузок) (рис.6):
Максимальный изгибающий момент при втором сочетании нагрузок:
Так как то расчет ведем для
Определяем геометрические характеристики сечения рабочего настила:
Момент сопротивления настила
Момент инерции настила
3. Проверка прочности и жесткости принятой конструкции настила
Проверку прочности (I группа предельных состояний) осуществляем по формуле.
- расчетный изгибающий момент;
- расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента
Условие прочности обеспечено
Величина относительного прогиба:
Принятая конструкция удовлетворяет требованиям II- ой группы предельных состояний.
Расчет спаренного многопролетного неразрезного прогона
1. Сбор нагрузок статический расчет
Исходя из конструкций покрытия к данным представленным в табл. 2.1 добавим собственный вес прогонов вес утеплителя и домножим на ширину грузовой площади равной расстоянию между прогонами 1 м. (табл. 3.1).
Таблица 3.1. Расчет нагрузок на 1 погонный метр расчетной полосы прогона
На пролет прогонов 15м
Утеплитель Минеральная вата
Пароизоляция Изоспан А
Прогон (3 доски 0113х015)
Прогон (2 доски 0088х015)
Итого постоянная крайний
Итого постоянная средний
Всего 1+2+3+4+5+6+7+8кр+9:
Всего 1+2+3+4+5+6+7+8ср+9:
Коэффициент надежности по нагрузке для позиции 4 принят согласно таблице 1 [1]- для изоляционных материалов выполняемых в заводских условиях.
Коэффициент надежности по нагрузке для позиции 5 принят согласно таблице 1 [1]- для изоляционных материалов выполняемых на строительной площадке.
Расчетная схема прогона – неразрезной многопролетный дощатый спаренный прогон длиной равной . Схема работы неразрезного прогона – равнопрогибная.
Максимальный изгибающий момент над второй от края опоре:;
над средними опорами: .
Расчет ведем для двух моментов: над первой с края опоре и для всех средних прогонов .
Так как α = 3о то сечение прогона рассчитываем на прямой изгиб.
Нормальная составляющая к скату;
Скатная составляющая (вдоль ската кровли).
Тогда имеем следующее:
) Для вторых с края опор:
- расчетное значение нагрузок
- нормативное значение нагрузок
- расчетное значение нагрузок
Моменты над вторыми с края опорами (расчетные):
Моменты над средними опорами (расчетные):
2. Определение геометрических характеристик сечения прогона
Для крайних пролетов (рис. 9):
Для средних пролетов (рис. 10):
3. Проверка прочности и жесткости прогонов
Расчет на прочность цельного сечения при изгибе проводим по формуле:
- расчетный изгибающий момент
- момент сопротивления поперечного сечения нетто
Для сечения над вторыми от края опорами:
Для сечения над средними опорами:
Проверку прогиба (II группа предельных состояний) при прямом изгибе выполняем по формуле (для равнопрогибной схемы работы прогона):
Для крайних прогонов:
Для средних прогонов:
Предельный относительный прогиб определяем для прогонов покрытия:
Видим что 0005; 0005.
Оба сечения удовлетворяют проверке прочности (I группа предельных состояний) и жесткости (II группа предельных состояний).
4. Расчет гвоздевого стыка
Эпюра моментов имеет нулевые значения на расстоянии (для равнопрогибной схемы рабочего прогона) от опоры. В этих сечениях располагается гвоздевой стык для соединения досок.
Диаметр гвоздей скрепляющих стык принимаем
Расстояние от оси опоры до стыка
Определим несущую способность одного гвоздя на один шов сплачивания: гвозди работают несимметрично при одном шве между досками:
По изгибу гвоздя но не более:
Смятие древесины несимметричного соединения элементов равной толщины :
Требуемое число гвоздей для крайнего прогона находим как
Для среднего прогона
- принимаем 4гвозди забиваем по всей поверхности доски с шагом в шахматном порядке.
Рис. 11. Расчет гвоздевого стыка.
Расчет клеедощатой односкатной балки
Конструктивное решение балки.
Принимаем балку покрытия: односкатную клеедощатую балку с параллельными поясами.
Высота клеедощатой балки и уклоном в 3°.
Односкатную балку покрытия проектируем прямоугольного сечения из пакета уложенных плашмя остроганных по пластам досок склеенных фенольным водостойким клеем.
1. Сбор нагрузок на покрытие
Таблица 4.2. Нагрузки на покрытие
Нормативная нагрузка на покрытие от панелей кровли при ее уклоне a = 3°:
- нормативная нагрузка на панель по таблице 3.1.
Расчетная нагрузка на покрытие от панелей кровли при ее уклоне a = 3°:
- расчетная нагрузка на панель по таблице 3.1.
Нормативная нагрузка от клееной балки покрытия:
S = 126 кНм2 – нормативная снеговая нагрузка по таблице 3.1;
kс.в. = 5 – коэффициент собственного веса балки пролетом 16м.
Схема однопролетная шарнирно опертая загруженная равномерно распределенной нагрузкой (рис.12)
Рис.12 . Расчётная схема балки.
Определение расчетных усилий.
Расстояние х от опоры до наиболее напряженного при изгибе сечения при равномерной нагрузке равна 0.5l=0.5*16=8м.
