Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Инженерно-строительный институт (ИСИ)

Кафедра конструкций из дерева, древесных композитов и пластмасс

Пояснительная записка к курсовому проекту

«Расчет и проектирование покрытия по трапециевидным

металлодеревянным фермам»

Разработал студент 4 курса

гр. 154		Крылова М.Д.
	(подпись, дата)

Проверил

		Крицин А.В.
	(оценка, подпись, дата)

Нижний Новгород-2013

Содержание

Стр.

1. Задание на проектирование 3

2. Выбор конструктивного решения

3. Расчет плиты покрытия

4. Расчет фермы

Список литературы

1.Задание на проектирование

Рассчитать и сконструировать деревянное покрытие над отапливаемым зданием . Здание каркасное с размерами в плане: пролет 24 м, длина здания 112 м,высота здания от пола до низа несущих конструкций- 9,0 м . Шаг несущих конструкций В=7,0 м. Район строительства – г.Вологда. Температурно-влажностные условия эксплуатации конструкций внутри отапливаемого помещения при относительной влажности воздуха 73%, здание неотапливаемое. Материал основных конструкций ель.

2.Выбор конструктивного решения.

В качестве несущих конструкций покрытия принимается трапециевидные металлодеревянные фермы с клееным верхним и металлическими нижним поясом. Ферма опирается на деревянные колонны сечением h_K×b_K=0,56×0,135.

Где: μ – коэффициент, учитывающий условия закрепления концов колонны;

Н = 9-0,2=8,8 м – высота колонн, где 0,2 м – высота бетонной подготовки;

l_p=- расчетная длина колонны из плоскости изгиба.

Принимаем h_K=16*35=560 мм иb_K==135 мм. Привязка колонн к продольным осям здания нулевая у крайних колонн шаг – 6,5м.

По верхнему поясу укладываются асбестоцементные утепленные плиты покрытия с деревянным каркасом и соединениями на шурупах с номинальными размерами в плане 7,0×1,5м. По плитам укладываются рулонная кровля типа К-7.

Пространственное крепление несущих конструкций обеспечивается связями жесткости, соединяющими элементы трапециевидных ферм в общую неизменяемую связевую систему. Связевая система состоит из трапециевидных ферм, продольных связей в виде сборных плит покрытия, вертикальных продольных связей и горизонтальных поперечных связей.

Связевые поперечные фермы располагаются в плоскости верхнего пояса несущих ферм непосредственно у торцовых стен и в промежутках между ними не реже 30м. В качестве поясов связевых ферм используются верхние пояса несущих ферм покрытия, а решетка выполняется из брусьев сечением 100х100 мм. Продольные вертикальные связи располагаются в плоскости деревянных стоек трапециевидных ферм, соединяя их попарно. Вертикальные связи изготавливаются в виде ферм, решетка которых выполняются из досок сечением 50×150мм, а стойки – из брусьев 125×125мм.

3.Расчет плиты покрытия.

Унифицированной шириной плит покрытий при шаге несущих конструкций 3-6 м является номинальный размер, равный 1,5 м. С учетом зазоров между плитами на неточность изготовления в продольном (20мм) и поперечном (5мм) направлении размеры плит принимаются равными:

Длина l_n=7000-20=6980 мм

Ширина b_n=1500-5=1495 мм

Рекомендуемая высота плит покрытия с деревянным каркасом и асбестоцементными обшивками составляет (1/20-1/32) длины плиты.

Каркас плиты выполняется из 4 продольных несущих ребер сечением 244×69 мм (из досок до острожки 250×75 мм), 4 поперечных ребер сечением 94×69 мм (из досок до острожки 100×75 мм) и 2 поперечных ребер сечением 144×69 мм (из досок до острожки 150×75 мм). Продольные ребра изготавливаются из древесины ели 2^госорта, поперечные - древесины 3^госорта по ГОСТ 24454-80. Для образования продольных стыков между плитами к наружным несущим ребрам каркаса прибиваются гвоздями деревянные бруски сечением 50х50 мм и доски сечением 50х125 мм, образующие четверть.

Обшивку плиты выполняют из плоских асбестоцементных листов сорта Б по ГОСТ 18124-75 с номинальными размерами 3000×1500мм. Толщина верхнего листа – 10 мм, нижнего – 8 мм.

В качестве утеплителя используются полужесткие минераловатные плиты толщиной 50мм на синтетической связке (с плотностью =100кг/м³) по ГОСТ 9573-72, которые приклеивают к нижней обшивке на слое битума, выполняющего одновременно роль пароизоляции.

Верхняя обшивка плиты на заводе-изготовителе оклеивается одним слоем рубероида марки Р_ЭМ-350 на битумной мастике марки МБК-Г-65.

Исходные данные для расчета и проектирования

Расчетный пролет плиты:

l_P=l_n - 60=6980-60=6920 мм=6,92 м

Расчетная ширина плиты: b_P=b_n=1,495м

Расчетные сопротивления материалов плиты:

• для древесины ребер

-расчетное сопротивление пихты 2^госорта изгибу R_U=13

-расчетное сопротивление древесины 2^госорта скалыванию вдоль волокон R_ск=1,6

-расчетный модель упругости Е=10⁴МПа

• для асбестоцементных листов

-расчетное сопротивление изгибу при продольном расположении волокон R_а,u=14МПа

-расчетное сопротивление изгибу при поперечном расположении волокон R_а,u,90=11,5МПа

- модуль упругости Е_а=10⁴МПа

Подсчет нагрузок на плиту.

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, Па	Коэффициент перегрузки	Расчетная нагрузка, Па
Постоянные нагрузки
1.Трехслойная рулонная кровля 30×3	90	1,3	117
2.Плита покрытия:
2.1 Слой рубероида на битумной мастике.	30	1,2	36
2.2Верхная обшивка	180	1,2	216
2.3Продольные ребра (4·bp·hp·g·g)/bn= =(4·0.244·0.069·500·10)/1.5	224,5	1.1	246,9
2.4Продольные бруски(bp/·h/p+bp//·h//p)g·g/bn= =(0,050·0,150+0,050·0,050)·500·10/1,5	33,3	1,1	36,7
2.6Попереч. ребра[(4·bp.n.·hp.n.+2b/pn·h/pn)ρgg]/(bnln)= [(4·0,094·0,069+2·0,144·0,069)·500·10]/(7·1,5)	21,9	1,1	24,1
2.7 Пароизоляция	19,5	1,2	23,4
Итого нагрузка на плиты – gпл	509,2	-	583
3.Постоянная нагрузка на 1м2площади покрытия gn	599,2	-	700
4.Постоянная нагрузка на 1м2верхней обшивки gв.о.	300	-	369
Временная нагрузка
6.Снеговая нагрузка на горизонтальную поверхность верхней обшивки	1176		2352
7. Снеговая нагрузка на горизонтальную поверхность плиты	1176		2352
8.Полная нагрузка на верхнюю обшивку qв.о.	1476		2721
9.Полная нагрузка на плиту g	1775,2		3052
10.Полная линейная нагрузка на продольное ребро qр.=g·C	811,3		1394,8