- •1. Технико-экономическое обоснование выбранной конструкции сооружения
- •1.1. Определение основных размеров сооружения
- •2. Выбор типа ограждающих конструкций
- •2.2. Проектирование утепленной кровельной панели под рулонную кровлю
- •3. Расчет дощатоклееной двускатной балки
- •4. Статический расчет поперечной рамы
- •4.1. Определение расчетной схемы рамы и предварительное назначение размеров ее сечений и геометрических параметров рамы
- •4.2. Определение нормативных и расчетных нагрузок на раму
- •4.3. Определение усилий в раме от расчетных нагрузок
- •4.4. Определение расчетных усилий для характерных сечений рамы
- •5. Конструктивный расчет стоек
- •5.1. Расчет левой стойки
- •5.2. Расчет правой стойки
- •6. Расчет опорных узлов
- •6.1. Расчет опорного узла левой стойки рамы
- •6.2. Расчет опорного узла правой стойки рамы
Содержание
Исходные данные
Список используемой литературы
|
2 3 4 4 9 13 17
17 17 18 21 21 22 24 24 26 28 |
Исходные данные (шифр 422)
|
15 6000 ДБ рулонная 6 кедр 48 16 85 IV, Уфа |
Схема поперечника |
Двускатная балка |
1. Технико-экономическое обоснование выбранной конструкции сооружения
1.1. Определение основных размеров сооружения
Определим высоту второй стойки. Принимаем уклон балки 1:10. м По заданию имеем двускатную балку, следовательно уклон кровли будет переменным и отличаться от уклона самой балки. В соответствии с конструктивной схемой двускатной балки ее . Тогда:
Определим углы наклона кровли:
Для дальнейших расчетов необходим максимальный cos αна всем покрытии. Очевидно, чтоcos 2.848° = 0.999 ≈ 1 максимальный. |
2. Выбор типа ограждающих конструкций
2.1. Расчет элементов теплой рулонной кровли построечного изготовления
Конструкция вентилируемой теплой
совмещенной рулонной кровли
Эскизный расчет верхнего настила
По весу снегового покрова г. Уфа относится к 4-му району, для которого S0 = 1.5кПа.
Нагрузки на рабочий настил собираем с полосы 1м при cos α ≈1, μ=cos 1,8 α ≈1,
кПа.
Принимаем ориентировочно массу кровли и верхнего настила кПа.
Поверхностные нагрузки на верхний настил равны:
- нормативная кПа;
- расчетная кПа,
где для снега , т.к..
Принимаем расстояние между поперечинами, на которые укладывается верхний настил – 1,05 м, так, чтобы между ними в свету было расстояние, равное размерам плит утеплителя (500х1000 мм).
Для досок верхнего настила принимаем древесину кедра 3-го сорта, для которой согласно п. 6.1.4.3 [1] расчетное сопротивление изгибу МПа.
Настилы кровли рассчитываем по двухпролетной неразрезной схеме с пролетами, равными расстоянию между прогонами, на два сочетания нагрузок.
1-е загружение (стадия эксплуатации): постоянная и временная от снега;
2-е загружение (стадия изготовления и монтажа): постоянная и временная монтажная от сосредоточенного груза 1 кН с коэффициентом перегрузки .
Расчетные схемы элементов настила
мм;
Из условия прочности на 2-е загружение:
мм;
Из условия жесткости при 1-м загружении:
мм.
Принимаем для изготовления доски стандартной толщины 22 мм.
Поверочные расчеты верхнего настила
Изгибающий момент при 1-м загружении для полосы 1 м:
кН·м,
где уточненная постоянная нагрузка
кПа.
Момент сопротивления и момент инерции верхнего настила:
см3;
см4.
Напряжения изгиба при 1-м загружении:
МПа;
МПа < МПа, где
, где
, т.к. настил проектируем из кедра,
для 3-го КУЭ, т.к.φ= 85%.
МПа.
Изгибающий момент во 2-м загружении:
кН·м.
Напряжения изгиба при 2-м загружении при условии исключения клавишной работы досок, т.е. при подшивке бруска снизу посередине пролета:
МПа.
МПа < МПа, где
МПа, где
по п. 6.1.4.1[1],по т. 6.4[1].
Если отказаться от подшивки бруска снизу, то временную монтажную нагрузку надо прикладывать к отдельной доске. Примем доски шириной 150х22, тогда согласно п. 7.4.2.2 [1] на одну доску приходится P/2, т.е. изгибающий момент составит:
кН·м.
