Расчет треугольной металлодеревянной фермы

Содержание.docx

Расчет клеефанерной плиты с одной нижней обшивкой ..3
2Теплотехнический расчет покрытия .4
3Конструирование плиты .5
4Статический расчет плиты .6
5Геометрический расчет плиты .7
6Конструктивный расчет плиты .8
Расчет треугольной металлодеревянной фермы с разрезным верхним поясом ..10
1Исходные данные .10
2Геометрический расчет фермы 11
3Статический расчет фермы .12
4Конструктивный расчет фермы ..16
Список литературы 24

Расчет фермы.docx

2. Расчет треугольной металлодеревянной фермы
с разрезным верхним поясом.
Уровень ответственности здания – 2.
Здание отапливаемое.
Класс условий эксплуатации –1.
Длина здания – 48 м.
Пролет здания – 21 м.
Шаг несущих конструкций – 3 м.
Ограждающие конструкции покрытия – клеефанерные плиты с одной нижней обшивкой под кровлю из волнистых асбестоцементных листов.
- древесина – сосна 2 сорт.
2Геометрический расчет.
Рис.4 Геометрическая схема фермы.
)Расчетный пролет фермы:
)Расчетная высота фермы:
f = l6 = 210006 = 3500 мм.
Угол наклона верхнего пояса к горизонту:
)Длина панели нижнего пояса:
)Длина панели верхнего пояса:
)Углы наклона раскосов:
3Статический расчет.
Табл.2 Сбор нагрузок на ферму кНм2.
Нагрузка нормативная
1. Ограждающие конструкции покрытия
2. Собственный вес фермы
) = 0714·3 = 2142 кНм
sн = 224·3 = 672 кНм
) = 0785·3 = 2355 кНм
Условные сосредоточенные грузы в узлах фермы:
– от собственного веса:
Р1=Р7 = 348·(32) = 522 кН
Р2 = Р3 = Р4 = Р5 = Р6 = 348·3 = 1044 кН
RA = RB =ΣPi = (522·2 + 1044·5)2 = 3132 кН
– от снеговой нагрузки на полупролете:
Р1 = Р4 = 128·(32) =192 кН
Р2 = Р3 = 128·3 = 384 кН
RA = 3·s·l8 = 3·128·218 = 1008 кН
RB = s·l8 = 128·218 = 336 кН
Загружение 1 – постоянная нагрузка;
Загружение 2 – снег на левом полупролете;
Загружение 3 – снег на правом полупролете.
Табл.3 Усилия в стержнях фермы.
РАСЧЕТНЫЕ СОЧЕТАНИЯ УСИЛИЙ
4Конструктивный расчет.
4.1 Подбор сечения верхнего пояса.
В треугольных деревянных фермах в верхних поясах при внеузловой нагрузке возникают большие изгибающие моменты. Их уменьшают создавая разгружающий момент обратного знака за счет эксцентричного приложения продольной силы. Для этого упор элементов верхнего пояса выполняют нижней частью сечения но не менее чем его половиной.
Каждую горизонтальную проекцию панели верхнего пояса рассматриваем как однопролетную балку. В качестве расчетной принимаем приопорную панель при действии снеговой нагрузки на всем пролете:
Принимаем верхний пояс в виде клееного разрезного бруса.
Для верхнего пояса принимаем доски шириной 175 мм и толщиной 30 мм с учетом припусков ширина составит 160 мм толщина – 26 мм.
Требуемая площадь сечения:
– коэффициент учитывающий влияние изгибающего момента и прогиба стержня.
Rc = R·mб·mсл = 15·1·105 = 1575 кНсм2
где R = 15 кНсм2 – расчетное сопротивление древесины;
mсл = 105 – коэффициент для изгибаемых внецентренно-сжатых сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов зависящий от толщины слоев;
mб – коэффициент для изгибаемых внецентренно-сжатых сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов прямоугольного сечения; для элементов высотой 50 см и ниже принимается mб = 1.
Требуемая высота бруса:
Принимаем 14 досок.
h = 14·26 = 364 см.
Площадь поперечного сечения бруса:
F = 364·16 = 5824 см2
Момент сопротивления сечения:
Момент инерции сечения:
Эксцентриситет усилия:
Предварительно принимаем = 06 тогда:
Рис.6 Сечение верхнего пояса
4.2 Проверка сечения верхнего пояса по нормальным напряжениям на действие максимальной продольной силы.
Определяем расчетный момент в верхнем поясе:
M = Mq – N·e = 23206 – 34106·0028 = 13656 кН·м
4.3 Проверка на действие минимальной продольной силы.
M = Mq – N·e = 23206 – 21343·0021 = 1872 кН·м
4.4 Проверка по касательным напряжениям.
= 015 кНсм2 – расчетное сопротивление древесины при изгибе клееных элементов.
4.5 Проверка устойчивости плоской формы деформирования.
Для обеспечения устойчивости плоской фурмы деформирования верхний пояс раскрепляем поперечными связями через 365 м.
b = 16 см – ширина поперечного сечения;
h = 364 см – максимальная высота поперечного сечения на участке
kф = 113 – коэффициент зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке lp.
Устойчивость плоской формы деформирования обеспечена.
4.6 Подбор сечения нижнего пояса.
Нижний пояс проектируем в виде парных равнополочных уголков.
Требуемая площадь сечения одного уголка:
N = 32217 кН – максимальная продольная сила в нижнем поясе.
= 095 – коэффициент условий работы.
= 245 кНсм2 – расчетное сопротивление стали С245.
n = 2 – количество уголков.
По сортаменту ГОСТ 8509–93 подбираем 2 уголка L75х60х6 с площадью сечения 725 см2.
4.7 Подбор сечения раскоса.
В качестве расчетного принимаем раскос DL длина раскоса l = 4206 см.
Раскос выполняется из клееного бруса такой же ширины как и верхний пояс фермы 16 см.
Для раскоса используем 6 досок толщиной 26 мм тогда его общая высота составит:
N = -85491 кН – максимальная продольная сила в раскосе.
Площадь поперечного сечения раскоса:
F = 16·156 = 2496 см2.
Максимальная гибкость используем формулу Эйлера.
Принятое сечение раскоса удовлетворяет условию прочности.
Рис.7 Сечение раскоса.
4.8 Подбор сечения стоек.
Стойки выполняются из арматурной стали.
Требуемая площадь одного арматурного стержня:
N– максимальная продольная сила в стойке.
– коэффициент учитывающий ослабление стержня резьбой
R = 225 кНсм2 – расчетное сопротивление арматуры.
Максимальная продольная сила:
По сортаменту принимаем стержень диаметром 25 мм с площадью поперечного сечения 4909 см2.
По сортаменту принимаем стержень диаметром 16 мм с площадью поперечного сечения 2011 см2.
Для стойки СК принимаем стержень диаметром 16 мм.
4.9 Расчет опорного узла.
Расчет лобового упора торца верхнего пояса в элементах башмака.
)Проверка прочности на смятие.
кНсм2 Rc = 1575 кНсм2
)Толщина упорной диафрагмы.
Ширина упорной диафрагмы равна ширине верхнего верхнего пояса фермы 16 см.
Диафрагму рассчитываем на изгиб от давления торца верхнего пояса как балку с пролетом равным расстоянию между боковыми фасонками.
Выделяем расчетную полосу шириной 1 см.
q = 066·1 см = 066 кНсм.
Требуемая толщина диафрагмы:
Требуемый момент сопротивления сечения:
Принимаем диафрагму толщиной 2 см.
)Расчет болтов прикрепляющих верхний пояс к фасонкам.
Принимаем болты диаметром 20 мм. Болты симметричные друхсрезные.
Определяем коэффициент kα с учетом смятия поперек волокон под углом 90°. Для металлических болтов диаметром 20 мм kα = 055.
Количество болтов определяем из условия восприятия поперечной силы.
Величина поперечной силы Q = 26521 кН.
Несущая способность болта из условия изгиба нагеля:
Несущая способность болта из условия смятия древесины в среднем элементе:
Определяем количество болтов по формуле:

Титульный лист.docx

Министерство сельского хозяйства РФ
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия
имени академика Д. Н. Прянишникова
Кафедра «Строительного производства
по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс»
Тема: «Проектирование покрытия одноэтажного здания с деревянным каркасом»
Архитектурно-строительного факультета

КП.dwg

ПГСХА Группа ПГС-51А
Проектирование конструкций покрытия одноэтажного здания
Кафедра строительного производства и материаловедения
Схема расположения элементов покрытия
металлодеревянная ферма
Схема размещения элементов покрытия
Клеефанерная плита П-1
ФСФ IIIII 1490х1210х10
Спецификация на плиту покрытия П-1
Деревянные конструкции
Спецификация на ферму покрытия Ф-1
Верхний пояс 160х364
Примечания 1. Материал металлических элементов - сталь С245. 2. Сварка ручная дуговая электродом Э42. 3. Все деревянные конструкции подвергаются поверхностной обработке антипиренами и антисептиками. 3. Вертикальные и горизонтальные связи выполнены из металлических уголков.
Металлические конструкции
Нижний пояс L75х60х6

Список литературы.docx

3. Список литературы
СП 64.13330.2011 Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80.
СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85.
СНиП II-23-81* Стальные конструкции.
Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80).
Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования: Учеб. Пособие для вузов под. ред. Ю.В. Слицкорухова. – М.; Стройиздат 1991 г. 256 с.
Шмидт А.Б. Дмитриев П.А. Атлас строительных конструкций из клееной древесины и водостойкой фанеры; Учебное пособие. М. Изд-во Ассоциации строительных вузов 2001 г. 292 с.
Н.А. Филиппов И.А. Константинов Примеры расчёта и проектирования деревянных конструкций; Стройиздат 1965 г. 305 с.
Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования; под. ред. Г.Г. Карлсена. – М.; Стройиздат 1967 г. 320 с.