ПЗ к КП по деревянным конструкциям (стр. 1 из 4)
Содержание
1. Задание на проектирование
2. Расчет элементов покрытия
2.1 Конструирование клеефанерной панели покрытия
2.2 Проектирование двускатной клеефанерной балки покрытия двутаврого сечения
3. Конструирование и расчет дощатоклеенной колонны
4. Расчет узла защемления колонны в фундаменте
5. Литература
1. Задание на проектирование
Исходные данные для проектирования
Расчётный пролёт l1=18 м
Высота от уровня пола до низа несущей конструкции покрытия Н1=12м
Район строительства по весу снегового покрова – III
по ветровой нагрузке – IV
Расстояние (шаг) между несущими конструкциями (рамами) В=5,0 м
Здание цеха – однопролётное
Основной несущий элемент –двухшарнирная рама со сплошными дощатоклеенными стойками
Дополнительные данные
Порода древесины – сосна
Все здания – утеплённые
В качестве ограждающих элементов покрытий - клеефанерные панели
В качестве несущей конструкции покрытия – двускатные клеефанерные балки двутаврового сечения
Длину здания принимаем равной десяти шагам несущей конструкции –50 м
Фундаменты отдельно стоящие, под стойки рамы, проектируем из бетона класса В15. Расчётное сопротивление грунта – 0,2 МПа
Тип местности для определения ветровых нагрузок – В
Температурно-влажностные условия эксплуатации конструкций принять AI
Здание II уровня ответственности, коэффициент надёжности по назначению γn=0,95
Устойчивость конструкций обеспечивается постановкой связей в покрытии и вертикальных продольных связей между стойками.
2. Расчёт элементов покрытия
2.1. Конструирование клеефанерной панели покрытия
Материалы плиты
Древесина рёбер – сосна 2 сорта по ГОСТ 8486-86*Е
Обшивки из фанеры марки ФСБ по ГОСТ 11539-65
Клей марки ФРФ-50
Утеплитель – минераловатные плиты толщиной 80 мм
Пароизоляция – полиэтиленовая плёнка толщиной 0,2 мм
Конструктивная схема плиты
Ввиду малости уклона верхнего пояса балки покрытия (уклон принимается до 10 %) считаем длину верхнего пояса балки равной пролету здания, т.е. 18 м.
Принимаем ребристую конструкцию размерами в плане 4980х1180 мм с четырьмя продольными ребрами. Поперечные ребра устанавливаются в торцах панели и в местах стыков фанерных обшивок. Направление слоёв наружных слоёв фанеры верхней и нижней обшивок принимаем продольными. Деревянный каркас плиты образуем 4 продольными рёбрами из досок, жёстко склеенных с фанерными обшивками. Высоту ребер каркаса принимаем h = l / 35 = 500/ 35 = 14,3 см. С учетом сортамента досок и их острожки сечение продольных ребер 46´120 мм. Общее число продольных ребер – 4, что обеспечивает расстояние в свету между ребрами менее 50 см.
Обшивки толщиной по 14 мм предварительно состыкованы по длине. Под стыками обшивок и в торцах предусматриваем поперечные рёбра. Плиту рассчитываем как свободно лежащую на двух опорах однопролётную балку. Торцевые и поперечные ребра принимаем составного сечения высотой 120 мм и толщиной 46 мм. Число поперечных ребер – 3, что обеспечивает расстояние между ними не более 1,5 м.
Для удержания утеплителя в проектном положении принимаем решетку из брусков 25´25 мм, которые крепятся гвоздями к ребрам.
Рис.1
Сбор нагрузок и статический расчёт
Нагрузки на плиту приведены в таблице 1
Таблица №1
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке γf | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
| 1. Постоянная | |||
| - вес кровли | 0,15 | 1,3 | 0,195 |
| - вес ребер | 0,113 | 1,1 | 0,124 |
| - вес обшивок | 0,10 | 1,1 | 0,11 |
| - вес утеплителя | 0,124 | 1,2 | 0,15 |
| 2. Временная | |||
| - снеговая | 1,26 | 1,8 | |
| Итого: | 1,747=0,487+1,26 | 2,378=0,578+1,8 |
; 
Максимальный изгибающий момент в середине пролёта плиты с учётом II уровня ответственности
Максимальная поперечная сила с учётом II уровня ответственности
Рис. 2
Геометрические характеристики поперечного сечения
Расстояние между продольными рёбрами по осям равно a=33,2+4,6=37,8 cм, l=492>6a=6*37,8=226,8 см. Расчётная ширина фанерных обшивок
.Положение нейтральной оси симметричного сечения
Рис.3
Приведённый момент инерции поперечного сечения плиты
Момент сопротивления поперечного сечения плиты
Проверка плиты на прочность
Напряжение в нижней растянутой обшивке
рНапряжение в верхней сжатой обшивке
, здесь 
Усилие в верхней обшивке при местном изгибе определяем как в балке, заделанной по концам (у продольных рёбер). Изгибающий момент в обшивке
. 
Рис.4
Момент сопротивления обшивки шириной 100 см
.Напряжение от изгиба верхней обшивки сосредоточенной силой
Напряжение скалывания клеевых швов между слоями фанеры (в пределах ширины продольных рёбер) проверяем по формуле:
,где Sпр – приведённый статический момент фанерной обшивки относительно центра тяжести сечения:
.
Проверка жёсткости плиты
Прогиб плиты с учётом II уровня ответственности при qn=1,5кН/м=0,015кН/см и Еф=900 кН/см2 вычисляем по формуле
Запроектированная клеефанерная плита покрытия имеет прогиб от нормативных нагрузок не превышающий предельного допустимого значения, и ее несущая способность имеет дополнительный запас несущей способности.
2.2. Проектирование двускатной клеефанерной балки
покрытия двутаврового сечения
Материалы балки
Древесина – сосна (ГОСТ 8486-86Е). Верхний пояс и ребра жесткости изготовляют из древесины 2 сорта, нижний пояс – из древесины 1 сорта. Для стенок используем фанеру марки ФСФ (ГОСТ 3916-69*)толщиной 15мм. Клей марки ФРФ-50.
Конструктивная схема
В качестве несущей конструкций покрытия принимаем двускатные клеефанерные балки двутаврового сечения. Расстановка балок здания через 5.0 м. При ширине здания 18 м расчетный пролет принимаем 17,7 м.
Клеефанерные панели укладывают непосредственно на балку.
Балка состоит из фанерных стенок, дощатых поясов и ребер, склеенных между собой.
Высота балки в середине пролета
, принимаем 1,8м.Высота балки на опоре:
мм.Оба пояса балки принимаем одинакового сечения из шести вертикальных слоев досок сечением 275х50мм, с учетом их фрезерования сечение чистой доски 270х46 .