Расчетные изгибающий момент в опасном сечении и поперечная сила на опоре балки:
Требуемый момент в сопротивления балки в опасном сечении:
= 1 – коэффициент эксплуатации здания
= 13 МПа – расчетное сопротивление на изгиб для сосны II сорта
При известных высотах сечений балки прямоугольного профиля ширина сечения определяется по следующим условиям прочности:
по нормальным напряжениям от изгиба
на скалывание клеевого шва в опорных зонах
где kск=06 –коэффициент к расчетной ширине сечения
Применяем для балки по сортаменту доски 200х50 мм которые после четырехсторонней острожки будут иметь размеры 194х44мм. Балка собирается из 32 склеенных досок. (5 верхних 5 нижних – 2 сорта 22 доски между ними – 3 сорта).
Относительный прогиб односкатной балки прямоугольного сечения определяется по формуле
условие выполняется
где I-момент инерции поперечного сечения в середине пролета балки
k - коэффициент учитывающий переменность сечения балки; k = 1
Принятые сечения балки в пролете и на опорах удовлетворяют требованиям прочности жесткости и поперечной устойчивости поскольку при этом соблюдается условие
Расчет опирания балок.
Из условия смятия поперек волокон древесины балки в опорной плоскости находим ширину обвязочного бруса
принимаем обвязочный брус сечением 150х175мм.
Проверяем высоту обвязочного бруса как распорки вертикальных связей между стойками при λ = 200 при расстоянии между балками В=450см.
Применяем клей марки КБ-3.
РАСЧЕТ ДОЩАТОКЛЕЕНОЙ СТОЙКИ СПЛОШНОГО СЕЧЕНИЯ.
1. Определение нагрузок на колонну.
Поперечная рама и ее расчетная схема приведены на рис.13 и 14. Определим действующие на колонну расчетные вертикальные и горизонтальные нагрузки. Подсчет нагрузок приведен в таблице 4.2.
Рис. 13. Расчетная схема рамы.
Рис. 14. Поперечная рама.
Полная ширина покрытия здания:
где l - пролет здания ак - вылет карниза.
Нагрузки на колонну:
От ограждающих конструкций покрытия:
где В – шаг стоек (колонн)
– полная ширина покрытия
– расчетная нагрузка от покрытия.
От собственного веса балки:
где . – расчетная нагрузка от веса балки
где – расчетная снеговая нагрузка.
Собственный вес колонны (нормативный):
Собственный вес колонны (расчетный):
Ветровая нагрузка передаваемая на колонну:
Высота колонны 505м. (52-015=505м) Для здания размером в плане 45х16м.
Следовательно се3 = -05.
Расчетная нагрузка от ветра:
2. Определение усилий в колоннах.
Поперечную раму однопролетного здания состоящую из двух колонн жестко защемленных в фундаментах и шарнирно соединенных с ригелем в виде балки рассчитываем на вертикальные и горизонтальные нагрузки. Она является однажды статически неопределимой системой. При бесконечно большой жесткости ригеля (условное допущение) за лишнее неизвестное удо6но принять продольное усилие в ригеле которое определяется по известным правилам строительной механики.
2.1. Определение изгибающих моментов без учета коэффициентов сочетаний
От ветровой нагрузки:
Изгибающий момент в уровне верха фундамента:
От внецентренного приложения нагрузки от стен: эксцентриситет приложения нагрузки от стен:
где- высота сечения колонны - толщина стены.
Изгибающий момент действующий на стойку рамы:
Изгибающие моменты в уровне верха фундамента от стен:
2.2 Определение поперечных сил (без учета коэффициента сочетаний)
От внецентренного приложения нагрузки от стен:
2.3. Определение усилий в колоннах с учетом в необходимых случаях коэффициента сочетаний:
Первое сочетание нагрузок:
Момент в уровне верха фундамента:
Для расчета колонн на прочность и устойчивость плоской формы деформирования принимаем значения: .
Второе сочетание нагрузок (при одной временной нагрузке коэффициент не учитывается):
Третье сочетание. Изгибающие моменты в уровне верха фундамента:
Нормальную силу находим при
3. Расчет колонны на прочность по нормальным напряжениям и на устойчивость плоской формы деформаций.
Расчет проводим на действие N и М при первом сочетании нагрузок рассчитываем на прочность: при : .
Расчетная длина (в плоскости рамы):
где - при одном защемленном и другом свободном нагруженном конце элемента.
А=3000 – коэффициент для древесины.
При древесине третьего сорта и при принятых размерах сечения
С учетом и коэффициентом надежности γ=095 получим:
При эпюре моментов треугольного очертания поправочный коэффициент
– коэффициент который следует принимать равным 122 при эпюрах изгибающих моментов треугольного очертания. В данном случае эпюра моментов близка к треугольной.
– условие выполняется.
Определяем ранее принятое сечение исходя из необходимости ограничения гибкости.
Производим расчет на устойчивость плоской формы деформирования. Принимаем что распорки по наружным рядам колонн (в плоскости параллельной наружным стенам) идут только вверху колонн. Тогда
показатель степени п=2 (как для элементов не имеющих закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования)
А=3000 - коэффициент для древесины.
Применительно к эпюре моментов треугольного очертания.
т. к. момент в верхней части колонны равен 0
Следовательно устойчивость обеспечена.
4 Расчет на устойчивость из плоскости как центрально сжатого стержня.
φ=0258 (для второго сочетания нагрузок):
Устойчивость обеспечена.