Xreferat.com » Рефераты по строительству » Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Министерство образования Российской Федерации

Пермский государственный технический университет

Строительный факультет

Кафедра строительных конструкций


Пояснительная записка к курсовому проекту

на тему “Расчёт деревянной рамы”


Выполнил гр. ПГС07

Пшеничников А.В.

Руководитель

Осетрин А.В.


г. Пермь 2010

Исходные данные


Место строительства г. Краснодар

Шаг несущих конструкций 5,5м.

Расчетный пролет рамы 21м.

Высота рам 5,6м.

Длина здания 86м.

Материал обшивок панелей фанера ФСФ

Средний слой панели пенопласт ФРП-1

Индивидуальное задание:

Определение изменения усилий в зависимости от изменения угла a;

a=00;

a=30.

Сравнение технико-экономических показателей вариантов.


Расчет деревянной рамы


1. Расчет плиты покрытия


1.1 Исходные данные


Условия эксплуатации нормальные.

Уклон кровли 1:4.

Кровля из волнистых асбестоцементных листов унифицированного профиля марки УВ – 7,5, которые укладываются после монтажа плит покрытия.

Шаг несущих конструкций – 5,5м.

Каркас плиты из древесины ели 2-го сорта.

Нижняя обшивка из водостойкой березовой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ (по ГОСТ 9573-72).

Утеплитель – пенопласт ФРП-1.

Толщина утеплителя принята по теплотехническому расчету – 110мм.

Район строительства – г. Краснодар.


1.2 Компоновка плиты


Плиты покрытия укладываются непосредственно по несущим конструкциям, соответственно, длина плиты равна шагу несущих конструкций – 5,5м, а с учетом припусков при изготовлении – 5,48м. Ширина плиты принимается равной ширине стандартного листа фанеры (1525*1525). С учетом обрезки кромок для их выравнивания ширина плиты – 1,48м. Направление волокон наружных слоев фанеры следует располагать вдоль плиты. Толщина фанеры – 8мм.

Высота плитыРасчет деревянной рамы

Толщину ребер принимаем 50мм. По сортаменту принимаем доски 50*200мм. Фанера приклеивается к нижней стороне деревянного каркаса, поэтому фрезеруются только кромки досок. После острожки кромок размеры ребер 50*195мм. Шаг продольных ребер конструктивно назначаем 50см, при этом расчет асбестоцементных волнистых листов кровли не требуется. Поперечные ребра принимаются того же сечения, что и продольные и ставятся в местах стыков фанерных листов. Фанерные листы стыкуются на «ус». Учитывая размеры стандартных листов фанеры ставим в плите два поперечных ребра. Пароизоляция – окрасочная по наружной стороне обшивки. Окраска производится эмалью ПФ-115 за 2 раза.


1.3 Теплотехнический расчет плиты


Режим помещения:

Расчет деревянной рамы

Условия эксплуатации конструкций А.


Расчет деревянной рамы


Наименование слоя

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Фанера ФСФ 600 0,008 0,13 0,062
Окраска



Пенопласт ФРП-1 300
0,05

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы


1.4 Сбор нагрузок


Наименование нагрузки Нормативная Н/м2 коэффициент надежности Расчетная Н/м2
А. Постоянные


Кровля из асбестоцементных волнистых листов марки УВ - 7,5 180 1,1 198
Собственная масса плиты покрытия


продольные ребра 0,05*0,195*4*5000/1,48=131,76 131,76 1,1 144,94
поперечные ребра 0,05*0,195*5*5000/5,48=44,48 44,48 1,1 48,93
Утеплитель 300*0,11=33 33 1,3 42,9
Нижняя обшивка из фанеры марки ФСФ 0,008*6000=48 48 1,1 52,8
ИТОГО: 437,24
487,57
Б. Временные


Снеговая 800*1=800 560
800
ВСЕГО: 997,24
1287,57

Полные погонные нагрузки:

Нормативная Расчет деревянной рамы

Расчетная Расчет деревянной рамы


1.5 Статический расчет


Ширина площадки опирания на верхний пояс несущей конструкции – 6см, тогда расчетный пролет плиты равен Расчет деревянной рамы

Плита рассчитывается как балка на двух опорах.

Расчетный изгибающий момент:


Расчет деревянной рамы


Расчетная поперечная сила:


Расчет деревянной рамы


При уклонах кровли 1:4 расчет плиты допускается вести без учета явления косого изгиба.


