- •Курсовой проект на тему:
- •3.2. 2. Расчет гнутоклееной трехшарнирной рамы
- •Сбор нагрузок на раму
- •Значения погонных нагрузок, действующих на раму (при шаге 4,5 м)
- •Статический расчет рамы
- •Подбор сечений и проверка напряжений
- •Проверка напряжения при сжатии с изгибом
- •Проверка устойчивости плоской формы деформирования рамы
- •1. Опорный узел
- •2. Коньковый узел
- •Используемая литература
Министерство образования и науки Российской федерации.
Федеральное агентство по образованию.
Московский Государственный Строительный Университет.
Кафедра конструкций из дерева и пластмасс.
Курсовой проект на тему:
“ Проектирование кровельных конструкций и несущего каркаса здания»
Выполнил студент ИСА IV-5
Федусов Степан
Москва 2015г.
З а д а н и е #20 : запроектировать каркас отапливаемого здания с рамами из прямолинейных элементов с зубчатым клеевым соединением ригеля и стойки в карнизном узле.
Исходные данные.
|
Схема |
Гнутоклееная рама (ДГР) |
|
Снеговой район |
III |
|
Пролет, м |
15,0 |
|
Шаг несущих конструкций, м |
4,5 |
|
Тип ограждающих конструкций |
Спаренные неразрезные прогоны |
|
Тип кровли |
Натуральная черепица |
|
Высота колонны, м |
5,4 |
|
Улон кровли |
30° |
|
Длина здания |
27 м |
|
Расчет ограждающих и несущих конструкций кровли.
Принимаем рабочий настил из досок размером 125х32мм, II-го сорта согласно сортамента пиломатериалов (ГОСТ 8486-86*Е). Расстояние между осями досок рабочего настила 325мм., а между досками обрешетки 345мм. Шаг прогонов 1,25м
Расчет рабочего настила
Сбор нагрузок на рабочий настил.
Рабочий настил укладывается под защитный настил и закрепляется на прогонах.
По скомпонованному сечению настила составляем таблицу нормативных и расчетных нагрузок на 1 м2.
а) Равномерно распределенная нагрузка.
Таблица 2.1
№ |
Наименование нагрузки |
Норм. нагрузка. кН/м2 |
Коэф. надежн. |
Расч. нагрузка кН/м2 |
1. |
Мягкая черепица ELRUS 260х420мм |
0.41 |
1.2 |
0.49 |
2. |
Обрешетка под черепицу-брусок 50х50мм с шагом в осях 345мм ho* bo* γд /co |
0,05*0,05*5/0,345= =0,036 |
1.1 |
0.04 |
3. |
Водонепроницаемая мембрана TYVEK 60 г/м^2 |
0,0006 |
1.2 |
0.00072 |
4. |
Рабочий настил – 125х50 мм с шагом в осях 325 мм hн* bн*γд/cн |
0.125∙0.032∙5/0.325 = = 0,061 |
1.1 |
0.068 |
|
Итого постоянная нагрузка |
0,508 |
|
0,6 |
5. |
Временная нагрузка - снеговая III район |
1.26 |
1,4 |
1.764 |
|
Итого полная нагрузка |
1,768 |
|
2,364 |
где ho; hн - ширина сечения обрешетки и настила соответственно
bo; bн - толщина сечения обрешетки и настила соответственно
co; cн; - шаг обрешетки и настила соответственно
γд – объемный вес древесины.
Расчётное значение снеговой нагрузки принимается по СНиП 2.01.07-85* для г. Москвы S-1.8 кН/м2, а нормативное значение снеговой нагрузки принимается умножением на коэффициент 0.7 расчётной, т.е. S=1.8х0.7=1.26 кН/м2.
Sр=1.26∙1.4=1.764 кПа
б) Сосредоточенная сила Р=1 кН. Коэффициент надежности по нагрузке . Расчетное значение сосредоточенной силы Рр= Рн кН.
При двойном настиле (рабочем и защитном, направленным под углом к рабочему) сосредоточенный груз следует распределять на ширину 500 мм рабочего настила.
В случае расчета одинарного настила с расстоянием между осями досок более 150 мм. нагрузку от сосредоточенного груза следует передавать на одну доску, а при расстоянии менее 150мм на две доски.
В нашем примере полная нагрузка на 1 пог. метр распределяется на 500мм. рабочего настила:
а) постоянная + снеговая
нормативная нагрузка: qн =1.768∙0.5=0.884 кН/м
расчётная нагрузка: qр =2.364∙0.5=1.182 кН/м
б) постоянная
расчётная нагрузка: qрпост=0.6∙0.5=0.3 кН/м
где 0.5 – расчетная ширина рабочего настила.
Расчетная схема.
Расчет настила ведем как балки по 2-х пролетной схеме. Расстояние между опорами равно шагу прогонов L = 1,25м. Настил рассчитываем на два сочетания нагрузок.
1_Постоянная + снеговая.
qпост
+
qснег
= 1,182 кН/м
2
qпост
= 0.3кН/м P=1.2кН
Расчет по первому предельному состоянию.
Проверка рабочего настила на прочность.
где М – максимальный изгибающий момент;
W – момент сопротивления;
Rи – расчетное сопротивление древесины изгибу;
mН – 1,2 – коэффициент, учитывающий кратковременность действия сосредоточенной нагрузки (принимается для второго сочетания нагрузок).
При первом сочетании нагрузок:
При втором сочетании нагрузок:
Момент сопротивления сечения рабочего настила определяем на ширине 500 мм.
На рисунке видно, что в выделенную зону 500 мм. Попадает сечение одной доски. Поэтому, чтобы определить искомую величину необходимо вычислить момент сопротивления целого сечения одной доски.
Момент сопротивления сечения досок на участке 500мм:
Проверяем прочность по максимальному моменту из двух сочетаний нагрузок:
Расчет по второму предельному состоянию.
Проверка рабочего настила на прогиб выполняется только для первого сочетания нагрузок.
f ≤ fи
где f – расчетный прогиб конструкции;
fи – предельный изгиб;
Е=10000000 КПа - модуль упругости древесины.
Момент инерции сечения одной доски:
Определяем относительный прогиб настила и сравниваем с предельным:
предельный прогиб прогона, определяется по СП 20.13330.2011 табл. Е.1:
при пролете ,
при пролете .
при пролете .
Запас из условий прочности составляет ,следовательно принятое сечение рабочего настила удовлетворяет условию прочности.
Расчет прогонов.
При шаге конструкций 4,5м используем разрезные прогоны.
Согласно сортамента пиломатериалов (ГОСТ 8486-86*Е) принимаем прогон из бруса сечением 175х150мм. Шаг прогонов B=1,25м.
L=6м L=6м
Сбор нагрузок на рабочий настил.
По скомпонованному сечению прогона составляем таблицу нормативных и расчетных нагрузок на 1 м2.
Сбор нагрузок.
Таблица 2.2
№ |
Наименование нагрузки |
Норм. Нагрузка. кН/м2 |
Коэф. надежн. |
Расч. нагрузка кН/м2 |
1. |
Натуральная черепица ERLUS 260х420 мм. |
0.41 |
1.2 |
0.49 |
2. |
Обрешетка под черепицу – брусок 50х50мм с шагом в осях 345мм b/с |
0,05*0,05*5/0,345= =0,036 |
1.1 |
0.04 |
3. |
Водонепроницаемая мембрана TYVEK 60 г/м2 |
0,0006 |
1.2 |
0.00072 |
4. |
Рабочий настил – доска 125х32мм с шагом в осях 325м b/с |
0,125*0,032*5/0,325= =0,061 |
1.1 |
0.068 |
5. |
Прогон 175х150 с шагом в осях 1.25 м |
0,175*0,15*5/1,25= =0,105 |
1.1 |
0.12 |
|
Итого постоянная нагрузка |
0,613 |
|
0,719 |
6. |
Временная нагрузка- - снеговая 3 район |
1.26 |
1,4 |
1.764 |
|
Итого полная нагрузка |
1,873 |
|
2,483 |
- нормативная: qн = 1,873 * 1,25 = 2,34кН/м
- расчетная: qр = 2,483* 1,25 = 3,1 кН/м
№1
Характеристики сечения (древесины второго сорта)
Расчетное сопротивление сечения Rи=15 МПа (СНИП II-25-80)
Модуль упругости древесины Е=10 000 МПа
При расчетах прогона надо иметь в виду, что прогон работает на косой изгиб;
b=150мм; h=175мм
нормативная: q = 2,34 кН/м
расчетная: q = 3,1 кН/м
Расчет по первому предельному состоянию.
Проверка прочности:
Расчетная нагрузка и изгибающий момент при α = 30°
Расчет по второму предельному состоянию.
Проверка прогона на прогиб.
Относительный прогиб прогона:
Нормативная нагрузка при α = 30°
по табл.19 СНиП 2.01.07-85*:
Значения предельных прогибов по данной таблице:
при пролёте
Запас из условия прочности составляет ,
следовательно, принятое сечение прогона удовлетворяет условию прочности.