Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине

«Конструкции из дерева и пластмасс»

На тему:

«Проектирование несущих и ограждающих конструкций каркасного здания из древесины»

 

 

Содержание

Введение. 3

Задание на курсовой проект. 4

1 Расчет кровельных ограждающих конструкций. 5

1.1 Расчет настила кровельной конструкции. 5

1.1 Расчет прогона под настил. 9

2 Расчет утепленной клеефанерной плиты под рулонную кровлю.. 11

2.1 Компоновка рабочего сечения панели. 11

2.2 Сбор нагрузок на панель. 13

2.3 Расчетные характеристики материалов. 14

2.4 Геометрические характеристики сечения. 14

2.5 Проверка панели на прочность. 15

2.6 Проверка панели на прогиб. 16

3 Расчёт гнутоклееной трёхшарнирной рамы.. 17

3.1 Сбор нагрузок. 17

3.2 Определение геометрических характеристик. 17

3.3 Статический расчёт рамы.. 18

3.4 Подбор сечений элементов рамы.. 19

3.5 Проверка элементов рамы.. 20

4 Расчёт узлов. 23

4.1 Опорный узел. 23

4.2 Коньковый узел. 27

Заключение. 30

Список литературы.. 31

 

 

 

Введение

В ходе курсового проекта необходимо ознакомиться с расчетом деревянных конструкций и научиться рассчитывать кровельные ограждающие конструкции, рабочий настил, прогоны, клеефанерную панель покрытия, а также трехшарнирную раму из клееной древесины.

 

Задание на курсовой проект

1. Несущие конструкции – гнутоклееная рама;

2. Снеговой район – I;

3. Пролет – 24м;

4. Шаг несущих конструкций, м – 3,2;

5. Тип кровли – тёплая;

6. Кровля:

Мягкая черепица RUFLEX 8кг/ ,

Водонепроницаемая мембрана TYVEK 𝛾=60 г/ ;

7. Утеплитель:

Плиты из базальтового волокна ROCKWOOL Light MAT 𝛾=30 кг/ δ=120мм,

Пароизоляция – паронепроницаемая, полимерный материал GUTTA DO90 100г/

8. Высота рамы в карнизном узле, м – 6,8;

9. Уклон кровли – 1:4.

 

Расчет кровельных ограждающих конструкций

Расчет прогона под настил

Прогон рассчитывается как неразрезная двухпролётная балка с шагом равным шагу несущих конструкций.

Рисунок 3 – Расчётная схема прогона под настил

 Определяем нагрузки, действующие на прогон.

Таблица 2 – Нагрузки на прогон

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/
Постоянная нагрузка: 1. Мягкая черепица RUFLEX 2. Водонепроницаемая мембрана TYVEK 𝛾=60 г/ 3. Утеплитель плиты из базальтового волокна ROCKWOOL Light MAT 𝛾=30 кг/ , δ=120мм 4. Паронепроницаемый полимерный материал GUTTA DO90 100г/	0,08   0,0006     0,036   0,001	1,3   1,2     1,2   1,2	0,104   0,00072     0,0432   0,0012

Продолжение таблицы 2

5. Защитный настил δ=25 ммρ=5 кН/ 6. Рабочий настил 150×32мм ρ=5 кН/  с шагом 250мм	0,125   0,096	1,1   1,1	0,1375   0,1056
Итого постоянная	0,3386		0,3922
Временная нагрузка: Снеговая нагрузка	0,425	1,4	0,595
Итого полная	0,7636		0,9872

 

Продольная нагрузка на прогон определяется с учетом шага прогона:

;

.

;

.

.

Размеры прогона подбираем исходя из условия прочности:

,                                           

.

Принимаем .

,                                    

.

Принимаем

Проверка на жесткость по настилу:

,                 

,

,

.

Условие выполняется.

Проверку выполняем с учетом веса прогона и подшивки навесного потолка:

,                              

.

,                              

,

,                             

.

,

1,54  2,53,

Условие выполняется.

Сбор нагрузок на панель

Таблица №3 – Сбор нагрузок на 1  панели

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/
Постоянная нагрузка: 1. Мягкая черепица RUFLEX 2. Водонепроницаемая мембрана TYVEK𝛾=60 г/ 3. Фанера водостойкаяδ=8ммρ=7 кН/ 4. КГЛ δ=10ммρ=7 кН/ 5. Продольные рёбра каркаса 6. Поперечные рёбра каркаса 7. Утеплитель плиты из базальтового волокна ROCKWOOLLightMAT𝛾=30 кг/ , δ=120мм	0,08 0,0006     0,008×7=0,056     0,01×7=0,07 =0,185 =0,071   =0,028	1,3 1,2     1,1     1,1 1,1     1,1   1,2	0,104 0,00072     0,0616     0,077 0,204     0,061   0,034

Продолжение таблицы 3

8. Паронепроницаемый полимерный материал GUTTADO90 100г/	0,001	1,2	0,0012
Итого постоянная	0,4916		0,5435
Временная снеговая	0,425	1,4	0,595
Итого полная	0,9166		1,1385

 

Полная нагрузка на 1 пог. м. панели составит:

нормативная = 0,9166´1,2 = 1,1 кН/м;

расчетная  = 1,1385´1,2 = 1,37 кН/м.

Проверка панели на прогиб

Относительный прогиб панели равен:

,                             

.

где:

1/200 - предельный прогиб в панелях покрытий.

 

 

Сбор нагрузок

Погонная нагрузка от собственного веса рамы:

, -нормативная снеговая и нагрузка от покрытия

-коэффициент собственного веса, принимаем

-пролёт рам

кН/м

Расчетные нагрузки на ригеле рамы, кН/м:

Постоянная: ;

Снеговая: ;

Полная: .

Расчетные усилия возникают от полного загружения ригеля постоянной и снеговой нагрузками.

Статический расчёт рамы

Расчёт опорных реакций:

Рисунок 4 – Расчётная схем рамы

Составляя уравнения равновесия для полурамы до рассматриваемого сечения, находим изгибающие моменты:

;

;

;

;

Находим продольные и поперечные силы:

=56,76кН;

=34,75кН;

=34,75кН;

Перерезывающая сила  и  в сечении "2" с максимальным моментом:

;

;

Проверка элементов рамы

Проверка напряжений при сжатии и изгибе.

Сечение 2: эксицентриситет приложения сжимающего усилия:

e=

Изгибающий момент в опасном биссектрисном сечении «2»:

M=

Для сжатой внутренней кромки, выполненной из клееной древесины,

расчетное сопротивление сжатию и изгибу определяется с учетом

коэффициентов  (пункт 5.2.д СП 64.13330.2011) и  (пункт 5.2.и СП

64.13330.2011):

Расчетное сопротивление сжатию базовых пород древесины 16МПа.

Коэффициент, учитывающий высоту сечения клееного сечения (пункт 5.2.д СП 64.13330.2011) =0,86.

Коэффициент, учитывающий толщину отдельных слоев (досок) в

клееном сечении (пункт 5.2.и СП 64.13330.2011) = 1,093.

Коэффициент, учитывающий уровень ответственности здания γ= 1.

Расчетное сопротивление сжатию сосны 1-го сорта с учетом всех

коэффициентов условий работы

R_c=16 γ =

=16 1,2 1 1,093 0,86 1 = 18,05МПа.

Площадь сечения A=b h= 21,5 96 = 2064

Момент сопротивления сечения:

W=

Расчётная длина:

Радиус инерции сечения:

r=0,29 h= 0,29 96=27,84

Гибкость:

;

Коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения полурамы (табл. Е.1 СП 64.13330.2011):

=0.07+0.93 /h= 0,07+0,93 40/96= 0,457

Коэффициент продольного изгиба:

С учетом коэффициента, учитывающего переменность высоты сечения коэффициент продольного изгиба будет:

φ= φ= 0,457

Коэффициент, учитывающий дополнительный момент от действия продольной сжимающей силы:

ξ=1-N/(φ A)= 1- /(0,283 18,05 2064) =1-

Изгибающий момент с учетом деформаций от продольной силы:

= M/ξ= /0,994 =220,17кН

Проверка напряжений сжатия внутренней кромки карнизного узла:

= N/A+M_д/W=  следовательно, прочность обеспечена.

Расчетное сопротивление растяжению базовых пород древесины (ель, сосна по табл. 3 СП 64.13330.2011) 1-го сорта для клееных элементов = 12МПа.

Расчетное сопротивление растяжению сосны 1-го сорта для клееных элементов с учетом коэффициентов условий работы

=12 γ = 12 1,2 1 1 = 14,4МПа.

Проверка напряжений растяжения наружной кромки карнизного узла:

следовательно прочность обеспечена.

Проверка устойчивости плоской формы деформирования полурамы

Рама закреплена из плоскости по наружным кромкам с помощью стеновых панелей, панелей покрытия, поперечных сжатых связей. Внутренняя кромка не закреплена. Расчетная длина растянутой зоны равна длине полурамы, т.к. по всей длине отсутствуют сечения с нулевыми моментами: = 1917см.

Площадь биссектрисного сечения: A=b h= 21,5 96 =2064

Момент сопротивления: W=

Радиус инерции из плоскости рамы:

=0,29 b= 0,29 21,5 =6,235см

Гибкость:

λ_y= / = 1317/6,235 =195,2

Коэффициент устойчивости при сжатии:

φ_y=3000/λ²= 3000/ = 0,032

Коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающего момента на расчетной длине (по табл. Е.2 СП 64.13330.2011) k_ф= 1,13.

Коэффициент устойчивости при изгибе:

=(140 )/( h)= (140 1,13)/(1917 96) = 0,397

Коэффициенты  и  учитывают закрепление растянутой кромки из плоскости. При количестве закреплений более четырех оно считается сплошным.

Угол β= 52º

Центральный угол ломаной части =2 β= 104º.

=0,75+0,06 ( /h)²+0,6 /h=

=0,75+0,06 + 0,6 1,815 1917/96 =46,42

=0,142 /h+1,76 h/ +1,4 = =0,142 1917/96+1,76 96/1917+1,4 1,815 =5,46

Проверка устойчивости полурамы:

= /( 18,05/10 )+220,17 100/( 5,46 18,05/1 0 ) = 0,182

Условие выполняется, следовательно устойчивость полурамы обеспечена.

Расчёт узлов

Опорный узел

Усилия, действующие в узле:

Расчетная продольная сила в сечении «1» N=56,76кН.

Расчетная поперечная сила в сечении «1» Q= 34,75кН.

Материал – сосна 1-го сорта.

Ширина сечения b = 21.5см.

Проверка прочности на смятие торца стойки.

Высота сечения:

Площадь сечения:F=b

Расчётное сопротивление смятию:

Коэффициент ; ; .

Расчётное сопротивление смятию с учётом коэффициентов:

Напряжение смятия:

σ=  – условие выполняется.

Проверка напряжения смятия поперек волокон по площади примыкания стойки к упорной вертикальной диафрагме

Расчётное сопротивление смятию поперек волокон

Расчётное сопротивление смятию поперек волокон с учётом коэффициентов:

Требуемая высота диафрагмы:

Принимаем

Площадь смятия стойки:

Напряжения смятия поперек волокон по площади примыкания стойки к упорной вертикальной диафрагме:

σ=

Рассчитываем упорную вертикальную диафрагму на изгиб как балку пролетом b, частично защемлённую на опорах, с учётом пластического перераспределения моментов.

Изгибающий момент:

M=

Расчётное сопротивление стали класса С245

Требуемый момент сопротивления:

Этому моменту сопротивления должен быть равен момент сопротивления сечения упорной диафрагмы определяемый по формуле:

,

тогда толщина диафрагмы:

Принимаем

Боковые пластины принимаем той же толщины. Площадь

Момент сопротивления W=

N=

σ=

Башмак крепим к фундаменту двумя анкерными болтами, работающими на срез и растяжение. Сжимающее усилие передаем непосредственно на фундамент.

Изгибающий момент, передаваемый от башмака на опорный лист:

М=

Длина опорной плоскости башмака l=32,5см.

Ширина свеса опорной плоскости башмака b=9,3см.

W=

Сминающие напряжения под башмаком:

σ=

Материал фундамента – бетон класса В10, с призменной прочностью .

Анкерные болты принимаем из стали 09Г2С диаметром 22мм.

Площадь болта брутто

Площадь болта нетто

Для того, чтобы срез воспринимался полным сечением болта, устанавливаем под гайками шайбы толщиной 10мм. Усилия в болтах:

Растягивающее усилие:

Срезающее усилие:

Напряжения растяжения в сечении болта ослабленного резьбой:(в переделах нарезки резьбы)

Коэффициент условия работы γс= 1.

Коэффициент учитывающий неравномерную работу болтов – 0,8.

Напряжения среза:

Расчётное сопротивление болта срезу

Рисунок 5 – Опорный узел

Коньковый узел

Коньковый узел выполняется с использованием деревянных накладок и болтов. На накладки действует поперечная сила от односторонней нагрузки.

Поперечная сила от односторонней снеговой нагрузки 33,96кН.

Толщина накладки а=12,5см

Высота сечения

Материал - сосна 1-ого сорта

Коэффициент ;

Толщина слоя(доски) клееного сечения 2см.

Коэффициент, учитывающий толщину слоев для клееных элементов .

Коэффициент, учитывающий толщину слоев для клееных элементов .

Усилие, передающееся на первый, ближайший к коньку ряд болтов:

= 33,96 =41,38кН,где

расстояние от конька до второго ряда болтов

расстояние между болтами

Усилие, передающееся на второй ряд болтов:

7,42кН

Принимаем болты диаметром 24мм.

Несущая способность в одном срезе болта при изгибе:

=11,118кН,

но не более

2,5

Угол наклона ригеля ; 90

(по табл.21. СП 64.13330.2011)

При смятии древесины:

=0,8 b =

=0,8 21,5 2,4 1,2 1 0,573 = 28,38кН.

= 11,118кН.

Число срезов болтов в первом ряду n_ср= 2.

Число двухсрезных болтов в первом ряду

n₁=N₁/(T_min n_ср)= 41,38/(11,118 2) = 1,86

Принимаем n₁= 2 болта.

Во втором ряду

n₂=N₂/(T_min n_ср)= 7,42/(11,118 2) = 0,334.

Принимаем n₂=1 болт.

Смятие торцов полурамы под углом α=14° к продольным волокнам:

Σ = N/(b h_оп) = 34,75/(21,5 40) = 0,04кН/см² .

R_см/(1+(R_см/R_см90-1) sin³α) = 16/(1+(16/3-1) sin³14) = 14,37МПа.

Проверяем накладки на изгиб

M=Q  (l₁-l₂)= 33,96  (60-45) =509,4кН см

Высота накладки h_н= 30см.

Момент сопротивления накладки

W_нт=2 а_н h²_н/6= 2 12,5 30² /6 = 3750см³ .

Напряжение в накладке

σ=M/W_нт= 509,4/3750 = 0,136кН/см² .

Расчетное сопротивление древесины накладки на изгиб R_и= 14МПа.

Расчетное сопротивление древесины накладки на изгиб с учетом коэффициентов

R_и m_п m_в= 14 1,2 1 = 16,8МПа.

Так как напряжение в накладке

σ= 0,136кН/см² < 1,68кН/см² = R_и m_п m_в, следовательно прочность обеспечена.

Рисунок 6 – Коньковый узел

Заключение

В ходе курсового проекта я ознакомился с расчётом деревянных конструкций и научился рассчитывать кровельные ограждающие конструкции, рабочий настил, прогоны, клеефанерную панель покрытия, а также трехшарнирную раму из клееной древесины.

 

 

Список литературы

1 СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Актуализированная редакция СНиП 2.01.07- – М.;Минрегион России,2016;

2 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции». Актуализированная редакция СНиП ӀӀ-25-80– М.;Минрегион России,2011;

2 Дымолазов М.А «Деревянные конструкции. Клееные трёхшарнирные рамы. Конструирование и расчёт» - Казань: Изд-во Казанск. гос. архитект.-строит. ун-та, 2016 г, 89 с.

3 Гринь И.М «Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов», 1975 г, 233 с.

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине

«Конструкции из дерева и пластмасс»

На тему:

«Проектирование несущих и ограждающих конструкций каркасного здания из древесины»

 

 

Содержание

Введение. 3

Задание на курсовой проект. 4

1 Расчет кровельных ограждающих конструкций. 5

1.1 Расчет настила кровельной конструкции. 5

1.1 Расчет прогона под настил. 9

2 Расчет утепленной клеефанерной плиты под рулонную кровлю.. 11

2.1 Компоновка рабочего сечения панели. 11

2.2 Сбор нагрузок на панель. 13

2.3 Расчетные характеристики материалов. 14

2.4 Геометрические характеристики сечения. 14

2.5 Проверка панели на прочность. 15

2.6 Проверка панели на прогиб. 16

3 Расчёт гнутоклееной трёхшарнирной рамы.. 17

3.1 Сбор нагрузок. 17

3.2 Определение геометрических характеристик. 17

3.3 Статический расчёт рамы.. 18

3.4 Подбор сечений элементов рамы.. 19

3.5 Проверка элементов рамы.. 20

4 Расчёт узлов. 23

4.1 Опорный узел. 23

4.2 Коньковый узел. 27

Заключение. 30

Список литературы.. 31

 

 

 

Введение

В ходе курсового проекта необходимо ознакомиться с расчетом деревянных конструкций и научиться рассчитывать кровельные ограждающие конструкции, рабочий настил, прогоны, клеефанерную панель покрытия, а также трехшарнирную раму из клееной древесины.

 

Задание на курсовой проект

1. Несущие конструкции – гнутоклееная рама;

2. Снеговой район – I;

3. Пролет – 24м;

4. Шаг несущих конструкций, м – 3,2;

5. Тип кровли – тёплая;

6. Кровля:

Мягкая черепица RUFLEX 8кг/ ,

Водонепроницаемая мембрана TYVEK 𝛾=60 г/ ;

7. Утеплитель:

Плиты из базальтового волокна ROCKWOOL Light MAT 𝛾=30 кг/ δ=120мм,

Пароизоляция – паронепроницаемая, полимерный материал GUTTA DO90 100г/

8. Высота рамы в карнизном узле, м – 6,8;

9. Уклон кровли – 1:4.

 

Расчет кровельных ограждающих конструкций