1.5.1 Геометрические характеристики сечения

Расчет клееных элементов из фанеры и древесины выполняется по методу приведенного поперечного сечения в соответствии с п.4.25 СНиП II-25-80.

Расчетная ширина фанерной обшивки при Расчет деревянной рамы

Геометрические характеристики плиты приводим к фанере с помощью коэффициента приведения:


Расчет деревянной рамы


Приведенная площадь поперечного сечения плиты


Расчет деревянной рамы

Приведенный статический момент поперечного сечения плиты относительно нижней плоскости обшивки


Расчет деревянной рамы


Расстояние от нижней грани до нейтральной оси поперечного сечения плиты


Расчет деревянной рамы


Расстояние от нейтральной оси до верхней грани продольных ребер


Расчет деревянной рамы


Расстояние от нейтральной оси плиты до центра тяжести продольных ребер


Расчет деревянной рамы


Приведенный момент инерции плиты относительно нейтральной оси


Расчет деревянной рамы


1.6 Конструктивный расчет


1.6.1 Проверка напряжений

Максимальные напряжения в растянутой фанерной обшивке:


Расчет деревянной рамы,


где Расчет деревянной рамы -коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки при соединении на «ус» для фанеры марки ФСФ (п.4.24 СНиП II-25-80).

Расчет деревянной рамы -коэффициент надежности по назначению.

Расчет деревянной рамы

Максимальные растягивающие напряжения в ребре деревянного каркаса


Расчет деревянной рамы,


где коэффициент Расчет деревянной рамы приводит геометрические характеристики к наиболее напряженному материалу – древесине, т.е.


Расчет деревянной рамы


Расчет деревянной рамы

Максимальные сжимающие напряжения в ребре деревянного каркаса

Расчет деревянной рамы


Проверка скалывающих напряжений по клеевому шву между фанерной обшивкой и продольными ребрами каркаса:


Расчет деревянной рамы,


где Расчет деревянной рамы -статический момент фанерной обшивки относительно нейтральной оси:


Расчет деревянной рамы


Расчет деревянной рамы

Прочность клеевого шва между фанерой и древесиной (фанера приклеивается на клее ФРФ – 50) принимается равной прочности фанеры на скалывание вдоль волокон наружных слоев 78,4Н/см2 (табл.10 СНиП II-25-80).


1.6.2 Проверка прогиба плиты

Относительный прогиб плиты:


Расчет деревянной рамы


Скомпонованное сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости, причем запасы по прочности и жесткости довольно большие – необходимо уменьшить размеры сечения ребер.

1.7 Сбор нагрузок


Наименование нагрузки Нормативная Н/м2 коэффициент надежности Расчетная Н/м2
А. Постоянные


Кровля из асбестоцементных волнистых листов марки УВ - 7,5 180 1,1 198
Собственная маса плиты покрытия


продольные ребра 0,05*0,17*4*5000/1,48=114,86 114,86 1,1 126,35
поперечные ребра 0,05*0,17*5*5000/5,48=38,78 38,78 1,1 42,66
Утеплитель 300*0,11=33 33 1,3 42,9
Нижняя обшивка из фанеры марки ФСФ 0,008*6000=48 48 1,1 52,8
ИТОГО: 414,64
462,71
Б. Временные


Снеговая 800*1=800 560
800
ВСЕГО: 974,64
1262,71

Полные погонные нагрузки:

Нормативная Расчет деревянной рамы

Расчетная Расчет деревянной рамы


1.8 Статический расчет


Ширина площадки опирания на верхний пояс несущей конструкции – 6см, тогда расчетный пролет плиты равен Расчет деревянной рамы

Плита рассчитывается как балка на двух опорах.

Расчетный изгибающий момент:


Расчет деревянной рамы


Расчетная поперечная сила:

Расчет деревянной рамы


При уклонах кровли 1:4 расчет плиты допускается вести без учета явления косого изгиба.


1.8.1 Геометрические характеристики сечения

Расчет клееных элементов из фанеры и древесины выполняется по методу приведенного поперечного сечения в соответствии с п.4.25 СНиП II-25-80.

