Задание на курсовой проект.

Рассчитать и сконструировать основные несущие и ограждающие конструкции одноэтажного двухпролетного промышленного здания.

Исходные данные:

- вариант – 7;

- пролет А-Б – 18 м;

- пролет Б-В – 6,5 м;

- шаг конструкций – 4,4 м;

- район строительства – Братск;

- по снеговой нагрузке – I, S₀ = 0,56 кН/м²;

- ограждающие конструкции покрытия-

- ограждающие конструкции стен - навесные клеефанерные стеновые панели

- несущие конструкции пролета А-Б - пятиугольная трапецеидальная металлодеревянная ферма;

- несущие конструкции пролета Б-В - клеефанерная балка с волнистой стенкой;

- колонны – дощато-клееные;

- здание неотапливаемое;

Содержание

1. Расчет ограждающих конструкций покрытия.

1.1 Клеефанерная панель покрытия

2. Расчет несущей конструкции покрытия пролета А-Б.

2.1. Пятиугольная трапецеидальная металлодеревянная ферма

2.2. Выбор конструктивной схемы.

2.2. Сбор нагрузок.

2.3. Конструктивный расчет.

2.4. Расчет и конструирование узловых соединений.

3. Расчет несущей конструкции покрытия пролета Б-В.

3.1. Клеефанерная балка с волнистой стенкой

3.2. Конструктивная схема балки.

3.3. Сбор нагрузок.

3.4. Статический расчет балки.

4. Мероприятия по обеспечению пространственной устойчивости здания.

5. Мероприятия по обеспечению долговечности и огнестойкости проектируемых конструкций из дерева.

6. Спецификация.

7. Список литературы.

1. Расчет ограждающих конструкций покрытия.

1. Клеефанерная панель покрытия.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.

Размер панели в плане 1,36х4,38м; обшивка из водостойкой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ по ГОСТ 3916-69*; ребра из сосновых досок второго сорта. Клей фенольно-резольцированный ФРФ-50 ТУ 6-05-281-14-77. Количество и сечение продольных ребер определяем по расчету верхней обшивки от монтажной нагрузки Р=1,0 кН (нормативная нагрузка) и от собственного веса панели, а также от снеговой нагрузки. Кровля из рулонных материалов (рубероид) трехслойная. Первый слой рубероида наклеивают на заводе с применением мастик повышенной теплостойкости и механизированной прокаткой слоя. Оставшиеся два слоя наклеивают после установки панели.

КОМПОНОВКА РАБОЧЕГО СЕЧЕНИЯ ПАНЕЛИ.

Предварительно принимаем сечение продольных ребер из брусков 4,2х12,7 см, остроганных по кромкам, верхнюю и нижнюю обшивку δ_ф=10 мм. Ширина панели b_п=1360мм по геометрическому расчету фермы. Направление волокон наружных шпонов фанеры как в верхней, так и в нижней обшивке панели должно быть продольным для обеспечения стыкования листов фанеры «на ус» и для лучшего использования прочности фанеры.

Для дощатого каркаса, связывающего верхние и нижние фанерные обшивки в монолитную склеенную коробчатую панель, применены черновые заготовки по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов (применительно к ГОСТ 8486-86*Е) сечением 50х175мм. После сушки (до 12% влажности) и четырехстороннего фрезерования черновых заготовок на склейку идут чистые доски сечением 42х167мм. Расчетный пролет панели: l_p=0,99·l=0,99·4380=4340мм. Для данного расчета высота панели принята h_p=147мм, что составляет 14,7/434 = 1/30 пролета и соответствует рекомендациям, согласно которым высота панели составляет 1/30 – 1/35 пролета.

Каркас панели состоит из 5 продольных ребер. Шаг ребер принимаем из расчета верхней фанерной обшивки на местный изгиб поперек волокон от сосредоточеннойсилы Р=1·1,2=1,2кН как балки, заделанной по концам (у ребер) шириной 1000 мм. Расстояние между ребрами в осях:

Изгибающий момент в обшивке:

Момент сопротивления обшивки шириной 1000 мм:

Напряжение от изгиба сосредоточенной силой:

,

(здесь γ_f=1,2 – коэффициент условия работы для монтажной нагрузки).

Для придания каркасу жесткости продольные ребра соединены на клею с поперечными ребрами, расположенные по торцам и в середине панели. Продольные кромки панелей при установке стыкуются с помощью специально устроенного шпунта из трапециевидных брусков, приклеенных к крайним продольным ребрам. Полученное таким образом соединение в шпунт предотвращает вертикальный сдвиг в стыке в прогибе кромок смежных панелей даже под действием сосредоточенной нагрузки, приложенной к краю одной из панелей.

НАГРУЗКИ НА ПАНЕЛЬ.

Панели предназначены для укладки по несущим деревянным конструкциям. Подсчет нормативной и расчетной нагрузки приведен в таблице 1. Плотность материалов по СНиП II-25-80 приложение 3: ρ_сосны=500кг/м³; ρ_березы=700кг/м³.

ПОДСЧЕТ НАГРУЗКИ НА 1М² ПАНЕЛИ Таблица №1.

Нагрузка	Нормативная, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке, γf	Расчетная, кН/м2
Кровля рубероидная трехслойная	0,12	1,3	0,156
Фанера марки ФСФ 2·0,01·7	0,14	1,1	0,154
Продольные ребра каркаса из древесины сосны с учетом брусков продольных стыков	0,13	1,1	0,15
Поперечные ребра каркаса из древесины сосны	0,01	1,1	0,011
Постоянная	0.4	-	0.471
Временная (снеговая)	0,392	0,7	0.56
Полная	0,792	-	1.031

Полная нагрузка на 1 м панели:

Нормативная:

Расчетная:

РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ.

Для фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ семислойной толщиной 10 мм по таблице 10 и 11 СНиП II-25-80 имеем:

расчетное сопротивление растяжению R_ф.р. =14МПа;

расчетное сопротивление сжатию R_фс = 12МПа;

расчетное сопротивление скалыванию R_ф.ск. = 0,8МПа;

модуль упругости Е_ф = 9000 МПа;

расчетное сопротивление изгибу R_ф.и. = 6,5 МПа.

Для древесины ребер по СНиП II-25-80 имеем модуль упругости Е_др = 10000МПа.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕЧЕНИЯ ПАНЕЛИ.

Приведенная расчетная ширина фанерных обшивок согласно СНиП II-25-80 п.4.25:

Геометрические характеристики поперечного сечения клеефанерной панели приводим к фанерной обшивке. Приведенный момент инерции поперечного сечения панели:

Приведенный момент сопротивления поперечного сечения панели:

ПРОВЕРКА ПАНЕЛИ НА ПРОЧНОСТЬ.

Максимальный изгибающий момент в середине пролёта:

Напряжение в растянутой обшивке:

где 0,6 – коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления фанеры в растянутом стыке.

Расчет на устойчивость сжатой обшивки производим по формуле:

При расстоянии между продольными ребрами в свету с₁ = 0,319-0,042= =0,277м и толщине фанеры δ_ф = 0,01 м:

, тогда

Напряжение в сжатой обшивке: .

Расчет на скалывание по клеевому слою фанерной обшивки (в пределах ширины продольных ребер) производим по формуле:

Поперечная сила равна опорной реакции панели:

Приведенный статический момент верхней фанерной обшивки относительно нейтральной оси:

Расчетная ширина клеевого соединения:

Касательные напряжения будут:

ПРОВЕРКА ПАНЕЛИ НА ПРОГИБ.

Относительный прогиб панели:

где – предельный прогиб в панелях покрытия согласно табл.16 СНиПII-25-80.