Проектирование и расчет деревянных конструкций склада сыпучих материалов площадью 1320,0 м2 в г. Игарка

2.DWG

Спецификация древисины на одну полуарку ПА-1
Схема расположения эл-тов
Схема расположения элементов покрытия М 1
Кровля из асбестоцементных
Деревянные прогоны 90
вертикальных нагрузок
- Дощатоклееные арки
- Распорки сечением 100
- Прогоны сечением 90
- Асбестоцементные листы УВ-1750
- Раскосы связей сечением 100
горизонтальных нагрузок
Влажность древесины не более 10
Материал арки - сосновые доски
Монтажные детали из стали
Спецификация металла на одну полуарку ПА-1
Орловский ГАУ СБ-521(полн)
Проектирование и расчет деревянных конструкций склада сыпучих материалов площадью 1320

записка.docx

Задание на проектирование ..
Расчет и конструирование ограждающих конструкций покрытия
Расчет и конструирование клеедеревянной арки стрельчатого очертания .
Расчет и конструирование узловых соединений ..
Обеспечение пространственной устойчивости здания
Мероприятия по обеспечению долговечности деревянных конструкций .
Краткие указания по изготовлению транспортировке и монтажу
Расчет и конструирование ограждающих конструкций покрытия
В качестве ограждающих конструкции покрытия принимаем металлочерепицу по обрешетке и прогонам. Шаг несущих конструкций покрытия 50 м. Строительство предусматривается в г. Игарка для которого нормативные значения нагрузок равны: снеговой ветровой . Тип теплового режима кровли – холодный. Условия эксплуатации Б2. Пароизоляция – полиэтиленовая пленка толщиной 05 мм. Материал: древесина – сосна 2-ого сорта.
2 Компоновка рабочего сечения покрытия
Принимаем металлочерепицу фирмы «Монтерей» размер листов вес 48 кгм2. Шаг прогонов назначаем таким образом чтобы лист опирался на три прогона. В соответствии с размерами листов металлочерепицы расстояние между осями прогонов по скату принимаем равным . Обрешетку проектируем из досок сечением расстояние между досками обрешетки в свету 10 см.
3 Расчетные характеристики материалов
Учет температурно-влажностных условий эксплуатации конструкции. По таблице 5 [2] для условий эксплуатации Б2 определяем коэффициент
По таблице 3 [2] определяем базовое расчетное сопротивление изгибу древесины сосны ели 2-го сорта (п. 1а)
Кратковременность действия сосредоточенной нагрузки при расчете по второму предельному состоянию учитывается коэффициентом (п.3(г) табл.6 [1]).
Модуль упругости (п.3.5 [2]).
Определяем равномерно распределенную нагрузку на прогон (табл. 2.1). Предварительно задаемся сечением прогонов .
Таблица 2.1 - Сбор нагрузок на 1м2 прогона
Элементы и подсчет нагрузок
Нормативная нагрузка кНм2
Коэффициент перегрузки
Расчетная нагрузка кНм2
где - количество досок на полосу
- шаг досок 10 см – расстояние между досками в свету.
5 Статический расчет
Двойной настил рассчитывается на изгиб только рабочего настила (прогона) и только от нормальных составляющих нагрузок поскольку скатные составляющие воспринимаются с помощью защитного настила (обрешетки).
Расчет ведем на один прогон. Шаг прогона . Расчетная схема прогона – однопролетная шарнирно-опертая балка.
Максимальные изгибающие моменты при сочетании нагрузок:
а) постоянная + временная
Требуемый момент сопротивления прогона
В соответствии с сортаментом пиломатериалов принимаем брус сечением .
6 Геометрические характеристики сечения
Необходимые геометрические характеристики в данном случае это:
7 Проверка несущей способности прогона
При первом сочетании нагрузок:
Условия удовлетворяются.
При втором сочетании нагрузок:
Условие удовлетворяется.
Скатная составляющая нагрузки в месте опирания прогона на несущую конструкцию воспринимается так же бобышкой прибитой к верхнему поясу несущей конструкции двумя гвоздями . Кроме того стык прогонов перекрывается накладками из брусков прикрепляемых к поясу и прогонам гвоздями.
Расчет и конструирование клеедеревянной арки стрельчатого очертания
Проектируем клеедеревянную арку стрельчатого очертания пролетом . Шаг арок. Радиус кривизны Строительство предусматривается в г. Игарка для которого нормативные значения нагрузок равны: снеговой ветровой . Здание холодное температурно-влажностные условия эксплуатации Б2. Изготовление несущих конструкций покрытия – заводское.