Расчетная ширина фанерной обшивки при Расчет деревянной рамы

Геометрические характеристики плиты приводим к фанере с помощью коэффициента приведения


Расчет деревянной рамы


Приведенная площадь поперечного сечения плиты


Расчет деревянной рамы


Приведенный статический момент поперечного сечения плиты относительно нижней плоскости обшивки


Расчет деревянной рамы


Расстояние от нижней грани до нейтральной оси поперечного сечения плиты

Расчет деревянной рамы


Расстояние от нейтральной оси до верхней грани продольных ребер


Расчет деревянной рамы


Расстояние от нейтральной оси плиты до центра тяжести продольных ребер


Расчет деревянной рамы


Приведенный момент инерции плиты относительно нейтральной оси


Расчет деревянной рамы


1.9 Конструктивный расчет


1.9.1 Проверка напряжений

Максимальные напряжения в растянутой фанерной обшивке:


Расчет деревянной рамы,


где Расчет деревянной рамы -коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки при соединении на «ус» для фанеры марки ФСФ (п.4.24 СНиП II-25-80).

Расчет деревянной рамы -коэффициент надежности по назначению.

Расчет деревянной рамы

Максимальные растягивающие напряжения в ребре деревянного каркаса


Расчет деревянной рамы,


где коэффициент Расчет деревянной рамы приводит геометрические характеристики к наиболее напряженному материалу – древесине, т.е.


Расчет деревянной рамы


Расчет деревянной рамы

Максимальные сжимающие напряжения в ребре деревянного каркаса


Расчет деревянной рамы


Проверка скалывающих напряжений по клеевому шву между фанерной обшивкой и продольными ребрами каркаса:


Расчет деревянной рамы,


где Расчет деревянной рамы -статический момент фанерной обшивки относительно нейтральной оси:

Расчет деревянной рамы


Расчет деревянной рамы

Прочность клеевого шва между фанерой и древесиной (фанера приклеивается на клее ФРФ – 50) принимается равной прочности фанеры на скалывание вдоль волокон наружных слоев 78,4Н/см2 (табл.10 СНиП II-25-80).


1.9.2 Проверка прогиба плиты

Относительный прогиб плиты:


Расчет деревянной рамы


Скомпонованное сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости, причем запасы по прочности и жесткости довольно большие, но сечение с меньшими размерами (50*150) не удовлетворяет условиям жесткости.


2. Расчет металлодеревянной фермы


Расчет деревянной рамы


2.1 Сбор нагрузок


Наименование нагрузки Нормативная Н/м2 коэффициент надежности Расчетная Н/м2
А. Постоянные


Кровля из асбестоцементных волнистых листов марки УВ - 7,5 180 1,1 198
Собственная масса плиты покрытия


продольные ребра 0,05*0,17*4*5000/1,48=114,86 114,86 1,1 126,35
поперечные ребра 0,05*0,17*5*5000/5,48=44,48 38,75 1,1 42,66
Утеплитель 300*0,11=33 33 1,3 42,9
Нижняя обшивка из фанеры марки ФСФ 0,008*6000=48 48 1,1 52,8
ИТОГО: 414,64
462,71

Собственный вес фермы

Расчет деревянной рамы

12,29 1,1 13,52
ИТОГО: 426,93
476,23
Б. Временные


Снеговая 800*1=800 560
800
ВСЕГО: 986,93
1276,23

Определяем расчетные погонные нагрузки и приводим их к узловым:


Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы


Верхний пояс фермы клееный из сосновых досок 2-го сорта. Нижний пояс из арматурной стали класса А-III. По верхнему поясу фермы укладываются панели покрытия шириной 148 см.

Условия эксплуатации конструкций А2 (Расчет деревянной рамы)

При уклоне кровли 1:4 угол наклона верхнего пояса:

Расчет деревянной рамы


2.2 Расчет верхнего пояса фермы


Сечение опорной панели верхнего пояса конструируем составным. Верхний пояс фермы состоит из 4-х панелей (2- опорные, 2- коньковые). Сечение верхнего пояса подбираем по усилиям в опорной панели.


Расчет деревянной рамы

Принимаем сечение Расчет деревянной рамы Опорный узел проектируем так, чтобы он не выходил за габариты сечения колонны. Усилие в опорной панели верхнего пояса передается центрально. Верхний пояс фермы неразрезной. Расчетный изгибающий момент от внеузловой распределенной нагрузки в середине опорной панели определяется как в двухпролетной балке.


Расчет деревянной рамы


Площадь поперечного сечения элементаРасчет деревянной рамы

Момент сопротивления


Расчет деревянной рамы


Расчетное сопротивление


Расчет деревянной рамы


Гибкость составных элементов определяется с учетом податливости соединений. Гибкость опорной панели


Расчет деревянной рамы


Расчет деревянной рамы - гибкость всего сечения относительно оси Y, вычисленная по расчетной длине l0 ,без учета податливости.

Расчет деревянной рамы


Расчет деревянной рамы - гибкость отдельного слоя = 0 (т.к. количество слоев меньше 7) (п.4.6 СНиП «Деревянные конструкции»)

Расчет деревянной рамы - коэффициент приведения гибкости .


Расчет деревянной рамы


nш – расчетное количество швов в сечении.

nc – расчетное количество срезов связей в одном шве на 1 метр сечения.

kc – коэффициент податливости соединения, который определяется по т.12 СНиП «Деревянные конструкции»Расчет деревянной рамы


Расчет деревянной рамы


Расчет деревянной рамы - коэффициент продольного изгиба

а=0,8 (п 4.3. СНиП «Деревянные конструкции»)


Расчет деревянной рамыувеличиваем сечение


Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы


Расчет деревянной рамы - коэффициент принимаемый по т.13. СНиП «Деревянные конструкции».

Проверяем прочность сечения:


Расчет деревянной рамы


Проверяем соответствие подобранного сечения на действие усилий в коньковой панели.


Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы


Прочность сечения обеспечена, окончательно для верхнего пояса фермы принимается сечение Расчет деревянной рамысм.


2.3 Расчет нижнего пояса фермы


Нижний пояс фермы проектируем из арматурной стали переодического профиля класса А-III в виде одиночного тяжа. Тяж состоит из 3-х элементов (2-крайних и 1- средний).Крайние элементы растянуты, средний сжат.

Усилие в крайних элементах Расчет деревянной рамыРасчет деревянной рамы

Определим сечение тяжа:

Расчет деревянной рамы


принимаем тяж ǿ12мм с F=113.1мм2

Усилие в среднем элементе Расчет деревянной рамыРасчет деревянной рамы


Расчет деревянной рамытяж ǿ12мм с F=113.1мм2


Проходит по требуемой площади.

На конце одиночного тяжа для соединения его с парными тяжами опорного узла фермы привариваем наконечник с резьбой из той же стали. Принимаем диаметр наконечника = 20мм. с F=314,16мм2

Наконечники привариваем к тяжу с помощью накладок из арматурной стали А-III.

Требуемая площадь сечения парных тяжей в башмаке опорного узла составляет:


Расчет деревянной рамы

принимаем 2 тяжа ǿ18мм с F=508,94мм2


2.4 Расчет раскосов


Раскосы 2 и 3 выполняем из цельного бруса древесины 2-го сорта, сечением Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы


Проверяем раскос на устойчивость:


Расчет деревянной рамы


уменьшим сечение раскоса Расчет деревянной рамы


Расчет деревянной рамы


Проверяем раскос на устойчивость:


Расчет деревянной рамы


Определим напряжение смятия верхнего пояса фермы от торца раскоса:

Расчет деревянной рамы


Растянутые раскосы 10 и 11 проектируем из арматурной стали класса А-III в виде одиночного тяжа требуемая площадь сечения, которого:


Расчет деревянной рамы ǿ16 мм с F=201,06мм2


Наконечники к раскосам принимаем ǿ20 мм.


2.5 Расчет узлов фермы


2.5.1 Опорный узел

Требуемая площадь смятия в опорном узле под пластиной, передающей усилие от нижнего пояса на верхний:


Расчет деревянной рамы


Ширина пластины равна ширине верхнего пояса и равна 190 мм, тогда высота пластины:


Расчет деревянной рамы конструктивно примем Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы

Давление на 1мм2 пластины составляет:


Расчет деревянной рамы


Максимальный изгибающий момент в пластине на 1 мм ее ширины:


Расчет деревянной рамы


Требуемый момент сопротивления пластины:


Расчет деревянной рамы


Ry –расчетное сопротивление по пределу текучести стали ВСт3пс.

Принимаем пластину толщиной 10 мм момент сопротивления, которой

Расчет деревянной рамы

Сварку упорной пластины с боковыми пластинами башмака производим сплошным двухсторонним швом толщиной 6 мм. Парные тяжи привариваем двухсторонним швом толщиной 8 мм, длиной 10 см.

Требуемая площадь смятия опорной плоскости:


Расчет деревянной рамы

Расчет деревянной рамы


Требуемая ширина площадки смятия:


Расчет деревянной рамы


2.5.2 Узлы крепления раскосов к верхнему поясу

Для крепления раскосов в узлах устанавливается металлический башмак, к которому крепятся раскосы. Площадь опирания башмака проектируем из условия смятия верхнего пояса.

Несущая способность соединения смятию под углом Расчет деревянной рамы определяется из условия смятия древесины. (п. 5.2. СНиП)


Расчет
    <div class=

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: