close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Derevyannye konstruktsii poyasnitelnaya zapiska

код для вставкиСкачать
Содержание
1.Сравнительный анализ нескольких вариантов конструктивных решений2
2.Конструирование и расчет клеефанерной плиты покрытия6
3.Конструирование и расчет конструкции основного пролета 11
4.Расчет и конструирование конструкции пристройки 18
5.Расчет и конструирование узлов опирания и укрупнительной сборки конструкций
5.1.Расчет узла опирания 21
5.2.Расчет конькового узла 25
6.Конструирование связей 27
7.Указания по изготовлению, монтажу и эксплуатации
7.1.Указания по изготовлению 30
7.2.Указания по монтажу 30
7.1.Указания по эксплуатации 31
8. Список использованной литературы 34
1.Сравнительный анализ нескольких вариантов конструктивных решений. Выбор оптимального варианта.
Требуется подобрать основную несущую конструкцию для перекрытия основного пролета здания длиной 24м. В качестве рассматриваемых вариантов выберем клеедеревянную треугольную ферму со стальной затяжкой, треугольная клеедеревянную шестипанельную ферм.
Оценку несущей конструкции будем производить с экономической точки зрения на основании предварительного подбора сечения.
Сравнение несущих конструкций.
Клеедеревянная треугольная ферма со стальной затяжкой. Сечение данной конструкции известно: b*h=0.25x1.144м
l=24м f=1/8 l=3м
Нижняя затяжка 4 стержня ø41мм l=0,7м; 1 стержень ø52мм l=24м
Трудоемкость изготовления - 10чел.-ч/м3=71 чел.-ч.
Себестоимость изготовления конструкции может быть выражена формулой:
СИ=[(См +Сст)Ктз+Сз+Сз0Кн]Kвн
где См - затраты на основные материалы для изготовления КДК, включая сушку пиломатериалов.
Сст - стоимостьстальных элементов и деталей.
Ктз - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы предприятий.
Сз0 - заработная плата основных производственных рабочих.
Сз - заработная плата с начислениями (ФОТ).
Кн - коэффициент, учитывающий накладные расходы (содержание и эксплуатацию оборудования, цеховые и общезаводские расходы).
Квн - коэффициент, учитывающий внепроизводственные расходы.
Сз=Сз0КпрКрКот=αтТиКпрКрКот
где αт - средневзвешенная ставка производственных рабочих, руб./чел.-ч.
Ти - трудоемкость изготовления конструкций
Кпр - коэффициент, учитывающий премиальные доплаты, Кпр=1,4
Кр - районный коэффициент к заработной плате
Кот - коэффициент, учитывающий отчисления в различные фонды, Кот=1,3
Сз=120*71*1,4*1*1,3=15506,4руб.
Си=[(31950+11200)*1,05+15506+8520*6]*1,02=[45307,5+15506+51120]*1.02=
=114172,17руб.
Сметно-расчетная стоимость конструкций в деле:
Сд=[(Си+ Ст)Кзс + Св+ Н+ П)]Кзу
где, Ст - затраты на транспортировку конструкции до строительной площадки
Кзс - коэффициент, учитывающие заготовительно- складские расходы
Св - затраты на возведение конструкции
Н - накладные расходы
П - плановые наколпления
Кзу - коэффициент, учитывающий производство работ в зимнее время
Н=αСв=0,7*6000=4200
П=βСв=0,3*6000=1800
Сд=[(114172,17+12000)*1,02+ 6000+ 4200+1800]=140695,61 руб.
Эксплуатационные расходы:
Э=СКэ/100=140695,61*1,7/100=2391,83 руб./год
Треугольная клеедеревянная шестипанельная ферма.
Находим предварительное сечение:
l=24мf=1/6 l=4м
Длина нижнего пояса 24м.
Длина верхнего пояса lв.п.=24/cosα=25.26м
Длины стоек 1,33м; 2,67м; 4м.
Длины раскосов 4,81; 4,22м.
N=402.4кН
Атр=N/(0.6Rc)=0.045м2
hтр=Атр/l=0,33м
Принимаем сечение верхнего и нижнего пояса 33,8х15см.
Сечение стоек и раскосов 15,6х15см
Трудоемкость изготовления фермы на пластинах "Гэнг-Нейл"
Трудоемкость изготовления конструкций:
Tз.г.=10чел.-ч./м3=33 чел.-ч.
Ти.д.=tи.д.*Lд=0,2*83,32=16,64 чел.-ч.
Т=33+16,64=50чел.-ч.
Сз=120*50*1,4*1*1,3=10920руб.
Си=[(14850)*1,05+10920+6000*6]*1,02=[15592,5+10920+36000]*1.02=
=63762,75руб.
Н=αСв=0,7*6000=4200
П=βСв=0,3*6000=1800
Сд=[(63762,75+12000)*1,02+ 6000+ 4200+1800]=89278 руб.
Э=СКэ/100=89278*1,7/100=1517,73 руб./год
Наименование показателей
Ед.изм.Значения ТЭП по вариантам121. Приведенные затраты:
-эксплуатационные расходы
-сметно-расчетная стоимость в деле
-себестоимость изготовления
-затраты на транспортировку
-затраты на возведениеруб.
руб./год
руб.
руб.
руб.
руб.143087,44
2391,83
140695,61
114172,17
12000
600090795,73
1517,73
89278
63762,75
12000
60002. Затраты труда:
-на изготовление
-на возведениечел.-ч.
чел.-ч.
чел.-ч.
71
7
50
33.Расход основных материалов с учетом отходов:
- пиломатериалы
- клей
- сталь
м3
кг
кг
7,1
23
401,4
3,3
30
-4. Масса конструкций в делекг504021755. Объем конструкций в делем37,13,3
Исходя из проведенного сравнения технико-экономических показателей строительных конструкций, наиболее целесообразным будет применение треугольной клеедеревянной шестипанельной фермы.
2. Конструирование и расчет клеефанерной плиты покрытия.
Проектируем и рассчитываем клеефанерную деревянную плиту покрытия станции техобслуживания в городе Уфа. Кровля из трех слоев рубероида. Утеплитель-полужесткие минераловатные плиты толщиной 100мм γ = 125 кг/м3 по ГОСТ 9573 - 82. Пароизоляция - полиэтиленовая плёнка толщиной 0,2 мм. Материалы плиты: древесина -ель 2 ГО сорта по ГОСТ 8486 - 86Е, фанера марки ФСФ по ГОСТ 3916 - 69*. Класс ответственности здания II; γn = 0,95.
Сбор нагрузок.
НагрузкиНормативныеКоэф.РасчетныеКровля из трех слоев рубероида 0,1х1,20,121,30,16Листы фанеры2х0,008х7х1,20,131,10,15Ребра (0,04х0,17х5,08х4 + 0,04х0,17х0,34х15)х х500/ (100х5,1)0,171,10,19Бруски 25х250,041,10,044Утеплитель 0,1х1,2х0,15х1,250,151,30,2Постоянная0,610,74Снеговая 3,2х0,7х0,85х1х1,252,381,43,28Полная2,994,02 Размеры плиты в плане составляют 5,1х1,2м. Плита опирается на треугольную деревянную ферму с углом ската α=14°. Нормативнаяи расчетная составляющая от веса человека с грузом:
РН=1,0кН х cos14°=0.97кН
Р=РН х 1,2=1,16кН
Расчет плиты.
Из расчета на местный изгиб верхней фанерной обшивки, определим требуемый шаг продольных ребер. Принимая толщину верхней обшивки δ=8мм, находим:
αтр=(4R_(ф,и)^' 100δ_1^2)/(3Р_рас )=(4*0,65*100*〖0,8〗^2)/(3*1,16)=47,82см
где R'фи - расчетное сопротивление изгибу фанерыпри действии сил поперек волокон рубашки.
Предварительно назначаем размеры сечения продольных ребер bp*hp=4x17см. Тогда необходимое количество шагов продольных ребер na при заданной ширине коробчатой плиты B=120см составит:
na≥(B-bP-bH)/αтр=(120-4-3,2)47,82=2,36=3 шага.
Где bH- толщина нащельника.
Принимаем 4 продольных ребра с шагом а=34,4см.
Толщину нижней обшивки δ2 принимаем 8мм.
Полная высота коробчатой клеефанерной плиты будет равна
h=hp+ δ1,2=17+1.6=18.6см
Расчетная схема плиты- однопролетная шарнирно опертая балка пролетом l=5.1-0.2=5.08м
Расчетные усилия в плите:
M=(ql^2)/8=4.02*5.082/8=12.97кН*м
Q=ql/2=4.02*5.08/2=10.09кН
Так как l/a>6, то bрас=0,9b=0,9*1,2=1,08м
Апр=bрас(δ1+ δ2)+n*bp*hpЕ_др/Е_ф =108(1,6)+4*4*17*1/0,9=172,8+302,2=475см2=0,0475м2
Определяем расстояние от нижней и верхней кромки сечения до нейтральной оси:
yH=(S_пр^')/А_пр =3919,1/475=8,25см yв=y-yH=18.6-8.25=10.35см
S'пр приведенный статический момент относительно нижней кромки сечения, который находим по формуле:
S'пр=bрас*δ1(h-δ1/2)+n*bp*h2p/2+bрас*δ22/2=108*0,8(18,6-0,8/2)+4+4+172/2+108*0,82/2=3919,1см3
Находим Sпр и Iпр относительно нейтральной оси:
Sпр=Sф+Sдр*Eдр/Eф=bрас*δ1(yв-δ1/2)+n*bp*(yв-δ1)2/2*Eдр/Еф=108*0,8(10,35-0,8/2)+4*4*(10,35-0,8)2/2*1/0,9=1670,37см3
Iпр=Iф+Iдр*Eдр/Еф= bрас*δ1(yв-δ1/2)2+n*bp*(yв3-yn3)/3*Eдр/Еф+ bрас*δ2(yn-δ2/2)2=108*0.8(10,35-0,8/2)2+4*4*17(10,353+8,253)/3*1/0,9+108*0,8(8,25-0,8/2)2=23775,68см4
Находим приведенный момент сопротивления относительнонижней и верхней кромок сечения:
Wнпр=Iпр/yн=23775,68/8,25=2881,9см3
Wвпр=Iпр/yв=23775,68/10,35=2297,17
Проверяем прочность нижней растянутой обшивки от изгиба плиты с учетом ее ослабления стыками на"ус":
Mрас/ Wнпр≤Rфр*mф
Где Rфр=1,6кН/см2; mф=0,6
1282/2881,9≤1,6*0,6
0,45кН/см2≤0,96 кН/см2
Условие выполнено. Прочность нижней растянутой обшивки обеспечена.
Проверяем устойчивость верхней сжатой обшивки при изгибе плиты:
Мрас/φф*WBпр≤Rфс
Где Rфс=1,2кН/см2
Так как а/δ<50 => φф=1-(a/δ)2/5000=0.63
1282/(0.63*2297.17)=0.89кН/см2<1.2кН/см2
Условие выполнено. Устойчивость верхней сжатой обшивки при изгибе обеспечена.
Проверка продольных ребер на скалывание в уровне
нейтральной оси сечения:
Qрас*Sпр/Iпр*n*bp≤Rск
10,09*1670,37/23775,68*4*4=0,04 кН/см25<0.16 кН/см2
Где Rск=0,16кН/см2
Условие выполнено. Проверка на скалывание наиболее удаленной от нейтральной оси фанерной обшивки по клеевому шву, в месте примыкания ее к продольным ребрам:
Qрас*Sобщ/Iпр*n*bp≤Rск
Sобщ=bрас*δ1(yв-δ1/2)=108*0,8(10,35-0,8/2)=859,68см3
10,09*859,68/23775,68*4*4=0,023 кН/см2≤0,16 кН/см2
Условие выполнено. Проверка относительного прогиба клеефанерной плиты от нормативной нагрузки:
5*qнl3/384*0.7*Eф*Iпр=
=5*2,99*10-2*5083/384*,7*900*23775,68=0,0034<1/250
Условие выполнено. 3. Конструирование и расчет конструкции основного пролета.
Выполняем расчёт и конструирование несущей конструкции покрытия треугольной безраскосной фермы с клееным верхним поясом однопролетного каркасного здания. Ограждающие конструкции покрытия - плиты с фанерными обшивками.
Опорами ферм являются деревянные колонны сечением 400 × 400 мм.
Пролет здания l=24м. Высота фермы 1/8l=3м.
Шаг конструкций - 5,1м.
Материалы конструкций:
-древесина ель II сорт.
- сталь С245.
Нагрузка от ограждения 0,61кН/м2.
Коэффициент надежности по назначению - γn=0.95
Геометрические размеры и тригонометрические функции:
Расчётный пролет фермы, опирающейся на деревянные колонны:
lp=24-2*0.2=23.6м
Высота фермы:
hф=1/8l=24/8=3м
Угол наклона верхнего пояса α=14°
cosα=0.97 sinα=0.24
Определение нагрузок.
Нормативная нагрузка от веса конструкций - gн=0,61 кН/м2
Расчетная нагрузка от веса конструкций - g=0,74 кН/м2
Нормативная снеговая нагрузка - SН=2,38 кН/м2
Расчетная снеговая нагрузка - S=3,28 кН/м2
Нормативная поверхностная нагрузка от собственной массы фермы со связями:
g_ф^н=(g^Н+S^Н)/(1000/█(k_св*l_p@)-1)=(0.61+2.38)/(1000/(4*23.7)-1)=2.99/9.55=0.31кН/м^2
где kсв=4 - коэффициент собственной массы стропильной фермы с учетом связей.
Расчетная поверхностная нагрузка от веса фермы со связями:
gf=gнf*γf=0.31*1.1=0.34кН/м2
где γf - коэффициент надежности по нагрузке.
Суммарная нормативная поверхностная нагрузка:
qН=gН+SН+gфн=0,61+2,38+0,31=3,3кН/м2
Суммарная расчетная поверхностная нагрузка:
q=g+S+gf=0,74+3,28+0,34=4,36кН/м2
Линейная нормативная нагрузка:
qнл= qН*B=3.3*5.1=16.83кН/м
Линейная расчетная нагрузка:
qл=q*B=4.36*5.1=22.24кН/м
где В=5,1м - шаг конструкций.
