Расчет деревянных конструкций здания (стр. 1 из 3)

Содержание

1. Исходные данные

2. Определение действующих нагрузок

2.1 Определение нагрузок на ограждающую панель

2.2 Определение нагрузок на клеедеревянную балку покрытия

2.3 Определение нагрузок на колонну

3. Расчёт и конструирование клеефанерной ограждающей панели

3.1 Расчётные характеристики материалов

3.2 Геометрические характеристики

3.3 Проверка панели на прочность

4. Расчет и конструирование клеедеревянной балки покрытия

4.1 Конструировнаие

4.2 Расчет клеедеревянных балок покрытий

5. Расчёт колонны

5.1 Исходные данные

5.2 Определение нагрузок и усилий

5.3 Расчет крепления колонны к фундаментус анкеров

6. Обеспечение пространственной устойчивости здания

7. Мероприятия по обеспечению долговечности деревянных конструкций

Список литературы

1. Исходные данные

Проектируемое здание – промышленное отапливаемое, однопролётное. Пролёт здания 15 м, шаг колонн 6 м, высота 8,5 м, тепловой режим – холодный. Длина здания 30 м. Снеговая нагрузка для Новосибирска 1,5 кПа, ветровая нагрузка 0,45 кПа.

2. Определение действующих нагрузок

2.1 Определение нагрузок на ограждающую панель

Место строительства г. Новосибирск.

Нагрузки на 1 м² горизонтальной проекции панели

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент перегрузкиγf	Расчетная нагрузка, кН/м2
Постоянная
Три слоя рубероида на битумной мастике	0,090	1,3	0,117
Фанерные полки (0,009 + 0,006)*700/100*1,5	0,16	1,1	0,18
Рёбра (0,046*0,169*5,98*4+ 0,046*0,144*0,43*15)*500/100*6	0,19	1,1	0,21
Постоянная	0,44	–	0,51
Снеговая	1,5	1,6	2,4
Полная	1,94	–	2,91

Коэффициент надежности для снеговой нагрузки γf = 1,6 определяемый в зависимости от отношения нормативного собственного веса покрытия к нормативному весу снегового покрова: gn / S0 = 0,44 / 1,5 = 0,3 < 0,8.

кН м,

кН,

где расчётный пролёт плиты l = 5,98 – 0,06 = 5,92 м.

2.2 Определение нагрузок на клеедеревянную балку покрытия

Исходные данные: балка двускатная многослойная клееная; расчетный пролет l =15 м; поскольку кровля рулонная принимаем уклон i =0,1.

Сбор нагрузок:

Наименование нагрузки	Норм. нагрузка,кН/м	Коэффициентнадежности	Расч.нагрузка,кН/м
Постоянная
Утепленная плита покрытия 1,45 х 6	2,42	2,966
Собственная масса (0,25*1,2*5)	1,5	1,1	1,65
Итого:	3,92	4,62
Временная
Снеговая нагрузка	3,15	1,4	4,41

Нагрузка на 1 м.п. балки: нормативная: qn =7,07 кН / м; расчетная: q =9,03кН / м.

3. Расчёт и конструирование клеефанерной ограждающей панели

3.1 Расчётные характеристики материалов

Плиты утепленные, под рулонную кровлю; обшивки из берёзовой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ (расчетное сопротивление растяжению Rф.р.=14МПа; расчетное сопротивление скалыванию Rф.ск.=0,8МПа; модуль упругости Еф=9000МПа); фанера соединяется с деревянным каркасом клеем марки ФР-12; ребра из сосновых досок II сорта (сечением 46 х 169 мм, расчетное сопротивление изгибу Rдр.и.=13МПа; модуль упругости Едр=10000МПа); толщина фанеры для верхней обшивки принята равной δс = 9 мм, нижней δр = 6 мм.

Принимаем размеры плит: ширина bп = 1470 мм; высота = 184 мм; длина = 5980 мм.

Количество продольных ребер определяется из условия продавливания верхней обшивки панели монтажной нагрузкой P = 1,2 кН.

Принято два наружных и два внутренних продольных ребра. Поперечные рёбра из таких же досок расположены через 1,5 м по длине панели в местах стыковки фанерных обшивок.

3.2 Геометрические характеристики

а = b0 + bp = 42,9 + 4,6 = 47,5 см; l = 592 > 6 а = 6*47,5 = 285 см.

Приведённая ширина полки, см:

bврасч = 0,9 bв = 0,9*147 = 132,3;

bнрасч = 0,9 bн = 0,9*149 = 134,1.

Геометрические характеристики панели приводим к фанере.

Расчётная схема дощато-фанерной панели

Приведенная площадь сечения:

Fпр = Fф + FеЕ/Еф, Fпр = 134,4*0,6 + 132,3*0,9 + 4,6*4*16,9*1000/900 = 80,5 + 119,1 + 345,1 = 545 см2.

Статический момент площади сечения относительно нижней грани плиты:

Расстояние от нижней грани плиты до центра тяжести сечения:

; h – y0 = 8,7 см.

Приведённый момент инерции:

,

Моменты сопротивления, см3:

см3,

см3.

3.3 Проверка панели на прочность

Прочность нижней полки на растяжение:

МПа

Устойчивость верхней полки по формуле:

МПа,

где при

, .

Проверка верхней полки на местный изгиб по формуле:

Проверка скалывающих напряжений по клеевому слою между шпонами фанерной обшивки в зоне приклейки продольных ребер каркаса:

Приведенный статический момент:

Расчетная ширина клеевого соединения:

Касательные напряжения:

Проверка панели на прогиб от нормативной нагрузки:

, где

1/200 - предельный прогиб в панелях покрытий.

Следовательно, клееефанерная плита имеетпрогибы от нормативных нагрузок, не превышающие допускаемых, и ее несущая способность по отношению к расчетным нагрузкам имеет дополнительные запасы несущей способности.

Вывод: по расчёту принимаем плиту размером в плане 5980*1470 мм с четырьмя продольными рёбрами сечением 46*169 мм. Листы фанеры длиной 1525 мм состыковываем на «ус» в трёх местах по длине плиты. Поперечные рёбра в торцах плиты и под стыками фанеры. Верхняя полка толщиной – 9 мм, нижняя – 6 мм.

4. Расчет и конструирование клеедеревянной балки покрытия

4.1 Конструировнаие

Поперечное сечение балки проетируем прямоугольным. Высоту балки в середине пролета назначаем равной

Балку составляем из досок толщиной в заготовке 50мм, а в деле после двухсторонней острожки - 45мм. В середине пролета балку собираем из 34 слоев досок, что обеспечивает балке высоту h = 34*4,5 = 153 см.

Высота балки на опоре при заданном уклоне кровли должна быть

Принимаем 17 досок, что составляет

17*4,5=76,5см=0,5h

Максимальная ширина сечения балки принимается равной 16,5см.

Назначаем ширину досок в заготовке 160 мм, а в деле, после острожки боковых поверхностей склеенной балки b = 150мм.

4.2 Расчет клеедеревянных балок покрытий

Расчёт производится в большинстве случаев на изгиб как одноролетных шарнирно опертых балок на равномерно распределенную нагрузку от собственного веса элементов покрытия и веса снега.

Расстояние от оси опоры двускатной балки до наиболее напряженного сечения при работе на изгиб:

Изгибающий момент в опасном сечении:

Высота балки в расчетном сечении:

Момент сопротивления сечения:

,

где

- коэффициент условий работы балки вычотой 114см.

Нормальные напряжения от изгиба:

,

где

=15 МПа расчетное сопротивление изгибу клееной древесины, принимаемое с учетом большей надежности балок сечением более 13 см; - коэффициент условий работы учитывающий повышение несущей способности клеедеревянной балки (по мере уменьшения толщины склеиваемых досок снижается влияние пороков древесины) при толщине 42 мм и более =0,95.

Расчет клеедеревянных балок на скалывание производится на действие в сечении над опорами максимальных поперечных сил

по формуле: