Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4

1. Краткая характеристика объекта. 5

2. Компоновка здания. 6

3. Расчет клеефанерной панели покрытия 6

3. Конструирование и расчет трехшарнирной стрельчатой арки 13

3.1. Определение геометрических характеристик 13

3.2. Сбор нагрузок на арку 16

3.3. Статический расчет арки. 20

4. Подбор сечениия арки 22

5. Расчёт конькового узла 24

6. Расчёт опорного узла 26

7. Расчёт колонны 29

ЛИТЕРАТУРА 33

Введение

В данном курсовом проекте рассматривается расчёт и конструирование техническое здание с использованием деревянных конструкций. Основным несущим элементом здания является стрельчатая трёхшарнирная клеедощатая арка.

Арки стрельчатого очертания выполняют обычно клееными из многослойного пакета гнутых плашмя досок. Клееные арки криволинейного очертания – один из наиболее эффективных типов современных деревянных конструкций заводского изготовления. Они отличаются лёгкостью, небольшим числом сборочных элементов и соединений, экономичностью и архитектурной выразительностью.

Исходя из удобства транспортирования и монтажа, обычно отдают предпочтение трёхшарнирным аркам, состоящим из двух отдельных, изогнутых по дуге окружности, клееных полуарок. В стрельчатой арке имеется в коньковом шарнире перелом оси.

1. Краткая характеристика объекта

Склад для хранения минеральных удобрений расположен в г. Пинске. Здание теплое, класса III, температурно-влажностный режим в условиях эксплуатации деревянных конструкций Б1.

Основные несущие конструкции покрытия – трехшарнирные клееные арки стрельчатого очертания. Пролет арок 26 м, шаг арок – 4.2 м. Кровля –клеефанерные панели. Район строительства по снеговой нагрузке – IБ, по ветровой нагрузке – I.

Рис. 1 Поперечный разрез склада

2. Компоновка здания

Рис. 2 Компоновочная схема

3.Расчёт утеплённой клеефанерной панели покрытия

Размеры панели в плане 1,155  4,18 м; обшивки из фанеры клееной грабовой, марки ФСФ сорта В/BB по ГОСТ 3916 (п.6.2.1.1 [1] ); рёбра из досок липы. Клей марки ФР-12 (п.6.3.3, прил.В [1]). Утеплитель – минеральная вата плотностью 100 кг/м³. Пароизоляция из полиэтиленовой плёнки толщиной 0,2 мм. Кровельные материалы – рулонные (3 слоя рубероида). Район строительства – г. Пинск (снеговой район – I). Класс условий эксплуатации – 3.

Компонуем рабочее сечение панели. Толщину фанеры принимаем 8 мм.

Направление волокон наружных шпонов фанеры и в верхней и в нижней обшивках должно быть продольным для обеспечения стыкования листов “на ус” и для лучшего использования прочности фанеры. Для рёбер используем доски 25 100 мм, которые после сушки и четырехстороннего фрезерования станут размером 2090 мм. Находим расчётный пролёт панели:

Высота панели .Каркас панели принимаем из 5-х про­дольных рёбер.

Проверим на местный изгиб от монтажной нагрузки Fd = 11,2 = 1,2 кН верхнюю обшивку панели. Находим расстояние между рёбрами в осях:.

Рис.3 Расчётная схема обшивки при действии на неё монтажной нагрузки

Изгибающий момент в обшивке

. Момент сопротивления обшивки шириной 1000 мм:

Напряжение от изгиба сосредоточенной силой:

- расчетное сопротивление фанеры изгибу из плоскости листа (т.6.11 [1]);

- коэффициент условий работы (т.6.4 [1]).

На плиту действуют постоянные и временные нагрузки. Постоянные возникают от веса кровли, собственного веса плиты, а временные – от снегового покрова. Определим наиболее нагруженную плиту.

Рис. 4

Панель А: g_d^А = g_d + q_d sin67,3 = 0,5+1,1750.923 1,545 кН м

Панель Б: g_d^Б = g_d + q_d sin40 = 0,5 +1,1750.643 = 1,08 кН м

Панель А самая загруженная, значит при расчете принимаем её.

Для придания каркасу жесткости продольные ребра соединяются на клею с поперечными ребрами, которые располагаются по торцам и в середине пролета.

Продольные кромки панелей при установке стыкуются с помощью специально установленного шпунта из брусков, прикрепленных к крайним продольным ребрам. Полученное таким образом соединение предотвращает вертикальный сдвиг в стыке и разницу в прогибах кромок смежных панелей.

Далее определим нагрузки на панель. Подсчёт сводим в таблицу.

Таблица 1

Подсчёт нагрузок на 1 м² покрытия

№	Состав покрытия	Нормативная нагрузка, кПа		Расчётнаянагрузка,кПа
1	Три слоя рубероида на битумной мастике	0,120	1,3	0,156
2	Фанерные обшивки 0,008·2·7	0,112	1,1	0,123
3	Дощатые продольные рёбра с учётом брусков продольных стыков	0,043	1,1	0,047
4	Дощатые поперечные рёбра	0,0065	1,1	0,007
5	Утеплитель – минеральная вата = 200 кг/м3	0,062	1,2	0,074
6	Пароизоляция	0,020	1,2	0,024
Итого постоянная нагрузка		0,363	-	0,431
7	Снеговая нагрузка	0,8	1,6	1,28
Итого полная нагрузка		1,1625		1,711

Коэффициент надежности по нагрузке γ_f = 1.6, т.к. (по п. 5.7 [2]). Полная нагрузка на 1 м панели:

;

Далее выписываем расчётные характеристики фанеры по [1]. В зависимости от условий эксплуатации значения расчетных сопротивлений фанеры следует умножать на коэффициенты (табл.6.4 [1]), а также наи(требования п.6.1.4.4.2 и 6.1.4.4.7).

- расчетное сопротивление растяжению в плоскости листа (т.6.11 [1]);

- расчетное сопротивление сжатию в плоскости листа (т.6.11 [1]);

- расчетное сопротивление скалыванию в плоскости листа (т.6.11 [1]);

- расчетное сопротивление изгибу из плоскости листа (т.6.11 [1]);

- модуль упругости для древесины при расчете по предельным состояниям второй группы вдоль волокон (п.6.1.5.1 [1]);

- модуль упругости при расчете по первой группе предельных состояний (п.6.1.5.2 [1]),

- расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон (т.6.5 [1]);

;

-модуль упругости фанеры (т.6.12 [1]);

- расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон (т.6.5 [1]);

Расчет геометрических характеристик сечения панели.

Так как , то расчетная ширина фанерных обшивок будет(п.7.3.1.10 [1]).

Рис.4 Поперечное сечение клеефанерной панели покрытия

Приведенный момент инерции поперечного сечения панели:

Приведенный момент сопротивления поперечного сечения панели:

Далее проверяем панель на прочность. Максимальный изгибающий момент в середине пролёта:

Напряжения в растянутой обшивке:

; (п.7.3.1.9 [1])

,

где– коэффициент, учитывающий снижение расчётного сопротивления фанеры в растянутом стыке (п.7.3.1.9 [1]);

. - коэффициент надежности по ответственности (СНиП 2.01.07-85 прил.7).

Недонапряжение:

Теперь проверяем сжатую фанеру на устойчивость:

(ф-ла 7.63 [1]);

Находим коэффициент продольного изгиба фанеры. Расстояние в свету между продольными рёбрами составляет . Тогда будем иметь:

, тогда ; (п.7.3.1.11)

Недонапряжение составит:

Проводим расчёт на скалывание по клеевому слою фанерной обшивки (в пределах ширины продольных рёбер):

(ф-ла 7.67 [1]);

Приведенный статический момент верхней фанерной обшивки относительно нейтральной оси:

Расчётная ширина клеевого соединения в данном случае:

Расчетная поперечная сила:

Далее найдём касательные напряжения:

Проверяем панель по прогибу.

Приведенный модуль упругости панели для второй группы предельных состояний:

, (ф.-ла 8.1 [1])

где =1 - для балок постоянного сечения (п.8.3 [1])

=22,5 - коэффициент, учитывающий влияние деформации сдвига от поперечной силы (табл.8.2[1])

=0,106 м – наибольшая высота сечения

Относительный прогиб панели :

Предельный прогиб составляет . Т.о..

Недонапряжение:

Запроектированная панель удовлетворяет требованиям по прочности и жёсткости.