см3;
МПа;
МПа < МПа.
Прочность досок шириной 150 мм и толщиной 22 мм обеспечена и при возможной клавишной работе без распределительного бруска.
Проверим жесткость настила при нормативной нагрузке:
кПа;
;
, где
J– момент инерции сечения,см4,
Е– модуль упругости древесины,кПа.
Эскизный расчет нижнего настила
Принимаем шаг прогонов 1.25 м.
Поскольку нижний настил укладывается под углом 45° к прогонам, его пролет равен:
м.
Поверхностные нагрузки на нижний настил включают только постоянную нагрузку от собственного веса настила, пароизоляции и утеплителя.
Нормативное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций для г. Уфы принимаем (м2 °С)/Вт.
Толщину утеплителя определяем по формуле:
, где
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции,Вт/(м2 °С);
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий,Вт/(м2 °С);
- коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя, Вт/(м °С).
Принимаем в качестве утеплителя плиты полужесткие минераловатные на битумном связующем со следующими характеристиками: кг/м3,Вт/(м °С).
см.
Посчитаем нагрузку:
- нормативная кПа;
- расчетная кПа.
Требуемая толщина нижнего настила:
мм.
Из условия прочности отдельных досок (при клавишной их работе) при 2-м загружении и из условия жесткости:
мм;
мм.
Принимаем стандартные доски толщиной 40 мм, что с учетом острожки с одной стороны даст мм, что большемм.
Поверочные расчеты нижнего настила
Проверку прочности досок нижнего настила выполним только для стадии изготовления. Рассмотрим отдельную доску нижнего настила 150х35 мм, для которой:
см3;
см4;
кН·м;
кН/м;
МПа;
МПа < МПа.
Прочность обеспечена. Проверим жесткость нижнего настила:
;
.
Окончательно принимаем для нижнего настила доски 150х40 в заготовке с последующей их острожкой с одной стороны до толщины 35 мм.
Сбор нагрузок на прогон
Вычислим поверхностные нагрузки от кровли.
Нагрузки от кровли, кПа
Наименование нагрузки |
Нормативная величина нагрузки |
Расчетная величина нагрузки | |
1. Постоянная а) трехслойный ГИ ковер б) верхний настил мм,кг/м3(0,022х5=0,11) в) поперечные ребра 40х250 с шагом 1,05 м (0,04х0,25х5/1,05=0,048) г) продольные ребра 50х50 с шагом 1,2 (0,05х0,05х5/1,2=0,01) д) утеплитель из минваты толщиной 200 мм и плотностью 100 кг/м3(0,2х1,0=0,2) е) пароизоляция ж) нижний настил мм,кг/м3(0,035х5=0,175) з) прогонов (ориентировочно) и) приборов освещения (5 кг/м2) |
0,12 0,11
0,048
0,01
0,2 0,02 0,175 0,05 0,05 |
1,3 1,1
1,1
1,1
1,2 1,1 1,1 1,2 1,2 |
0,15 0,12
0,053
0,011
0,24 0,022 0,193 0,06 0,06 |
Итого:
2. Временная Снеговая для г. Уфы (4-й район) кПа |
0,783
1,5 |
1,6 |
0,909
2,4 |
Итого полная: |
2,283 |
|
3,309 |
Погонные нагрузки на прогон: ;
кН·м;
кН·м,
где 1.25 – шаг прогонов.
Изгибающий момент в середине разрезного прогона при пролете м:
кН·м.
Примем прогон из кедра 2-го сорта с МПа (табл. 6.5 [1]).
Требуемый момент сопротивления:
см3.
Задавшись соотношением сторон , вычислим требуемую высоту и ширину бруса:
см;
см.
С учетом острожки бруса с трех сторон, принимаем брус 250х225, что дает в чистоте прогон с сечением 245х215.
Поверочные расчеты разрезного прогона
Геометрические характеристики прогона:
см3;
см4.
Распределенная нагрузка от массы прогона:
кПа.
Полные нагрузки на прогон составляют:
кПа;
кН/м;
кПа;
кН/м.
Изгибающий момент и напряжения в 1-м загружении:
кН·м;
МПа;
МПа < МПа,
поэтому проверку на 2-е загружение можно не делать.
Проверка жесткости прогона:
;
.
Жесткость прогона достаточна.
Приведенный расход древесины на 1 м2для запроектированного кровельного настила вычисляем по формуле:
;
см/м2.