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
Приведенный момент инерции относительно y
Гибкость
– коэффициент для древесины.
Момент сопротивления сечения, приведенный к древесине
Проверка фанерной стенки на растяжение
– коэффициент, учитывающий снижение расчётного сопротивления фанеры, стыкованного на ус при работе её на изгиб в плоскости листа.
Касательные напряжения в стенке балки по нейтральной оси проверяются в сечении на опоре.
Приведённый к фанере статический момент поперечного сечения балки
Приведённый к фанере момент инерции поперечного сечения балки
Проверяем прочность фанерной стенки на срез. Максимальные касательные напряжения в фанерной стенке
– расчётное
сопротивление клеёной
Прочность фанерной стенки на срез в опорном сечении обеспечена.
Проверка фанерной стенки в опорном сечении на скалывание по вертикальным швам между поясами и стенкой
Максимальные касательные напряжения по швам между фанерной стенкой и деревянными полками проверяем в сечении на опоре.
Статический момент поперечного сечения пояса
Расчётная ширина сечения пояса
– расчётное
сопротивление клеёной
Прочность клеевых швов в опорном сечении обеспечена.
Проверим устойчивость стенки балки.
Согласно п. 4.30 СНиП II-25-80 устойчивость стенки с продольным по отношению к оси элемента расположением волокон наружных слоёв следует проверять на действие касательных и нормальных напряжений при условии
– высота стенки по внутренним кромкам поясов;
– толщина стенки.
Следовательно, устойчивость стенки обеспечена. Проверку на действие касательных и нормальных напряжений можно не производить.
Проверка прогиба балки.
Расчётная схема балки
Рис. 3.4. Расчётная схема балки
Прогиб балки в середине пролёта
– коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения;
Согласно табл.3 приложение 4 СНиП II-25-80 для балок двутаврового сечения
– для постоянного сечения;
– коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы.
Согласно табл.3 приложение 4 СНиП II-25-80 для балок двутаврового сечения
– отношение площади поясов к площади стенки;
– прогиб балки постоянного сечения без учёта деформаций сдвига;
Момент инерции поперечного сечения балки, приведенный к древесине
Предельный вертикальный прогиб для балки пролетом 5 м согласно табл. 19 СНиП 2.01.07-85
Проверяем балку на зыбкость. Предельный прогиб балки перекрытия исходя из физиологических требований
– ускорение свободного падения;
– нормативное значение
нагрузки от людей,
– пониженное нормативное
значение на перекрытия
– нормативное значение
нагрузки от веса
Гц – частота приложения нагрузки при ходьбе человека принятая по таблице 20 СНиП 2.01.07-85.
Согласно таблице 20 СНиП 2.01.07-85 коэффициент
кН – принимаемый вес одного человека;
– коэффициент (для элементов, рассчитываемых по балочной схеме);
м – шаг балок.
Кроме того согласно п.4 табл. 19 СНиП 2.01.07-85 предельные вертикальные прогибы от сосредоточенной нагрузки 1 кН в середине пролёта не должны превышать 0,7 мм.
Нагрузка и расчётная схема балки для определения вертикальных прогибов представлена на рисунке 3.5.
Рис. 3.5. Расчётная схема балки с эпюрой изгибающих моментов
Изгибающий момент
Прогиб балки в середине пролёта
– предельный вертикальный прогиб согласно п.4 табл. 19 СНиП 2.01.07-85
– условие выполняется.
Окончательно принимаем сечения клеефанерных балок перекрытия с высотой сечения 30 и шириной пояса 10,8 см. Принятые балки удовлетворяют условиям по прочности и по прогибам.
Требуется выполнить проект фермы треугольного очертания с уклоном верхнего пояса 300 и пролетом в осях здания 10 м для крыши жилого дома.
Ограждающие конструкции: гибкая черепица по деревянной обрешетке, шаг досок обрешетки равен 500 мм.
Температурно-влажностные условия эксплуатации по таблице 1 СНиП II-25-80 “Деревянные конструкции” относятся к группе Б2.
Район строительства – город Петрозаводск.
Шаг ферм здания 1 м.
Сосновые доски 1-го и 2-го сортов с сечением после фрезерования для верхнего и нижнего поясов – 197х42 мм, для стоек и раскосов – 97х42 мм.
Металлические зубчатые пластины МЗП-1,2; МЗП-2.
Рисунок 6.1 – Геометрическая схема фермы
Для определения расчетных усилий в элементах треугольной фермы рассматривается вариант загружения постоянной и временной нагрузкой, распределенной по всему пролету.
Полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную поверхность (согласно п. 5.7 СНиП 2.01.85* “Нагрузки и воздействия”):
Нормативная нагрузка
Расчетное значение веса снегового покрова
где - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с вариантом 2 обязательного приложения 3 СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».
Таблица 2 – Постоянные нагрузки на 1 м² покрытия
№ п/п |
Вид нагрузки и ее подсчет |
Нормативная нагрузка, Н/м2 |
Коэффициент надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка, Н/м2 |
|
1 |
Ондулин |
32,5 |
1,2 |
39 |
2 |
ОСБ 3 , , |
78 |
1,1 |
85,5 |
3 |
Обрешетка 125х32 , , |
40 |
1,1 |
44 |
4 |
Влагозащитная пленка ЮТАВЕК При , |
1,1 |
1,1 |
1,21 |
5 |
Утеплитель PAROC |
90 |
1,2 |
108 |
6 |
Пароизоляционная пленка ЮТАФОЛ Д |
1,1 |
1,2 |
1,32 |
7 |
Обшивка потолка |
120 |
1,1 |
132 |
Итого постоянная без учета собственного веса фермы: |
Собственный вес фермы
где – постоянная нормативная нагрузка на 1м2 покрытия,
– нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности,
– коэффициент собственного веса фермы,
– пролет фермы.
Нормативный вес покрытия с учетом собственного веса фермы
Постоянная нагрузка на верхний пояс
где – расчетная нагрузка на верхний пояс,
– собственный вес фермы.
– шаг ферм,
– коэффициент надежности по нагрузке,
– коэффициент надежности по назначению.
Временная (снеговая) нагрузка (рисунок 9)
Рисунок 6.2 – Схема снеговой нагрузки на ферму
Схема 1:
Схема 2:
Постоянная нагрузка на нижний пояс
где – расчетная нагрузка на нижний пояс,
– собственный вес фермы.
– шаг ферм,
– коэффициент надежности по нагрузке,
– коэффициент надежности по назначению.
Схема 1:
Рисунок 6.3 – Схема приложения узловых нагрузок
Схема 1:
По верхнему поясу:
По нижнему поясу:
Схема 2:
По верхнему поясу:
По нижнему поясу:
Рисунок 6.4 –Схема фермы с номерами узлов и элементов
Расчет фермы выполнен в ПК «ЛИРА».
Расчетная схема фермы
Усилия в стержнях фермы от полной нагрузки по схемам 1 и 2 представлены в таблице 3.
На рисунке 12 представлены схемы загружения фермы единичной нагрузкой. Усилия в стержнях фермы от единичной нагрузки по схемам 1-11 приведены в таблице 4.
Таблица 3 – Усилия в стержнях фермы от полной нагрузки по схемам 1 и 2
№ элемента |
Длина, мм |
Усилие N, кН Схема 1 |
Усилие N, кН Схема 2 |
1 |
1400 |
18,49 |
17,33 |
2 |
1400 |
14,49 |
14,05 |
3 |
1400 |
10,36 |
10,64 |
4 |
1400 |
14,49 |
15,71 |
5 |
1400 |
18,49 |
20,7 |
6 |
1347 |
-13,9 |
-13,91 |
7 |
1347 |
-18,18 |
-17,46 |
8 |
1347 |
-21,35 |
-20 |
9 |
1347 |
-13,9 |
-14,63 |
10 |
1347 |
-18,18 |
-19,86 |
11 |
1347 |
-21,35 |
-23,8 |
12 |
2139 |
5,12 |
4,3 |
13 |
1400 |
-4,91 |
-4,01 |
14 |
1400 |
2,51 |
2,15 |
15 |
809 |
-3,16 |
-2,54 |
16 |
2139 |
5,12 |
6,21 |
17 |
1400 |
-4,91 |
-6,09 |
18 |
1400 |
2,51 |
2,98 |
19 |
809 |
-3,16 |
-3,98 |
Рисунок 6.5 – Схемы загружения фермы единичной нагрузкой
Таблица 4 – Усилия в стержнях фермы от единичной нагрузки, кН
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Уз. 9 |
Уз. 8 |
Уз. 7 |
Уз. 10 |
Уз. 11 |
Уз. 3 |
Уз. 4 |
Уз. 5 |
Уз. 6 | |
1 |
1.443 |
1.155 |
0.866 |
0.577 |
0.289 |
1.385 |
1.039 |
0.693 |
0.346 |
2 |
0.577 |
1.155 |
0.866 |
0.577 |
0.289 |
0.693 |
1.039 |
0.693 |
0.346 |
3 |
0.289 |
0.577 |
0.866 |
0.577 |
0.289 |
0.346 |
0.693 |
0.693 |
0.346 |
4 |
0.289 |
0.577 |
0.866 |
1.155 |
0.577 |
0.346 |
0.693 |
1.039 |
0.693 |
5 |
0.289 |
0.577 |
0.866 |
1.155 |
1.443 |
0.346 |
0.693 |
1.039 |
1.385 |
6 |
-0.500 |
-1.000 |
-1.000 |
-0.667 |
-0.333 |
-0.600 |
-1.200 |
-0.800 |
-0.400 |
7 |
-1.334 |
-1.333 |
-1.000 |
-0.667 |
-0.333 |
-1.600 |
-1.200 |
-0.800 |
-0.400 |
8 |
-1.666 |
-1.333 |
-1.000 |
-0.667 |
-0.333 |
-1.600 |
-1.200 |
-0.800 |
-0.400 |
9 |
-0.333 |
-0.667 |
-1.000 |
-1.000 |
-0.500 |
-0.400 |
-0.800 |
-1.200 |
-0.600 |
10 |
-0.333 |
-0.667 |
-1.000 |
-1.333 |
-1.334 |
-0.400 |
-0.800 |
-1.200 |
-1.600 |
11 |
-0.333 |
-0.667 |
-1.000 |
-1.333 |
-1.666 |
-0.400 |
-0.800 |
-1.200 |
-1.600 |
12 |
0.441 |
0.882 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.529 |
1.058 |
0.000 |
0.000 |
13 |
-0.441 |
-0.882 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
-0.529 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
14 |
1.014 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
1.217 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
15 |
-0.882 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
16 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.882 |
0.441 |
0.000 |
0.000 |
1.058 |
0.529 |
17 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
-0.882 |
-0.441 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
-0.529 |
18 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
1.014 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
1.217 |
19 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
-0.882 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |
0.000 |