Кровля – металлочерепица по прогонам и обрешетке ( ).
Материал несущих конструкций: сосна второго сорта с влажностью не более 12% металлические элементы из стали марки стали класса С235
2 Расчетные характеристики материалов
Для деревянных элементов прямоугольного сечения высотой свыше до и шириной более :(табл. 3 [1]).
Необходимые коэффициенты:
- коэффициент температурно-влажностных условий эксплуатации (т. 5 [1]);
– коэффициент учитывающий влияние ветровой нагрузки (т.6 [1]);
– коэффициент учитывающий влияние размеров поперечного сечения на несущую способность при (т.7 [1]);
– коэффициент учитывающий повышение несущей способности при (т.8 [1]).
Для стали класса С235 расчетное сопротивление (табл.51* [2]) коэффициент условий работы (табл.6 п.5 [2]).
3 Геометрический расчет арки
Арка пролетом состоят из двух полуарок кругового очертания с радиусом кривизны . Стрела подъема арки .
Длина хорды полуарки
Угол наклона первого радиуса:
Координаты центра дуги:
4 Статический расчет
Снеговая нагрузка на покрытие:
Нормативную снеговую нагрузку на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия определяют по формуле:
где масса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли для 1-го снегового района ;
– коэффициент перехода от массы снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие (для данного случая )
Для равномерно-распределенной снеговой нагрузки:
Для снеговой нагрузки распределенной по закону треугольника
Для упрощения расчетов определяем усилия в арке от действия единичных снеговых нагрузок. Определяем положение точки К из треугольника ОКМ получим:
Изгибающие моменты в арке определяют в сечениях расположенных с шагом 15 м по горизонтали. Ординаты оси арки yk в этих сечениях определяем из уравнения:
Получаем следующие данные:
Определение распора Н:
Таблица 3 - Изгибающие моменты при одностороннемзагружении единичной равномерно распределенной нагрузкой
Схема загружения арки
Рис. 1 Эпюра моментов в арке от действия односторонней равномерно распределенной снеговой нагрузки
Определение изгибающих моментов в арке от действия расчетной равномерно распределенной снеговой нагрузки.
При действии равномерно распределенных нагрузок нормативная снеговая нагрузка на 1 м2горизонтальной проекции согласно схеме 1б приложение 3 СНиП 2.01.07-85 составляет:
Коэффициент надежности по нагрузке для снеговой нагрузки на покрытие равен 1.5.
Таким образом интенсивность равномерно распределенной снеговой нагрузки будет составлять (при шаге 38 м):
Таблица 4 - Изгибающие моменты в сечениях арки при действии равномерно распределенной снеговой нагрузки
Определения изгибающих моментов в сечениях арки от действия расчетной ветровой нагрузки.
Для упрощения расчетов полагаем что ветровая нагрузка приложена нормально не к криволинейным поверхностям покрытия проходящим по хордам которые соединяют концы полуарок. Нормальную и расчетную среднюю составляющую ветровой нагрузки определяем согласно табл. 4 СНиП 2.01.07-85:
где w0 – скоростной напор определяемый по пункту 6.4 СНиП 2.01.07-85. Скоростной напор для I ветрового района .
Скоростной напор нормальный к плоскости покрытия при шаге арок : ;
k – коэффициент учитывающий изменение скоростного напора по высоте принимаемый по пункту 6.6 СНиП 2.01.07-85;
коэффициент надежности по нагрузке принимаемый по пункту 6.11 СНиП 2.01.07-85
Согласно СНиП 2.01.07-85 для зданий типа А расположенных в степной местности имеем коэффициент (производим расчет по интерполяции) при высоте здания 88 м.
Чтобы упростить расчет для заданных размеров здания принимают до отметки 378 соответствующей точке 1:
Для отметок 378-1008 м (точки 1-4):
Для отметок 1008-105 м (точки 4-5):
Где k= – коэффициент изменения скоростного напора на отметке 105 м:
Длину участков хорд ак определяем по формуле:
Определение вертикальных опорных реакций и распора в арке от действия расчетной ветровой нагрузки.
4-12974-8271-1419-17318-47278+5676)
Изгибающие моменты определяем по формулам:
где - момент от ветровой нагрузки действующей на арку в левой полуарке слева от рассматриваемой точки К на отрезке а в правой полуарке – справа от рассматриваемой точки К на отрезке .
Таблица 6 - Изгибающие моменты от расчетной ветровой нагрузки для левойполуарки
Таблица 7 - Изгибающие моменты от расчетной ветровой нагрузки для правой полуарки
Рисунок 2 - Эпюра моментов в арке от ветровой нагрузки
Нормативный вес несущей конструкции определяется ориентировочно по формуле:
Определение изгибающих моментов в сечениях арки от постоянной нагрузки распределенной по дуге арки.
В высоких арках например с отношением постоянную нагрузку от веса следует рассматривать как неравномерно распределенную на горизонтальную проекцию арки.Это позволяет более точно определить значение распора и моментов.
Таблица 8 - Изгибающие моменты при единичной нагрузке
При единичной нагрузке Р=1
(при постоянной нагрузке Р=13кН)
(при временной нагрузке Рвр=60кН)
Определяем значение распора Н а также реакции А и В от действия постоянной нагрузки с интенсивностью g=1:
Значение распора получим из уравнения
G=154(105-84)-105Н=0;
Таблица 9 - Изгибающие моменты в сечениях арки
Мк при расчетной нагрузке gсв=568кНм
Таблица 10 - Расчетные изгибающие моменты в сечениях арки при основном сочетании нагрузок
Постоянная нагрузка от собственного веса покрытия qсв=568кНм
Расчетные моменты (изгибающие моменты от действия временных нагрузок умножают на коэффициенты Кратковременные-09 длительные-095
Снеговая равномерно распределенная p=128кНм
Снеговая равномерно распределенная по закону треугольника
От транспортной галереи Pвр=60кН
5Компоновка поперечного сечения
Примем арку прямоугольного сечения.
Из условия обеспечения монтажной жесткости ширина сечения арки принимается не менее 14 см.
Примем сечение из досок после острожки – . Материал досок – сосна I сорта.
Высота поперечного сечения:
где – коэффициент принимаемый равным 27.
Количество досок в сечении:
Примем 18 досок тогда окончательно размеры сечения .
Геометрические характеристики сечения
Расчетная площадь сечения:
Момент сопротивления сечения:
Момент инерции сечения:
Статический момент инерции сечения:
Проектирование конструктивных элементов и узлов
Для соединения полуарок с фундаментами в опорном узле и для соединения между собой в коньковом узле по концам полуарок прикрепляют хомуты из полосовой стали снабженные ребрами. Требуемое для крепления хомутов к арке число глухарей расположенных с каждой стороны полуарки определяют из условия восприятия ими поперечных сил Q0 и Qk действующих соответственно в опорном и коньковом сечениях арки.
Исходные данные для вычисления:
Крепление хомутов в опорном узле арки осуществляют глухарями диаметром и длиной .
Требуемое число глухарей:
Аналогично рассчитывают требуемое число болтов для крепления хомутов в коньковом узле арки. Кроме того по соответствующим формулам СНиП II-23-81 рассчитывают валики диаметром dв в опорных и коньковых узлах из условия работы на срез и смятие.
Обеспечение пространственной устойчивости здания
Здание в целом и отдельные его элементы подвергающиеся воздействию различных нагрузок должны обладать:
прочностью которая определяется способностью здания и его элементов не разрушаться от действия нагрузок;
устойчивостью обусловленной способностью здания сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок;
пространственной жесткостью характеризующейся способностью здания и его элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.
Общая устойчивость и пространственная жесткостьздания зависят от взаимного сочетания и расположения конструктивных элементов прочности узлов соединений и т.д.
В зданиях с несущими стенами пространственная жесткость обеспечивается:
внутренними поперечными стенами в том числе и стенами лестничных клеток соединяющимися с продольными наружными стенами;
междуэтажными перекрытиями связывающими стены и расчленяющими их по высоте на ярусы.
В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается:
совместной работой колонн ригелей и перекрытий образующих геометрически неизменяемую систему;
устройством между стойками каркаса специальных стенок жесткости;
стенами лестничных клеток лифтовых шахт;
укладкой в перекрытии настилов-распорок;
надежными соединениями узлов.
Указанные конструктивные решения дают лишь общие конструктивные представления о мерах по обеспечению пространственной жесткости здания.
Мероприятия по обеспечению долговечности деревянных конструкций
Для защиты деревянных конструкций от загнивания и возгорания используем комплексный состав «КСД-А» марки I тонирующий древесину без закрашивания структуры. Состав «КСД-А» пожаро- взрывобезопасен не обладает раздражающим действием на кожу по степени воздействия на организм человека относится к четвертому классу опасности (вещество мало опасное). Состав «КСД-А» является готовой формой и не подлежит разбавлению или смешению с другими составами.
Состав «КСД-А» марки I переводит древесину в категорию трудно горючих материалов обеспечивает нераспространение пламени по поверхности
увеличивает время до воспламенения в 8 раз снижает дымообразующую способность в 25 раза токсичность продуктов горения древесины (при 450°С) - в 2 раза.
Деревянные поверхности подлежащие пропитке очищаются от пыли и грязи. Не допускается нанесение составов на мокрые масляные проолифленные или окрашенные поверхности.
Нанесение состава «КСД-А» производится распылителем. Расход состава «КСД-А» марки I - 400 гм2.
Составы наносить равномерно не допуская пропусков. Строго обеспечивать требуемую норму расхода. Расход 400 гм2 достигается двухкратной обработкой с промежуточной сушкой продолжительностью не менее трех часов.
Работу проводить при влажности воздуха не более 80 процентов и температуре не ниже плюс 5 градусов. Не допускается проведение работ при отрицательной температуре.
Работать следует в резиновых перчатках; при попадании состава на кожу тщательно смыть водой с мылом.
Пропитанные конструкции изделия пригодны для использования сразу после сушки.
Проникновение состава «КСД-А» в древесину при поверхностной пропитке как правило не превышает 1 мм. В связи с этим пропитанная древесина не подлежит механической обработке.
При соблюдении технологии пропитки и норм расхода состав «КСД-А» марки I обеспечивает получение I группы огнезащитной эффективности.
Для окрашивания конструкций используется акриловая краска по дереву наносимая распылителем.
Окрашивание конструкций производится после того как окрашиваемая поверхность достигнет влажности не более 20%.
При окрашивании необходимо соблюдать внешние условия нанесения краски. Требуемая температура воздуха и поверхности во время окраски отплюс 5 градусов до плюс 30 градусов (наиболее оптимальный режим - при плюс 18 градусах) относительная влажность воздуха - менее 80 процентов. Необходимо избегать окрашивания в ветреную погоду а также под воздействием прямых солнечных лучей.
Краткие указания по изготовлению транспортировке и монтажу
Для изготовления клееных конструкций необходимо использовать пиломатериалы хвойных пород (ель сосну) требования к которым установлены ГОСТ 8486-66.
Допускается использование древесины и других пород при строгом соблюдении рекомендаций учитывающих специфику их применения в производстве клееных конструкций (например специальных режимов механической обработки сушки и склеивания лиственницы).
Следует применять пиломатериалы длиной от 2 до 65 м шириной 100 125 150 175 200 мм толщиной 25 32 40 44 50 60 мм; толщина пиломатериалов из лиственницы не должна превышать 30 мм. Для изготовления многослойных несущих конструкций необходимо применять как правило пиломатериалы толщиной 40 мм однако для криволинейных конструкций толщина пиломатериалов не должна превышать 1250 среднего радиуса клееного элемента. Если для изготовления несущих клееных конструкций необходимо использовать пиломатериалы большей толщины и ширины в них рекомендуется предусматривать продольные компенсационные прорези расположенные друг от друга на расстоянии 40 мм но не менее чем на 10-15 мм от кромки доски. Глубина прорезей должна быть12толщины слоя ширина - 2-3 мм.
Для лиственницы компенсационные прорези следует устраивать при толщине слоев более 25 мм и их ширине более 125 мм.
. Для изготовления обшивок ограждающих клееных конструкций следует применять фанеру марок ФСФ и ФК по ГОСТ 3916-69.
Допускается применение древесностружечных плит по ГОСТ 10632-77 и древесноволокнистых плит по ГОСТ 4598-74 если это указано в рабочихчертежах и технических условиях.
Конструкции из дерева и пластмасс [Текст]: учебное пособие для студ. вузов Г.Н. Зубарев Ф.А. Бойтемиров В.М. Головина [и др.]; под редакцией Ю.Н. Хромца – 4-е изд. стер. – М.: Издательский центр «Академия» 2006. – 304с.ISBN: 5-7695-3221-1
Вдовин В.М. Карпов В.Н. Сборник задач и практические методы их решения по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс» [Текст]: учебное пособие В.М. Вдовин В.Н. Карпов - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов 2004 – 144с.ISBN:5-93093-269-7
Калугин А.В. Деревянные конструкции [Текст]: учебное пособие (конспект лекций) – М.: Издательство АСВ 2003. – 224с. ISBN: 5-93093-207-7
Конструкции из дерева и пластмасс [Текст]: учебник для технических ВУЗов Д.К. Арленинов Ю.Н. Буслаев В.П. Игнатьев [и др.]. – М.: Издательство АСВ 2002. – 280с.ISBN:5-93093-153-4
Шмидт А.Б. Дмитриев П.А. Атлас строительных конструкций из клееной древесины и водостойкой фанеры [Текст]: учебное пособие А.Б. Шмидт П.А. Дмитриев. – М.: Изд-во АСВ 2002. – 292с.ISBN:5-274-00419-9
Проектирование и расчет деревянных конструкций [Текст]: справочник И.М. Гринь и др. - Киев: Будивелъник 1988. – 240с.
Конструкции из дерева и пластмасс [Текст]: учебник для ВУЗов Ю.В. Слицкоухов В.Д. Буданов М.М. Гаппоев и др.; Под редакцией Г.Г. Карлсена и Ю.В. Слицкоухова. - М.: Стройиздат 1986. – 543с.
Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования [Текст]: учебное пособие для вузов Ю.В. Слицкоухов И.М. Гуськов Л.К. Ермоленко и др.; Под редакцией Ю.В. Слицкоухова - М.: Стройиздат 1991. – 256с. ISBN: 5-274-00419-9

Титульный.doc

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
«КОНСТРУКЦИИ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС»
«Проектирование и расчет деревянных конструкций склада сыпучих материалов площадью 13200 м2 в г. Игарка»
студент группы СБ-521(полн)
студент группы СБ-421(ускор)
на курсовой проект по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс»
Разработать проект здания с деревянными основными несущими конструкциями и с деревянными или пластмассовыми ограждающими конструкциями.
- расчет и конструирование ограждающих конструкций покрытия и стен (прогонов настилов или трехслойных плит);
- расчет и конструирование несущих конструкций (арок рам ферм колонн);
- расчет и конструирование 2-3 узловых соединений (креплений конструкций к фундаментам стыков колонн с ригелем стыков двух полуарок или полурам);
- мероприятия по обеспечению долговечности деревянных конструкций;
- краткие указания по изготовлению транспортировке и монтажу.
Данные для проектирования:*
Пролет здания l = 240 м.
Высота здания H = 90 м.
Шаг расстановки конструкций B = 50 м.
Географический район строительства г.Игарка.
Нормативные значения нагрузок:
Тепловой режим здания холодный.
Длина здания L = 11×B = 550 м.
*Исходные данные для проектирования студент принимает строго по выданному заданию другие данные использовать не разрешается.
Рис. 1. Схемы основных несущих конструкций здания:
а - закрытый склад; б - выставочный павильон;
в - склад сыпучих материалов.
Стойки в схеме «а» могут быть сплошными дощатоклееными переменного или постоянного по их длине сечения или из цельных брусьев а также сквозными - треугольной или прямоугольной формы.
Рама в схеме «б» может быть гнутой в карнизном узле иметь подкосы в этом узле или от опор либо иметь сквозную конструкцию.
Радиус кривизны полуарок в схеме «в» равен пролету (r =l) при этом арки могут быть треугольной формы из сплошных или сквозных полуарок. Временную нагрузку от галереи принимают Рвр = 25 кН от собственной массы галереи - 10 кН.
Все другие данные необходимые для выполнения проекта (вид утеплителя марку и толщину фанеры породу и сорт древесины и т.п.) студент принимает самостоятельно.
Стадии и сроки выполнения проекта:
Этапы выполнения проекта
Трудоем-кость этапа%
Изучение задания на проектирование знакомство с необходимой литературой и методическими указаниями.
Расчет и конструирование:
- ограждающих конструкций покрытия и стен;
- несущих конструкций;
- узловых соединений.
Изучение мероприятий по изготовлению транспортировке монтажу и обеспечению долговечности ДК.
Оформление расчетно-пояснительной записки.
Оформление чертежей.