Автор: Пользователь скрыл имя, 03 Ноября 2012 в 23:32, курсовая работа
Требуется выполнить проверку несущей способности обрешётки. Выбранный кровельный материал – металлопласт. Угол наклона 30°.
Температурно-влажностные условия эксплуатации согласно таблице 1 СНиП II-25-80 относятся к группе Б2 (температура помещений до 12° C, влажность внутреннего воздуха 60 – 75%). При этих условиях коэффициент m_В=1 (СНиП II-25-80, табл. 5).
Район строительства – г. Петрозаводск.
1 РАСЧЕТ ОБРЕШЕТКИ 4
1.3 Подсчет снеговой нагрузки 6
1.4 Погонная нагрузка при шаге обрешетки 0,5 м 6
1.5 Определение максимального изгибающего момента 8
1.6 Расчет доски обрешетки по Iгруппе предельных состояний (рисунок 6) 9
1.6.1 Подсчет геометрических характеристик 9
1.6.2Расчет на прочность (при загружении 2) 10
1.7 Расчет по II группе предельных состояний 10
2 ВАРИАНТЫ КОНСТРУКЦИИ СТЕНЫ ЗДАНИЯ 11
3 РАСЧЕТ ЦЕЛЬНОДЕРЕВЯННОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ 17
5 РАСЧЕТ КЛЕЕФАНЕРНОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ 22
6 РАСЧЕТ ФЕРМЫ 34
6.1 Задание на проектирование фермы 34
6.2 Материал фермы 34
6.3 Геометрические размеры фермы (рисунок 8) 34
6.4 Сбор нагрузок на ферму 35
6.4.1 Снеговая нагрузка 35
6.4.2 Определение собственного веса фермы 35
6.4.3 Определение расчетных нагрузок 36
6.4.4 Определение узловых нагрузок (рисунок 10) 38
6.5 Нахождение усилий в стержнях фермы 39
6.6 Определение перемещений узлов фермы 42
6.6.1 Опорные моменты от прогиба фермы (рисунок 15) 49
6.6.2 Опорные изгибающие моменты от внеузловой нагрузки в панелях верхнего пояса 20-23 50
6.6.3 Пролетные балочные изгибающие моменты от внеузловой распределенной нагрузки в панелях верхнего пояса 51
6.7 Определение изгибающих моментов в нижнем поясе фермы 52
6.7.1 Опорные моменты от прогиба фермы 52
6.7.2 Опорные изгибающие моменты от внеузловой нагрузки в панелях нижнего пояса 54
6.7.3 Пролетные балочные изгибающие моменты от внеузловой распределенной нагрузки 54
6.8 Проверка сечения верхнего пояса 56
6.9 Расчет сжатого раскоса 59
6.10 Проверка сечения нижнего пояса 60
6.11 Проверка сечения растянутого раскоса 61
6.12 Расчет узлов фермы 62
6.12.1 Опорный узел 1 (6) (рисунок 6.14) 64
6.12.2 Узел 9 (11)(рисунок 6.16) 66
6.12.3 Узел8 (10) (рисунок 6.18) 67
6.12.4 Узел 7 (рисунок 6.20) 70
Определение равнодействующей усилий в раскосах: 70
6.12.5 Узел 3(6) (рисунок 6.22) 72
6.12.6 Узел 4(5) (рисунок 6.24) 73
6.12.7 Стык досок нижнего пояса. 75
7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТОЙКИ КАРКАСНОЙ СТЕНЫ 77
7.1 Вариант конструкции стены здания 77
7.2 Исходные данные на проектирование цельнодеревянной стойки 77
7.3 Сбор нагрузок на цельнодеревянную стойку 78
7.4 Расчёт цельнодеревянной стойки 79
7.5 Расчёт составной стойки 82
8 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ПРИ ЗАГОТОВКЕ, ТРАНСПОРТИРОВАНИИ И ХРАНЕНИИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ 85
8.1 Заготовка и хранение древесины 85
8.2 Защитная обработка древесины 86
8.3 Указания по транспортированию 87
9 УКАЗАНИЯ ПО МОНТАЖУ КОНСТРУКЦИЙ ДЕРЕВЯННОГО КАРКАСНОГО ДОМА 89
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 92
Расчет фермы для определения перемещений узлов производим по схеме неразрезной пяти пролетной балки на оседающих опорах. Опорами балки являются узлы фермы. Осадки этих опор определяем по формуле
где – осевое усилие в элементах от единичной силы, приложенной в том узле, перемещение которого определяется;
– расчетное осевое усилие в элементах от полной нагрузки;
– длина элемента фермы;
– площадь брутто поперечного сечения элемента фермы;
– приведенный модуль упругости материала.
Перемещения узлов фермы с учетом податливости соединений определяется с введением приведенного модуля упругости , определяемого по формуле
где – по СНиП II-25-80, п. 3.5.;
– площадь брутто поперечного сечения элемента фермы;
– действующее в элементе осевое усилие;
– длина элемента;
– деформации соединения при полном использовании его расчетной несущей способности;
– общее число присоединений элемента.
Вычисление приведенного модуля упругости при загружении по схеме Iприведено в таблице 5, при загружении по схеме II – в таблице 7.
Значения вертикальных перемещений каждого узла фермы, полученные в результате расчета, при загружении по схеме Iприведены в таблице 6, при загружении по схеме II – в таблице 8.
Перемещения узлов фермы без учета податливости, рассчитанные в ПК» «ЛИРА», приведены в таблице 9.
Таблица 5 – Определение приведенного модуля упругости , I схема загружения
№ эл. |
, МПа |
, МПа |
, мм2 |
, мм |
, кН |
, МПа |
Епр | ||
1 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1400 |
18.49 |
18490 |
1793.0 |
2 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1400 |
14.49 |
14490 |
1548.1 |
3 |
14 |
4200 |
8274 |
2 |
2 |
1400 |
10.36 |
10360 |
725.2 |
4 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1400 |
14.49 |
14490 |
1548.1 |
5 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1400 |
18.49 |
18490 |
1793.0 |
6 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1347 |
-13.9 |
-13900 |
1649.6 |
7 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1347 |
-18.18 |
-18180 |
1924.7 |
8 |
14 |
4200 |
8274 |
2 |
2 |
1347 |
-21.35 |
-21350 |
835.2 |
9 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1347 |
-13.9 |
-13900 |
1649.6 |
10 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1347 |
-18.18 |
-18180 |
1924.7 |
11 |
13 |
3900 |
8274 |
2 |
2 |
1347 |
-21.35 |
-21350 |
822.6 |
12 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
2139 |
5.12 |
5120 |
999.6 |
13 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
1400 |
-4.91 |
-4910 |
693.6 |
14 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
1400 |
2.51 |
2510 |
388.3 |
15 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
809 |
-3.16 |
-3160 |
290.4 |
16 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
2139 |
5.12 |
5120 |
999.6 |
17 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
1400 |
-4.91 |
-4910 |
693.6 |
18 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
1400 |
2.51 |
2510 |
388.3 |
19 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
809 |
-3.16 |
-3160 |
290.4 |
Таблица 6 – Определение перемещений в стержнях фермы от полной нагрузки
№ эл. |
Перемещения узлов при загружении по схеме I, мм | ||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
Узел 9 |
Узел 8 |
Узел 7 |
Узел 10 |
Узел 11 |
Узел 3 |
Узел 4 |
Узел 5 |
Узел 6 | |
1 |
2.720 |
2.115 |
1.511 |
0.906 |
0.302 |
2.417 |
1.813 |
1.209 |
0.604 |
2 |
0.640 |
1.920 |
1.372 |
0.822 |
0.274 |
1.280 |
1.646 |
1.098 |
0.548 |
3 |
0.418 |
1.255 |
2.093 |
1.255 |
0.418 |
0.836 |
1.675 |
1.675 |
0.836 |
4 |
0.274 |
0.822 |
1.372 |
1.920 |
0.640 |
0.548 |
1.098 |
1.646 |
1.280 |
5 |
0.302 |
0.906 |
1.511 |
2.115 |
2.720 |
0.604 |
1.209 |
1.813 |
2.417 |
6 |
0.494 |
1.482 |
1.647 |
0.988 |
0.329 |
0.988 |
1.976 |
1.317 |
0.659 |
7 |
1.475 |
2.584 |
1.846 |
1.108 |
0.369 |
2.954 |
2.215 |
1.477 |
0.738 |
8 |
4.494 |
3.495 |
2.496 |
1.498 |
0.499 |
3.994 |
2.996 |
1.997 |
0.999 |
9 |
0.329 |
0.988 |
1.647 |
1.482 |
0.494 |
0.659 |
1.317 |
1.976 |
0.988 |
10 |
0.369 |
1.108 |
1.846 |
2.584 |
1.475 |
0.738 |
1.477 |
2.215 |
2.954 |
11 |
0.507 |
1.521 |
2.535 |
3.548 |
4.562 |
1.014 |
2.028 |
3.042 |
4.055 |
12 |
0.710 |
2.135 |
-1.121 |
0.000 |
0.000 |
1.423 |
2.845 |
0.000 |
0.000 |
13 |
0.701 |
2.107 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
1.404 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
14 |
1.282 |
-1.673 |
0.113 |
0.000 |
0.000 |
2.565 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
15 |
2.161 |
1.067 |
0.199 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
16 |
0.000 |
-0.713 |
-0.662 |
2.135 |
0.710 |
0.000 |
0.000 |
2.845 |
1.423 |
17 |
0.000 |
0.258 |
0.161 |
2.107 |
0.701 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
1.404 |
18 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
1.282 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
2.565 |
19 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
2.161 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
Σ |
16.875 |
21.376 |
18.565 |
21.376 |
16. 875 |
21.423 |
22.295 |
22.295 |
21.423 |
Таблица 7 – Определение приведенного модуля упругости , II схема загружения
№ эл. |
, МПа |
, МПа |
, мм2 |
, мм |
, кН |
, МПа |
Епр | ||
1 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1400 |
17.33 |
17330 |
1726.8 |
2 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1400 |
14.05 |
14050 |
1518.1 |
3 |
14 |
4200 |
8274 |
2 |
2 |
1400 |
10.64 |
10640 |
741.3 |
4 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1400 |
15.71 |
15710 |
1627.9 |
5 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1400 |
20.7 |
20700 |
1909.8 |
6 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1347 |
-13.91 |
-13910 |
1650.3 |
7 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1347 |
-17.46 |
-17460 |
1882.7 |
8 |
14 |
4200 |
8274 |
2 |
2 |
1347 |
-20 |
-20000 |
792.3 |
9 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1347 |
-14.63 |
-14630 |
1701.1 |
10 |
14 |
4200 |
8274 |
1 |
1 |
1347 |
-19.86 |
-19860 |
2017.2 |
11 |
13 |
3900 |
8274 |
2 |
2 |
1347 |
-23.8 |
-23800 |
895.3 |
12 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
2139 |
4.3 |
4300 |
875.4 |
13 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
1400 |
-4.01 |
-4010 |
585.6 |
14 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
1400 |
2.15 |
2150 |
337.5 |
15 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
809 |
-2.54 |
-2540 |
236.9 |
16 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
2139 |
6.21 |
6210 |
1149.7 |
17 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
1400 |
-6.09 |
-6090 |
825.0 |
18 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
1400 |
2.98 |
2980 |
452.6 |
19 |
13 |
3900 |
4074 |
2 |
2 |
809 |
-3.98 |
-3980 |
358.8 |
Таблица 8 – Определение перемещений в стержнях фермы от полной нагрузки
№ эл. |
Перемещения узлов при загружении по схеме II, мм | ||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
Узел 9 |
Узел 8 |
Узел 7 |
Узел 10 |
Узел 11 |
Узел 3 |
Узел 4 |
Узел 5 |
Узел 6 | |
1 |
2.647 |
2.058 |
1.471 |
0.881 |
0.294 |
2.352 |
1.764 |
1.177 |
0.588 |
2 |
0.633 |
1.898 |
1.356 |
0.813 |
0.271 |
1.265 |
1.627 |
1.085 |
0.542 |
3 |
0.420 |
1.260 |
2.103 |
1.260 |
0.420 |
0.840 |
1.683 |
1.683 |
0.840 |
4 |
0.282 |
0.847 |
1.414 |
1.979 |
0.660 |
0.565 |
1.132 |
1.697 |
1.319 |
5 |
0.317 |
0.952 |
1.588 |
2.223 |
2.859 |
0.635 |
1.271 |
1.905 |
2.540 |
6 |
0.494 |
1.483 |
1.647 |
0.988 |
0.329 |
0.988 |
1.977 |
1.318 |
0.659 |
7 |
1.448 |
2.537 |
1.812 |
1.087 |
0.362 |
2.900 |
2.175 |
1.450 |
0.725 |
8 |
4.437 |
3.451 |
2.465 |
1.479 |
0.493 |
3.944 |
2.958 |
1.972 |
0.986 |
9 |
0.336 |
1.008 |
1.681 |
1.513 |
0.504 |
0.672 |
1.345 |
2.017 |
1.008 |
10 |
0.385 |
1.154 |
1.924 |
2.694 |
1.537 |
0.770 |
1.539 |
2.309 |
3.079 |
11 |
0.519 |
1.558 |
2.596 |
3.634 |
4.673 |
1.038 |
2.077 |
3.115 |
4.154 |
12 |
0.681 |
2.048 |
-1.075 |
0.000 |
0.000 |
1.364 |
2.728 |
0.000 |
0.000 |
13 |
0.678 |
2.038 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
1.358 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
14 |
1.263 |
-1.649 |
0.112 |
0.000 |
0.000 |
2.529 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
15 |
2.129 |
1.052 |
0.196 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
16 |
0.000 |
-0.752 |
-0.698 |
2.252 |
0.749 |
0.000 |
0.000 |
3.001 |
1.500 |
17 |
0.000 |
0.269 |
0.167 |
2.197 |
0.731 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
1.464 |
18 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
1.306 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
2.613 |
19 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
2.203 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
Σ |
16.671 |
21.214 |
18.760 |
23.000 |
17.390 |
21.221 |
22.276 |
22.728 |
22.017 |
Таблица 9 –Перемещения узлов фермы без учета податливости
№ узла |
Вертикальные перемещения узлов, мм | |
по схеме I |
по схеме II | |
1 |
0.000 |
0.000 |
2 |
0.000 |
0.000 |
3 |
-2.364 |
-2.331 |
4 |
-2.842 |
-2.877 |
5 |
-2.842 |
-2.958 |
6 |
-2.364 |
-2.523 |
7 |
-2.844 |
-2.920 |
8 |
-2.680 |
-2.678 |
9 |
-1.676 |
-1.628 |
10 |
-2.680 |
-2.825 |
11 |
-1.676 |
-1.815 |
Схема перемещений узлов фермы при загружении по схеме Iизображена на рисунке 13, при загружении по схеме II– на рисунке 14.
Рисунок 6.6 – Схема перемещений узлов фермы при загружении по схеме I
Рисунок 6.7 – Схема перемещений узлов фермы при загружении по схеме II
Согласно таблицам 6 и 8максимальные вертикальные перемещения
Отношение нормативных нагрузок на 1 м2 покрытия с учетом собственного веса фермы к расчетным составляет
Максимальный прогиб фермы при пролете от нормативных нагрузок
Предельный прогиб определяем по таблице 19 СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»
Проверка выполняется, поэтому в рабочем проекте оставим шаг ферм без изменения, т.е. равным 1 м.
Определение изгибающих моментов в верхнем поясе фермы
Рисунок 6.8 – Расчетная схема фермы для определения изгибающих моментов в поясах