Линейная постоянная нагрузка:
qпостл=(g+gf)*B=(0,74+0,34)*5,1=5,51кН/м
Линейная временная нагрузка:
qлвр=S*B=3,28*5,1=16,73кН/м
Определение усилий в элементах фермы.
Ферма рассчитывается на два сочетания нагрузок: постоянная и временная по всему пролёту (первое сочетание) и постоянная нагрузка по всему пролёту и временная на половине пролета (второе сочетание), рисунок 2.2.
При первом сочетании нагрузок:
Опорные реакции
R1=R2=qл*lр/2=22,24*23,7/2=263,54кН
Усилия в затяжке
H1= qл*l2р/8*hф=22,24*23,72/8*3=520,49кН
Сжимающие усилия в верхнем поясе
N1=H1/cosα=520.49/0.97=536.59кН
Изгибающий момент от нагрузки по верхнему поясу
M1= qл*l2р/32=22,24*23,72/32=390,38кН*м
Поперечная сила в верхнем поясе
Q1= qл*lр/4=22.24*23.7/4=131.77кН
Сила смятия в опорном сечении верхнего пояса
N'1=√(R_1^2+H_1^2 )=√(〖263.54〗^2+〖520.49〗^2=√(69453.33+270909.84)) =583.41кН
При втором сочетании нагрузок:
Опорные реакции
R1=qлпост*lp/2+3/4 *qлвр*lр/2=5,51*23,7+3/4 *16,73*23,7/2=130,59+148,69=279,28кН
R2=qлпост*lp/2+1/4 *qлвр*lр/2=5,51*23,7+1/4 *16,73*23,7/2=130,59+49,56=180,15кН
Усилия в затяжке
H2= qлпост*lp/8hf+ +qлвр*l2р/16hf=5.51*23.7/8*3+16.73*23.72/16*3=5.44+195.77=201.21кН
Сжимающие усилия в верхнем поясе у опоры
N2=H2/cosγ=201.21/0.97=207.43кН
Сила смятия в опорном сечении верхнего пояса
N'2=√(R_1^2+H_2^2 )=√(77997,32+40485,46)=344,21кН
Подбор сечения верхнего пояса
Высоту сечения определим из условия получения максимально допустимых скалывающих напряжений у опор фермы, для чего используем формулу
h_сеч=(1,5*Q_1*k_ск)/(b_расч*R_(ск,табл)*m_сл*m_в*m_n )=(1.5*131.77*1.9)/(0.25*1500*1.05*0.9*1)=1.06м
где Rск - расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон
Задаваясь отношением высоты упорной площадки с1 к высоте сечения hсеч равным 0,5 , принимаем kск=1,9
Принимаем hсеч=0,026*44=1,144м
Проверяем напряжение в верхнем поясе для первого сочетания нагрузок по формуле
N1/Fрасч+МД1/Wрасч≤Rc ,где
МД1=Мq1/ξ1-MN1/ξ1*kH1
Для принятых размеров имеем площадь поперечного сечения
Fрасч=h*b=1.144*0.25=0.286м2
Момент сопротивления
Wрасч=bсеч*h2сеч/6=0,25*1,144*1,144/6=0,0545м3
Расчетная длина элемента верхнего пояса
l'p=lp/2cosα=23.7/2*0.97=12.22м
Гибкость
λx=μ*l'p/0.289*hсеч=1*12,22/0,289*1,144=36,96
Mq1=M1=390.38кН*м
ξ1=1-(λ_x^2*N_1)/(3000*F_бр*R_(c,табл)*m_б*m_сл*m_n*m_в )=1-(〖36,96〗^2*536,59)/(3000*0,286*15000*0,945*1,05*1,2*0,9)=0,9469
где Rc - расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон
kH1=αH+ ξ1(1- αH)=0.81+0.9469(1-0.81)=0.99, где αH=0,81
MN1=N1*e=536.59*0.286=153.47кН*м
где эксцентриситет приложения нормальной сжимающей силы. При отношении высоты упорной площадки с к высоте сечения hсеч равным 0,5
e=0.25hсеч=0,25*1,144=0,286м
МД1=390,38/0,9469 - 153,47/0,9469*0,99=412,27-163,71=248,56кН*м
Проверка прочности
N1/FP + МД1/WP ≤ Rc*m_б*m_сл*m_n*m_в
536.59/0.286 + 248.56/0.0545 ≤ 15000*0.945*1.05*1.2*0.9
6436.92 кН/м2 ≤ 16074.45 кН/м2
Условие выполнено.
