Проектирование конструкций покрытия здания из цельной древесины

gotovy_raschet.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ЗАЧЕТНАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «КОНСТРУКЦИИ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС»
на тему: «ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПОКРЫТИЯ ЗДАНИЯ ИЗ ЦЕЛЬНОЙ ДРЕВЕСИНЫ»
студент 4 курса группы бПЗ-181
Специальность 08.03.01 Строительство
Руководитель работы:
Иванов Ю.В. доцент кафедра МиДК
Конструктивное решение покрытия и применяемые материалы4
Определение нагрузок на элементы стропильной системы5
Определение расчетных характеристик древесины8
Конструктивный расчет элементов стропильной системы9
Мероприятия по повышению огнестойкости деревянных конструкций и защите древесины от гниения18
Перечень графического материала:
Общие данные. Схемы расположения монтажных элементов здания. Монтажные узлы
Проект выполнен согласно указаниям СП 20.13330.2016. Нагрузки и воздействия и СП 64.13330.2017. Деревянные конструкции.
Проект разработан для строительства в гМосква класс условий эксплуатации - 1. Максимальная влажность воздуха - 66% (равновесная влажность древесины до 12%) температура до 34° С.
Коэффициент надежности по назначению здания n=10 (нормальный уровень ответственности).
Конструкции разработаны для нагрузок:
вес снегового покрова для II района Sg = 18 кПа;
скоростной напор ветра для III района - 23 кгм2
За условную отметку ±0.000 принят уровень чистого пола первого этажа.
Для изготовления ПР-1 и ДЩ-1 применять цельную древесину породы сосна класс К24 (2 сорт) по ГОСТ 8486-86.
Влажность заказанной цельной древесины не должна превышать w=20%. Ширина годичных слоев не более 5 мм содержание поздней древесины - не менее 20%.
Деревянные конструкции обработать биоогнезащитным препаратом «Сенеж Огнебио» ГОСТ 16363.
Все работы по защитной обработке древесины производить в соответствии с ГОСТ 20022.6-93 и СНиП 2.03.11.
Соединения на гвоздях выполнять строительными гвоздями по ГОСТ 4028-63*. Длину гвоздей назначать не менее двойной толщины самого тонкого из соединяемых элементов.
Задание на зачетную работу
Угол наклона стропил
Породы древесинысорткласс условий эксплуатации
Умникова Юлия Владимировна
Конструктивное решение покрытия и применяемые материалы
Несущая стена выполнена из кирпича толщина 640 мм. Дерево – сосна.
Мауэрлатный блок размером 150 х 150 мм. Стропильная нога размером 60 х 175 мм. Кобылка 50 х 120 мм с 6 гвоздями в шахматном порядке. Сплошной настил из досок до внутреннего края мауэрлата. Бруски обрешетки размером 50 х 50 мм шаг 350 мм. Кровля из металлочерепицы Монтеррей. Прогон 200 х 200 мм стойка 200 х 250 мм подбалка (крепится на саморезах или гвоздях к стропильной ноге) ригель 60 х 150 мм (выосокоподнятая затяжка). Две коньковых доски. Двухсторонние деревянные накладки закрепленные не менее чем 6 болтами. Анкерный болт диаметром 16мм через 500-700 мм. Проволочная скрутка. Болты гвозди. Подшивка из шпунтованных досок. Пароизоляция Ондутис SA115 утеплитель минераловатная плита Пеноплэкс Кровля гидромембарана Ондутис SA115.
Определение нагрузок на элементы стропильной системы
Таблица 1 - Определение нагрузок на элементы стропильной системы
Наименование нагрузок
Нормативные нагрузки
Металлочерепица Монтеррей m = 45 кг
Гидромембрана Ондутис SA115 m = 01 кг
Утеплитель Минераловатная плита Пеноплэкс Кровля ρ = 28 кг λ = 0030 Вт(м*°С)
= = 015*28*981000 =0042 кН
Пароизоляция Ондутис SA115 m = 01 кг
*981000 = 981·10-4 кН
Бруски обрешетки 50х50 сосна
Стропильная нога 60х175 мм
Полная (кратковременная)
В т.ч. длительно действующая
ρсосна3=600 кгм3 => γдр = = 588 кНм3
qnстр = = = = 005 кН
gстр(кНм) = = = = 0218 кНм – Нагрузка действующая на погонный метр длины горизонтальной проекции приведенная к горизонтальной проекции.
Длительно действующая
Sl = S · Кl = 1802кНм2
Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяем по формуле:
где ce - коэффициент учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов;
ct - термический коэффициент;
- коэффициент формы учитывающий переход от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие;
Sg - нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли.
S0 = 1*1*125*15= 18 кНм2
Нормативное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности - Sg = 15 кНм2 про Приложению К СП 20.13330.2020
Вводим =1125 =125 т.к = 46°
Кl= 02 т.к Tm = -38°С >-5°С (Москва) – коэффициент учитывающий длительное действие нагрузки
gстр(кНм)= = 179 · 095 = кНм
Определение расчетных характеристик древесины
Ri = (RiA· mп·mдл· Пmγ) γn
- порода применяемой древесины (Таблица 5);
– коэффициент учитывающий класс условия эксплуатации
– коэффициент учитывающий температуру эксплуатируемой конструкции;
– коэффициент учитывающий высоту поперечного сечения конструкции;
– коэффициент вводится для клееной деревянной конструкции и учитывающий толщину слоя;
– коэффициент учитывающий глубокую пропитку антипиренами под давлением;
– коэффициент учитывающий срок службы конструкции;
– коэффициент учитывающий ослабление в растянутых элементах.
= 066 режим нагружения Г
= gстр+Sl = 017+0525 = 0685 – длительно действующая нагрузка.
q= gстр+S = 017+25 = 266 – полная нагрузка.
Конструктивный расчет элементов стропильной системы
Поскольку вертикальная нагрузка не совпадает ни с одной осью симметрии бруска то такие элементы рассчитываются на косой изгиб.
Расчетная схема брусков:
Обрешетки рассчитываются на 2 сочетания нагрузок:
I - g + S - постоянная +снеговая
II – g + P где P – временная монтажная нагрузка P = 12 кН.
Вес человека с инструментом передается на ширину грузовой площади.
MImax = 0125 · q · l2бр
MIImax = Mg + MP = 007 · g · l2бр + 0207 · P · lбр
Определяем максимальную величину момента:
q(кНм) = [qкр(кНм2)+ gбр(кНм2)+S(кНм2) – 1 сочетание
q = [0375+0038+25 · 0695]035 = 0752 (кНм) -1 сочетание
q(кНм) = (qкр(кНм2)+ gбр(кНм2)) – 2 сочетание
q = (0375+0038) 035 = 0144 (кНм) – 2 сочетание
МImax = 0125 · 0752 · 0952 = 0184 кНм
МIImax = 007 · 0144 ·0952 + 0207 · 12 · 095 = 0367 кНм
МImax = 0184 МIImax= 0367 режим нагружения Е mдл = 08
Условие прочности обрешетки на косой изгиб:
= + RAu · mп · mдл · Пmγ γn
Mx = 0367 · cos 45 = 0255
My = 0367 · sin 45 = 0263
=[ + ] · 10-3 195 · 08 · 08 · 11
86 МПа 1248 Мпа – условие прочности не соблюдается поэтому увеличиваем высоту сечения обрешетки.
52 МПа 1248 Мпа – условие прочности соблюдается принимаем размеры сечения обрешетки 50х60 мм.
Расчет стропильных ног
q(кНм) = [gстр(кНм2)+ S(кНм2)
q(кНм) = [017+25 = [017+25= 26 кНм
Для данной стропильной системы стропильная нога рассчитывается из двух случаев расчета:
I случай: наклонная балка с неравными пролетами
(39– 0732)1438 + 56 = 31687038 = 45 кН
Возникновение двух усилий приводят к тому что стропильная нога рассчитывается как сжато-изгибаемый элемент.
Условие прочности для сжато-изгибаемого элемента:
Условие прочности для второго случая расчета:
5 - условие выполняется.
Принимаем сечения стропильной ноги 60х175 мм.
Полная длина прогона равна м:
Расчетный пролет прогона м равен:
Условие прочности прогона на изгиб:
где – максимальное значение изгибающего момента кНм; определяем по принципу суперпозиций:
где MV – момент возникающий от действия усилия VB кНм:
Расчетная схема прогона ПР-1:
Mg – момент возникающий от собственного веса прогона кНм:
Mg = 0125 · gс.в.пр. · l2пр
где – собственный вес прогона кНм:
где – ширина и высота сечения прогона м;
– удельный вес древесины; для пихты принимаем равным 500 кг.
Конструктивно принимаем начальные размеры сечения прогона 200мм х 00мм.
q (кНм) = [ + S] · Bстр
Расчет на прочность изгибаемого элемента:
q = [0170695 + 25]*095 = 2607 (кН)
=[59+137]+3.91 = 1118 кНм
условие выполняется;
Окончательные размеры прогона: b= 200 мм; h =200 мм.
Расчет стойки на устойчивость
Стойку рассчитываем как центрально сжатый элемент.
Расчетная схема стойки:
Условие устойчивости:
где – расчетное усилие в стойке кН:
= VB + 1375 · VB + 1125
– коэффициент продольного изгиба:
где – гибкость стойки:
где – расчетная (приведенная) длина стойки м:
где – коэффициент приведения к расчетной длине; для данной расчетной схемы принимаем равным 1;
– радиус инерции поперечного сечения стойки м:
– расчетная площадь поперечного сечения стойки :
где – ширина и высота стойки соответственно м.
Гибкость стойки должно удовлетворять следующему условию:
где – предельно допустимая гибкость; принимаем равной 120.
Рассмотрим стойку сечением 200мм х 200мм:
= =120 условие выполняется.
34 Мпа условие прочности не выполняется. поэтому увеличиваем высоту сечения
34 Мпа условие соблюдается
Окончательные размеры стойки: b = 200 мм; h = 250мм.
Расчет ригеля как центрально растянутого элемента
5 – условие выполняется
Принимаем сечение ригеля 60х150 мм
Проверка на смятие древесины в опорном узле В
Мпа условие выполняется.
Мероприятия по повышению огнестойкости деревянных конструкций и защите древесины от гниения
Под влиянием периодических увлажнений смены температуры солнечного света и других факторов происходит разрыхление волокон поверхностного слоя древесины повышение ворсистости. Здесь скапливаются влага и пыль создаются благоприятные условия для развития спор грибов вызывающих умеренную гниль. Со временем в более глубоких слоях развиваются грибы – возбудители сплошной гнили. Пораженная гнилью древесина легче впитывает воду. Имеющиеся трещины за счет усадки древесины расширяются. Замерзшая в трещинах вода усиливает разрушения появляются сколы и осыпи.
Огнестойкость конструкций характеризуется продолжительностью времени в течение которого в условиях пожара они сохраняют свою несущую способность и устойчивость. Огнестойкость деревянных конструкций (05 075 ч) относительно высокая по сравнению с металлическими конструкциями но меньше чем у железобетонных конструкций. Следовательно деревянные конструкции пожаростойки но сгораемы. Под действием огня древесина обугливается со скоростью 06 1 мм в минуту. В результате обугливания уменьшается рабочее сечение элементов вследствие нагревания понижается прочность древесины что служит причиной разрушения конструкций. Устойчивое горение древесины происходит при нагреве ее до 250 300° С.
Методы защитной обработки древесины основаны на пропитке древесины жидкими веществами и их растворами. В качестве пропитки рекомендуется применить средство «Сенеж Огнебио» которое предназначено для комплексной защиты древесиныот возгорания распространения пламени гниения плесени синевы и насекомых-древоточцев внутри помещений и на открытом воздухе (под навесом) в условиях гигроскопического и конденсационного увлажнения без контакта с грунтом воздействия атмосферных осадков почвенной влаги.
Средство «Сенеж Огнебио» относится ко II (типовой) группе огнезащитной эффективности по 123-ФЗ НПБ 251 ГОСТ Р 53292 ГОСТ 16363. Переводит древесину в трудновоспламеняемый материал. Средний срок биозащиты – 20 лет (под кровлей). Не изменяет цвет древесины колеровка – водными морилками. Сохраняет текстуру не препятствует дыханию древесины. Не ухудшает прочность склеиваемость и окрашиваемость древесины. Обладает низкой коррозионной агрессивностью. Способен проникать и заглубляться во влажной древесине. Останавливает уже начавшееся биопоражение. Пожаро- взрыво- безопасный материал не имеет запаха.
Средство «Сенеж Огнебио» наносят на очищенную от грязи пыли коры луба прочих покрытий поверхность древесины кистью валиком распылителем при температуре воздуха не ниже +50С а также погружением вымачиванием или автоклавированием. Нанесение кистью валиком распылителем проводят в 2-3 приема с интервалом 20-40 минут обеспечивая нормируемый суммарный расход. Вымачивание или пропитку в автоклаве проводят до достижения нормируемого расхода.Не обрабатывать мерзлую древесину.Не смешивать с другими составами. Перед применением – перемешать.
Суммарный расход для обеспечения огнезащитных свойств по II группе (трудновоспламеняемая древесина) – не менее 600 гм2(16-17 м2кг); расход для биозащиты – не менее 300 гм2(30-35 м2кг).
Средство «Сенеж Огнебио» глубоко проникает и диффузионно заглубляется в древесине образуя в ее толще насыщенный активными компонентами защитный слой подавляющий развитие агентов биоповреждения и препятствующий воспламенению древесины и распространению пламени.
При нанесении средства «Сенеж Огнебио» исключить контакт с открытыми частями тела попадание внутрь. При попадании в глаза и рот – промыть водой. Класс опасности – IV («малоопасно») по ГОСТ 12.1.007. Разрешено к применению Роспотребнадзором РФ. Утилизировать как бытовые отходы. Все работы по защитной обработке древесины производить в соответствии с ГОСТ 20022.6-93 и СНиП 2.03.11.
СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. – М.: Росстандарт ФГУП «Стандартинформ» 2016 104 с.

zachetnaya_rabota.dwg

Подъем на отм. +2800
Проточный воздухосборник ø100мм l=250мм
План на отм. +0.020 (до реконструкции)
План на отм. +11.220 (до реконструкции)
План этажа до реконструкции
Реконструкция жилого дома
Схема расположения плит перекрытия на отм. +11.220
Схема расположения плит перекрытия
Шлако-известковая корка
Ж.-б. плита перекрытия
Асбестоцементные волнистые листы 33
Стропила из бруса 140х120
Разрез 1-1 (до реконструкции)
Утеплитель минеральная вата
Скрутка 2 ø 4 мм через одну стропильную ногу
Кобылка 150х50 l =900 мм
Волнистые асбестоцементные листы h=33
Стропильная нога 140х120 с шагом 1000 мм
Стропила из брусков 140х120 мм с шагом 1000 мм
Обрешётка 50х50 мм с шагом 350 мм
Асбестоцементные листы h=33
Подкладка 50х180х350
Накладки 2 (50х180х350) l=560 мм
Скрутка из проволки 2ø4 крепить к ершам
заделываемым в стену
Разрез 1-1 до реконструкции
Фасад 1-7 (до реконструкции)
Фасад 1-7 до реконструкции
План на отм. +11.220 (после реконструкции)
План этажа после реконструкции
План на отм. +13.920 (после реконструкции)
Разрез 1-1 (после реконструкции)
Минераловатные плиты
Ветро- и гидрозащитная пленка ;
Ж-б плита перекрытия
Разрез 1-1 после реконструкции
Утеплитель (минераловатные плиты повышенной жесткости)
Существующие стены здания
Сущест-ие перекрытия
гидро- и ветрозащитная пленка
Металлический швеллер
Пароизаляционный герметик
Утеплитель: минераловатные плиты повышенной жесткости
Штукатурка (ЦПР) по сетке
Паропроницаемый герметик
Шукаурка (ЦПР) по сетке
Железобетонная плита
Фасад 1-7 после реконструкции
Фасад 1-7 (после реконструкции)
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Воронежский государственный технический университет
Кафедра проектирования зданий и сооружений им. Н. В. Троицкого
Курсовой проект на тему
Реконструкция жилого дома в г.
Кузнечно-штамповочный цех машиностроительного производства
ВГТУ 18-Б1-164 гр. бПГС-185 КП
Производственное здание промышленного предприятия
План на отметке о.ооо
экспликация зданий и сооружений
Строительная система покрытия здания
Кафедра МиДК бПЗ-181
Воронежский ГТУ СФ 18-Б1-164 гр. бПЗ-181 КР ЗР
12.Подшивка из блок-хаус брус 22мм (Сорт AВ) 13.Пароизоляция марки Ондутис SA115 14.Утеплитель минплита Пеноплэкс Кровля ρ = 28 кгм3 15.Воздушная вентилируемая прослойка 16.Металлочерепица марки Монтеррей 17.Гидромембарана Ондутис SA115 18.Шпильки d=12мм
длиной 180мм с уточнением по месту.