Проверяем принятое сечение для второго сочетания нагрузок:
МД2=Мq2/ξ2-MN2/ξ2*kH2
Mq2=M1=390.38кН*м
MN2=N2*e=207,43*0.286=59,33кН*м
ξ2=1-(λ_x^2*N_2)/(3000*F_бр*R_(c,табл)*m_б*m_сл*m_n*m_в )=1-(〖36,96〗^2*207,43)/(3000*0,286*15000*0,945*1,05*1,2*0,9)=0,9795
kH2=αH+ ξ2(1- αH)=0.81+0.9795(1-0.81)=0.99
МД2=390,38/0,9795 - 59,33/0,9795*0,99=398,55-61,18=337,37кН*м
Проверка прочности
N2/FP + МД2/WP ≤ Rc*m_б*m_сл*m_n*m_в
207,43/0,286 + 337,37/0,0545 ≤16074,45кН/м2
6915,56кН/м2≤16074,45кН/м2
Условие выполнено.
Подбор сечения нижнего пояса.
Затяжка в пределах опорного узла выполнена из двух круглых стержней из стали С245, на среднем участке пролета - из одного стержня. Требуемая площадь двух стержней затяжки с учётом коэффициента условий работы γс=0,95 (п. 6 б табл. 6* СНиП II-23-81*) и коэффициента та= 0,85, учитывающего возможную неравномерность распределения усилия в двойном тяже (СНиП II-25-80 п. 3.4)
Аконц=Н/Ry*ma*γc=520.49/24.5*0.85*0.95=26.31см2
где Ry- расчетное сопротивление при растяжении для стальных конструкций, зданий и сооружений (табл. 51* СНиП II-23-81*)
Принимаем 2 стержня d = 41 мм (ГОСТ 2590-88) А=26,4см2
Требуемая площадь сечения стержня на среднем участке пролета
Аср=Н/Rbt=520.49/25=20.82см
Принимаем стержень d = 52 мм (ГОСТ 2590-88) А=21,24см2
где Rbt- расчетное сопротивление болта класса прочности 6.6 растяжению
4.Расчет и конструирование конструкции пристройки.
Требуется рассчитать и запроектировать клеедеревянную однопролетную балку из ели II сорта. Балка расположена поперек скатов покрытия, имеющего уклон i=1:24, и опирается на основные несущие конструкции, поставленные с шагом 6м. На прогон действуют изгибающие нагрузки от веса покрытия и веса снега. qH=2.99кН/м2, q=4.02кН/м2.
Расчетная схема работы балки.
α=2° cosα=0.999 sinα=0.0035
Подбираем сечение по несущей способности при изгибе.
Изгибающий момент
M=ql2/8=4.02*11.62/8=67.62кН*м
Нормальная и скатная составляющие момента
МХ=Мcosα=67.62*0.999=67.5кН*м=6750кН*см
MY=Msinα=67.62*0.0035=2.37кН*м=237кН*см
Принимаем сечение балки 15х52 см.
Моменты сопротивления сечения относительно осей
Wx=bh2/6=15*522/6=6760см3
WY=hb2/6=52*152/6=1950см3
Расчетное сопротивление древесины изгибу Ru=1,3кН/см2
Напряжение σ=Mx/Wx+My/Wy=6750/6760+237/1950=
=0,999+0,122=1,121кН/см2≤1,3кН/см2
Прочность конструкции обеспечена.
Проверка прогиба балки.
Составляющие нормативной нагрузки
qHx=qHcosα=2.99*0.999=2.99кН/м=0.0299кН/см
qHy=qHsinα=2.99*0.035=0.11кН/м=0,0011кН/см
Модуль упругости древесины Е=104МПа=1000 кН/см2
Моменты инерции сечения
Ix=bh3/12=15*523/12=175760см4
Iy=hb3/12=52*153/12=14625см4
Составляющие прогиба
fx=(5/384)qHxl4/(EIx)=(5/384)*0,0299*11604/(1000*175760)=4,01см
fy=(5/384)qHyl4/(EIy)=(5/384)*0.0011*11604/(1000*14625)=1,77см
Полный относительный прогиб
f/l=√(f_x^2+f_y^2 )/l=√(16.08+3.13)/1160=4.38/1160=1/265< [f/l]=1/200
Условие выполнено.
5.Расчет и конструирование узлов опирания и укрупнительной сборки конструкций.
5.1. Расчет узла опирания.
В месте упора верхний пояс проверяется на смятие
Площадь смятия
Fсм=с1*bсеч/cosα=0.5*1.144*0.25/0.97=0.147м2
α - угол между направлением волокон и нормалью к опорной площадке;
с -высота опорной площадки, принимаемая в пределах ( 0, 4- 0, 6) · h
Напряжения смятия
σ=N'1/Fсм=583,41/0,147=3968,78кН/м2 < Rсм=15000*1.2*0.9=16200кН/м2
Условие выполнено.
Требуемая площадь опорной плиты из условия передачи ею реакции опоры фермы на деревянные колонны.
При этом
Fплтр=R1/Rсм=263,54/3000=0,088м2=880см2
Fфпл=0,3х0,3=0,09м2=900см2> Fплтр
Толщина опорной плиты определяется из условия прочности на изгиб консольного участка. Изгибающий момент в полосе плиты единичной ширины в сечении определяется
M=σсм*a21/2=2928,22*0,0162/2=0,749кН*м
σсм=A1/ Fфпл=263,54/0,09=2928,22кН/м2
Момент сопротивления полосы плиты Wn1=δ12/6
Из условий прочности требуемый момент сопротивления площади плиты
Wтр=M/Ry*γc
Ry=240МПа, для стали С245, γс= 1,2 - коэффициент условий работы
Приравниваем Wтр= Wп1, получим
δ1=√(6М/(R_y γ_c ))=0.0039м
Принимаем толщину опорной плиты δ1= 6 мм (по ГОСТ 19903-74*)
Площадь упорной плиты согласно ранее произведенному расчету торца полуфермы на смятие удовлетворяет условию прочности.
Толщина плиты определяется из условий прочности на изгиб, рассматривая полосу плиты единичной ширины.
Изгибающий момент в плите
M=q*a22/8=3968,78*0,1342/8=8,91кН*м
где q=σ=N'1/Fсм=3968,78кН/м2
Момент сопротивления полосы плиты
Wn2=δ22/6
Из условий прочности требуемый момент сопротивления сечения плиты
Wтр=M/Ry*γc
Приравняв Wтр= Wп2, получим
δ2=√(6M/(R_y*γ_c ).)=√((6*8.91)/(240*〖10〗^3*1.2))=0,014м
Принимаем толщину упорной плиты δ2= 16 мм (по ГОСТ 19903-74*)
Круглые стержни затяжки привариваются к фасонкам четырьмя угловыми швами, которые должны воспринимать усилие, равное распору фермы.
Расчётная длина сварного шва определяется из условия прочности на срез по двум сечениям - по металлу шва и по металлу границы сплавления.
Максимальный катет шва при сварке листа и круглого стержня kf=1.2*t=1.2*16=19.2мм
Расчётная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм, по металлу шва определяется по формуле
lw=H/(4*Rwf*βf*kf*γwf*γc)=520.49/(4*180*103*0.7*0.01*1*1)=0.103м
где Rwf= 180 МПа - расчетное сопротивление срезу по металлу шва для Э42 βf =0,7 - коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали, согласно kf= 0,01 - катет шва (10 мм)
γс= 1,0 - коэффициент условий работы γwf= 1,0 - коэффициент условий работы шва
Расчётная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм, по металлу границы сплавления определяется по формуле
lw=H/(4*Rwz* βz*kf*γwz*γc)=520.49/(4*166.5*103*1*0.01*1*1)=0.078м
где Rwz= 0,45·Run = 0,45·370 = 166,5 МПа - расчетное сопротивление срезу по металлу границы сплавления βz =1,0 - коэффициент, принимаемый при сварке элементов из стали, согласно kf= 0,01 - катет шва (10 мм)
γс= 1,0 - коэффициент условий работы
γwz= 1,0 Длину шва принимаем конструктивно, с учетом условий, но не менее 113 мм (lw+ 10 мм = 103 + 10 = 113 мм).
5.2. Расчет конькового узла.
Расчёт узла сводится к подбору необходимого числа болтов в каждом из двух рядов половины накладки из условия восприятия поперечных сил в узле:
- в сечении 1
n1=R1/2*Tmin
R1=Q/(1-l1/l2)
где Q=qлвр*lp/8 - поперечная сила, определяемая из условия загружения верхнего пояса фермы односторонней нагрузкой qлвр.
Q=16.73*23.7/8=49.56кН
R1=49,56/(1-0,48/1,6)=70,8кН
Tmin- минимальная расчётная несущая способность условного среза болта.Рассчитываемое соединение относится к двухсрезным симметричным, тогда с учетом передачи усилия под углом к волокнам α = 76° (для верхнего пояса фермы), kα= 0,647 табл. 19 [1]; α = 90° (для деревянных накладок), kα= 0,6;
Tcсм=0,5*c*d*kα*mn*mв=0,5*25*1,6*0,647*1,2*0,9=13,98кН
Тасм=0,8*а*d* kα*mn*mв=0,8*9,5*1,6*0,6*1,2*0,9=7,88кН
Tu=(1,8*d2+0,02*а2)√(k_α*m_n*m_в )=(1,8*1,62+0,02*9,52)√(0,6*1,2*0,9)=
=5,16кН
Tu=2,5*d2√(k_α*m_n*m_в )=2,5*1,62√(0,6*1,2*0,9)=5.15кН
Необходимое число болтов в сечении 1
n1=R1/2Tu=70,8/2*5,15=5,87
Принимаем 6 болтов.
- в сечении 2
n2=R2/2Tmin
где R2=Q/(l2/l1-1)=49.56/(1.6/0.48-1)=49.56/2.33=21.27кН
тогда необходимое число болтов в сечении
n2=21.27/2*5.15=2.06
Принимаем 2 болта.
6.Конструирование связей.
Величины внешних горизонтальных нагрузок принимаются по СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздествия" и распределяются поровну между всеми связевыми поперечными фермами и устойчивыми торцовыми стенами.
Нормативное значение ветровой нагрузки w следует определять как сумму средней wm и пульсационной wр составляющих
w=wm+wp
Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm в зависимости от эквивалентной высоты ze над поверхностью земли следует определять по формуле
wm=w0kzec
где w0 - нормативное значение ветрового давления
kze - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты ze
с- аэродинамический коэффициент.
Нормативное значение ветрового давления w0 принимается в зависимости от ветрового района w0=0.3кПа
kze=1.6
ce=-1
wm=0.3*1.6*1=0.48кПа
Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки wp на эквивалентной высоте ze следует определять следующим образом:
wp=wmψ(ze)v,
где ψ(ze)- коэффициент пульсации давления ветра
v - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра
ψ(ze)=0,67
v=0,77
wp=0.48*0.67*0.77=0.25кПа
w=0.48+0.25=0.73кПа
Горизонтальная нагрузка от внутренних усилий для поперечных связевых ферм является внешней и определяется от каждой несущей конструкции по формуле:
qг.в.=qвkсв
где qв - расчетная вертикальная равномерно распределенная нагрузка на 1м горизонтальной проекции покрытия.
kсв - коэффициент, зависящий от вида и геометрических параметров несущих конструкций. для ферм =0,02
qг.в.=4,02*0,02=0,08кН/м2
Суммарная расчетная нагрузка на каждую поперечную связевую ферму определяется по формуле:
q=(qг+qг.в.n)/t,
где qг - внешняя горизонтальная нагрузка в продольном направлении, вызываемая ветровым напором и т.п.
n - общее число несущих конструкций в данном пролете здания
t - общее число поперечных связевых ферм, включая торцовые стены
q=(0.73+0.08*2)/2=0.45кПа
По полученным значениям суммарной нагрузки q определяются узловые нагрузки P для поперечных связей ферм по формуле:
P=qSсв
где Sсв - горизонтальная проекция длины панели поперечной связевой фермы или расстояние между точками крепления связей-распорок к несущим конструкциям.
P=0.45/5.1=88.24 Н/м
Подбираем требуемую площадь поперечного сечения:
Fтр=lp/16√(N_c/R_c )=5,10/16√(0,8824/13000)=0,00263м2=26,3см2
Принимаем брусок 60х60мм. A=36см2.
7.Указания по изготовлению, монтажу и эксплуатации.
7.1.Указания по изготовлению
Изготовление клееных деревянных конструкций целесообразно организовывать в специализированных цехах, входящих в состав деревообрабатывающих комбинатов, что позволяет рационально использовать лесоматериалы, соответствующее оборудование и квалифицированный персонал. Для выпуска КДК в соответствии с ГОСТ 20850 первостепенное значение имеет строгое соблюдение режимов склеивания и тщательный контроль качества на всех этапах изготовления конструкций. В помещениях, где изготавливаются КДК, должен поддерживаться постоянный температуро-влажностный режим: температура воздуха 16-25°С, относительная влажность воздуха 45-65%.
Для защиты КДК от увлажнения и загнивания применяются различные составы в зависимости от предстоящих условий эксплуатации. Рекомендуется применять водорастворимые препараты, не скрывающие текстуру древесины и не препятствующие ее "дыханию", фирм "НОРТ", "СЕНЕЖ".
7.2. Указания по монтажу.
Монтаж деревянных конструкций ведут теми же средствами и способами, что и монтаж любых других конструкций. Чтобы избежать смятия древесины, в местах обхвата конструкций стропами устраивают прокладки из угловой стали.
При перевозке и хранении клееных деревянных конструкция должны быть приняты меры против их увлажнения. Транспортируют эти конструкции укрупненными элементами в пакетах в положении, исключающем появление монтажных деформаций. При перевозке длинномерных деревянных элементов, например, полуарок, применяют специальные полуприцепы, на которых конструкция находится в наклонном положении. Это позволяет автопоезду вписываться в дорожный габарит и, в частности, проходить под токоведущими проводами городского транспорта.
Клееные большепролетные деревянные конструкции монтируют кранами с применением специальных временных монтажных опор. При необходимости отдельные элементы укрупняют в монтажные блоки. Так, например, при монтаже арочных покрытий целесообразно поднимать укрупненные конструкции в виде двух полуарок, скрепленных прогонами и настилом. Монтаж большепролетных конструкций обычно ведут с передвижных катучих опор, которые устанавливают в центре пролета
Несмотря на то, что всю древесину, идущую на изготовление клееных конструкций, антисептируют, при сборке дополнительно антисептируют отверстия под болты и места подтесок. Болты перед закладкой в древесину погружают в горячий антисептик. Клееные деревянные конструкции после установки покрывают огнезащитным составом.
Дощатые конструкции в зависимости от их длины перевозят на автомобилях или полуприцепах в проектном положении, скрепленными в пакеты. Так как дощатые конструкции или монтажные блоки, собранные из них имеют незначительную массу, обычно их монтируют легкими автомобильными кранами.
7.3. Указания по эксплуатации.
Вопрос о долговечности деревянных конструкций имеет важное народнохозяйственное значение и требует радикального решения.
Защитные мероприятия по обеспечению долговечности клееных деревянных конструкций направлены:
- на создание защитной водостойкой пленки на поверхности, которая препятствует проникновению в древесину атмосферной влаги и водяных паров;
- на защиту торцов клееных деревянных конструкций. Решение этой задачи особенно важно, поскольку скорость проникновения влаги в древесину вдоль волокон заметно больше, чем поперек. Для выполнения защитных покрытий могут использоваться лакокрасочные материалы, которые создают на поверхности влагостойкую, эластичную и трещиностойкую пленку.
К ним относятся пентафталевые, уретановые, перхлорвиниловые группы лакокрасочных материалов. . Эстетические свойства защитных пленок разнообразны - можно использовать как укрывистые (эмали), так и прозрачные (лаки).
Для обработки торцов деревянных клееных конструкций (ДКК) могут использоваться тиоколовые мастики У-3 0 М ( ГОСТ 13489-79) и УТ-32 (ТУ 38 105462-72), поставляемые в комплекте с вулканизирующей пастой №9. Мастики отличаются высокой влаго-, паро-, газонепроницаемостью, хорошо поддаются ремонту, могут окрашиваться пентафталевыми и перхлорвиниловыми эмалями.
Высокое качество защиты торцов ДКК обеспечивается при использовании составов на основе эпоксидных модифицированных смол К-153 и К-115, а также на основе эпоксидной шпатлевки ЭП-0010.
Защитная обработка ДКК должна производится в заводских условиях на предприятиях, где они были изготовлены, после выборки гнезд и сверления отверстий. Несущие ДКК следует делать открытыми, хорошо проветриваемыми, доступными во всех частях для осмотра и профилактического ремонта, в том числе и возобновления защитных покрытий.
Для огнезащитной обработки несущих ДКК, эксплуатируемых в среде с относительной влажностью воздуха до 75% может быть использована краска ВПМ-2Д, поверхностно- пропиточный состав ПП с последующим нанесением перхлорвиниловых или пентафталевых лаков или эмалей.
Для огнезащиты ДКК, находящихся в условиях помещений с относительной влажностью воздуха выше 75% рекомендуются покрытия на основе ХВ-5169, ОС-12-01, ОС-12-03 .
Для защиты от коррозии металлических элементов конструкций используются лакокрасочные материалы.
8.Список использованной литературы:
1. СНиП II-25-80. Нормы проектирования. Деревянные конструкции / Госстрой СССР. -М.: Стройиздат, 1983. - 31 с.
2. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия (Минстрой России - М.: ГП ЦПП, 1996 г. - 96 стр.)
3. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции [Текст] / Госстрой СССР. -М.: Стройиздат, 1983. - 31 с
4. В.Г. Миронов, Е.А. Кравцов. Индустриальные клееные деревянные конструкции. Учебное пособие, ГИСИ. Горький, 1984 г.
5. И.М. Кудряшов. Плиты покрытий с фанерными обшивками. Проектирование и расчёт. Методические указания по выполнению курсового и дипломного проектов студентами специальностей 1202 и 1206. Горький, ГИСИ, 1984 г. - 31 стр.
6. СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии Госстрой СССР. -М.:ЦИПТ Госстроя СССР, 1986. - 46 с.
7. Руководство по обеспечению долговечности деревянных клееных конструкций при воздействии на них микроклимата зданий различного назначения и атмосферных факторов./ ЦНИСК им. Кучеренко. - М.: Стройиздат, 1981. - 96 с.
8. Карлсен, Г.Г. Конструкции из дерева и пластмасс/ Г.Г. Карлсен, Ю.В. Слицкоухов. - М.: Стройиздат. 9. Иванов, В.А. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования/ В.А. Иванов.- Киев: Вища школа, 1981. - 388 с. 10. Ли, В.Д. Основные нормативные материалы для расчета конструкций из дерева и пластмасс: методические указания, ч.1 / В.Д. Ли, О.Ю. Дериглазов. - Томск, 2005. 11. Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс. Учебное пособие. / Зубарев Г.Н., Бойтемиров Ф.А.: Москва,2004.
12. Калугин А.В. Деревянные конструкции. Учебное пособие./ А.В. Калугин - Москва, 2008.
1
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
212
Размер файла
1 780 Кб
Теги
poyasnitelnaya, zapiska, konstruktsii, derevyannye
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа