Файл: Курсовая работа по дисциплине Деревянные конструкции Тема Проектирование конструкций покрытия и несущего каркаса здания.docx
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 280
Скачиваний: 10
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
прибивают гвоздями к доске другого ряда, не имеющего в данном месте стыка. Гвоздевой забой стыка рассчитываем на восприятие поперечной силы.
Количество гвоздей с каждой стороны стыка.
dгв = 0.35 см, lгв = 9,0 см
а) из условия изгиба гвоздя
но не более Т изг = 5d2=0,61
где
гв-с-1,5*d=9-5-1,5*0,35=3,475>4d=2,0 см
б) из условия смятия древесины досок на глубине защемления гвоздя
В примере: с=5 см арасч. =3,475 см., 0.35с=1,75 см 1,75<3,475<5
=3,475/5=0,7=>kн=0,432
=1,5 kn*aрасч*d=1,5*0,432*3,475*03,5=0,78 кН
=0,52 кН
Расстояние хгв принято равным 0.2113∙L, т.е. хгв= 0.2113*4,0=0,845 м. Тогда количество гвоздей с каждой стороны стыка:
Nгв=4,34/(2*0,845*0,52)=4,93 Принимаем 5 гвоздя, чётное количество
Расстояние вдоль волокон древесины от гвоздя до торца элемента во всех случаях следует принимать не менее S1 = 15d = 15∙3.5=52,5 см, принимаем 80 мм.
Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины при прямой расстановке гвоздей следует принимать не менее S2 = 4d = 4*0.35 = 1,4см, принимаем 40 мм и 30мм.
Гвозди, соединяющие между собой доски спаренного прогона, ставятся конструктивно (без расчета) с шагом 50 см в разбежку.
Шаг систем вдоль здания 3,8 м.
Здание 2-го класса по степени ответственности. Район строительства –6.
Материал несущих конструкций – сосна 2-го сорта с влажностью до 12%, металлические элементы из стали марки С235 ГОСТ 27772-88*. Для склеивания древесины принимается фенольно-резорциновый клей марки ФР-12. Несущие и ограждающие конструкции покрытия изготовлены заводским способом.
Геометрические размеры.
Геометрическую схему системы принимаем по рис. 1.1. Расчётный пролёт lр = 11,60 (12,00-0,4=11,60) м. принимается между центрами опор. Высота принята с характерным для треугольной системы отношением
При этом высота системы будет f= 7,40м.
Угол наклона верхних поясов: a= 17 °; sinα= 0,292; cosa= 0,956.
Длина ската:
Рис.1.7 Геометрическая схема системы
Рис 1.8. Схема загружения системы:
а – первый;
б – второй вариант сочетания нагрузок.
1. Постоянные расчётные нагрузки на 1м2 горизонтальной проекции покрытия
определяются с введением коэффициента надёжности по нагрузке yf в соответствии с п.2.2 [2]. Нормативные и расчётные постоянные нагрузки делятся на cosα для получения нагрузки на горизонтальную проекцию. Вес снегового покрова принимается по 6 району согласно карте 1 и табл 4* [6] Снеговая нагрузка принимается в соответствии со сводом правил СП 20.13330.2016 по СНиП 2.01.07-85* (актуализированная редакция). Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия для 6 снегового района следует определять по формуле:
So = Ce • Ct •µ ∙Sg ,где
Ce- коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра
или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.5; для покрытий с уклоном кровли для однопролетных и двухпролетных зданий при α=26,57 °
Ce=1.0.
Ct=1.0 - термический коэффициент, принимаемый в соответствии с 10.6;
µ =1 - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на
покрытие, принимаемый в соответствии с 10.4;
Sg =3 KIIa- вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли,
принимаемый в соответствии с 10.2.
So = 1.0 · 1.0 ·1· 3 = 3 кПа
Расчетная снеговая SP= So · y
где γ=1.4 - коэффициент надежности по снеговой нагрузке.
SP= 3·1.4=4,20 кПа
Нагрузки на 1 м2 плана здания приведены в таблице 1.1, постоянная нагрузка от покрытия взята из предварительно выполненного расчета ограждающих конструкций.
Таблица 1.1
Нагрузки для рассматриваемого типа здания
Собственный вес системы найдем по формуле: , где
, 
Где lр –расчетный пролёт системы;
Кс.в. – коэффициент собственного веса системы принимается по [3] 3-9 для пролетов 12-30м.
Расчетные нагрузки на 1 м системы (при шаге несущих конструкций 3,8 м):
— постоянная q=0,9698· 3,8 = 4,66 кН/м;
— временная (снеговая) S= 4,20 · 3,8 = 20,16 кН/м где 3,8 м. – шаг конструкций.
Система рассчитывается на два варианта сочетания нагрузок (рис. 1.2):
— постоянная и временная нагрузки на всем пролете;
— постоянная нагрузка на всем пролете и временная максимальная на половине пролета.
При первом варианте сочетания нагрузок
Опорные реакции
Усилие в затяжке
Нормальная сжимающая сила в верхнем поясе у опор
N1= H1 ·cosa+ A1·sina =
·0,956+
0,292=319,615кН
Нормальная сжимающая сила в середине верхнего пояса
Изгибающий момент от нагрузки в четверти пролёта
При втором варианте сочетания нагрузок
Опорные реакции
Усилие в затяжке
Нормальная сжимающая сила в верхнем поясе у опор
N2= H2 ·cosa+ A2·sina =
·
+
·
=202,03 кН
Нормальная сжимающая сила в середине верхнего пояса:
Верхний пояс рассчитывается как сжато-изгибаемый стержень, находящийся под воздействием внецентренно приложенной продольной силы и изгибающего момента от поперечной нагрузки (рис 1.9.). В результате внецентренного приложения продольной силы в опорном и коньковом узлах системы возникают разгружающие (отрицательные) моменты, за счёт чего уменьшается изгибающий момент в верхнем поясе (см. рис. 1.3).
Количество гвоздей с каждой стороны стыка.
dгв = 0.35 см, lгв = 9,0 см
а) из условия изгиба гвоздя
но не более Т изг = 5d2=0,61
где
гв-с-1,5*d=9-5-1,5*0,35=3,475>4d=2,0 смб) из условия смятия древесины досок на глубине защемления гвоздя
В примере: с=5 см арасч. =3,475 см., 0.35с=1,75 см 1,75<3,475<5
=3,475/5=0,7=>kн=0,432 =1,5 kn*aрасч*d=1,5*0,432*3,475*03,5=0,78 кН =0,52 кНРасстояние хгв принято равным 0.2113∙L, т.е. хгв= 0.2113*4,0=0,845 м. Тогда количество гвоздей с каждой стороны стыка:
Nгв=4,34/(2*0,845*0,52)=4,93 Принимаем 5 гвоздя, чётное количество
Расстояние вдоль волокон древесины от гвоздя до торца элемента во всех случаях следует принимать не менее S1 = 15d = 15∙3.5=52,5 см, принимаем 80 мм.
Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины при прямой расстановке гвоздей следует принимать не менее S2 = 4d = 4*0.35 = 1,4см, принимаем 40 мм и 30мм.
Гвозди, соединяющие между собой доски спаренного прогона, ставятся конструктивно (без расчета) с шагом 50 см в разбежку.
Расчет треугольной распорной системы
Шаг систем вдоль здания 3,8 м.
Здание 2-го класса по степени ответственности. Район строительства –6.
Материал несущих конструкций – сосна 2-го сорта с влажностью до 12%, металлические элементы из стали марки С235 ГОСТ 27772-88*. Для склеивания древесины принимается фенольно-резорциновый клей марки ФР-12. Несущие и ограждающие конструкции покрытия изготовлены заводским способом.
Геометрические размеры.
Геометрическую схему системы принимаем по рис. 1.1. Расчётный пролёт lр = 11,60 (12,00-0,4=11,60) м. принимается между центрами опор. Высота принята с характерным для треугольной системы отношением
При этом высота системы будет f= 7,40м.
Угол наклона верхних поясов: a= 17 °; sinα= 0,292; cosa= 0,956.
Длина ската:
Рис.1.7 Геометрическая схема системы
Рис 1.8. Схема загружения системы:
а – первый;
б – второй вариант сочетания нагрузок.
Harpyзки
1. Постоянные расчётные нагрузки на 1м2 горизонтальной проекции покрытия
определяются с введением коэффициента надёжности по нагрузке yf в соответствии с п.2.2 [2]. Нормативные и расчётные постоянные нагрузки делятся на cosα для получения нагрузки на горизонтальную проекцию. Вес снегового покрова принимается по 6 району согласно карте 1 и табл 4* [6] Снеговая нагрузка принимается в соответствии со сводом правил СП 20.13330.2016 по СНиП 2.01.07-85* (актуализированная редакция). Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия для 6 снегового района следует определять по формуле:
So = Ce • Ct •µ ∙Sg ,где
Ce- коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра
или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.5; для покрытий с уклоном кровли для однопролетных и двухпролетных зданий при α=26,57 °
Ce=1.0.
Ct=1.0 - термический коэффициент, принимаемый в соответствии с 10.6;
µ =1 - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на
покрытие, принимаемый в соответствии с 10.4;
Sg =3 KIIa- вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли,
принимаемый в соответствии с 10.2.
So = 1.0 · 1.0 ·1· 3 = 3 кПа
Расчетная снеговая SP= So · y
где γ=1.4 - коэффициент надежности по снеговой нагрузке.
SP= 3·1.4=4,20 кПа
Нагрузки на 1 м2 плана здания приведены в таблице 1.1, постоянная нагрузка от покрытия взята из предварительно выполненного расчета ограждающих конструкций.
Таблица 1.1
Нагрузки для рассматриваемого типа здания
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэффициент надежности | Расчётная нагрузка, кН/м2 |
| Постоянная | | | |
| 0,51 / cosα = | | 0,57/ cosα = | |
| Утепленное покрытие | | | |
| | 0,51/0,956=0,5334 0,948 | | 0,57/0,956=0,5962 |
| | | ||
| Собственная масса системы | 0,3671 | 1,1 | 0,3736 |
| Итого постоянная: | 0,9005 | | 0,9698 |
| Временная Снеговая нагрузка | | | |
| 3,00 | 1,4 | 4,20 |
Собственный вес системы найдем по формуле: , где
,
| | | | | | | |
Где lр –расчетный пролёт системы;
Кс.в. – коэффициент собственного веса системы принимается по [3] 3-9 для пролетов 12-30м.
Расчетные нагрузки на 1 м системы (при шаге несущих конструкций 3,8 м):
— постоянная q=0,9698· 3,8 = 4,66 кН/м;
— временная (снеговая) S= 4,20 · 3,8 = 20,16 кН/м где 3,8 м. – шаг конструкций.
Определение усилий в элементах системы
Система рассчитывается на два варианта сочетания нагрузок (рис. 1.2):
— постоянная и временная нагрузки на всем пролете;
— постоянная нагрузка на всем пролете и временная максимальная на половине пролета.
При первом варианте сочетания нагрузок
Опорные реакции
Усилие в затяжке
Нормальная сжимающая сила в верхнем поясе у опор
N1= H1 ·cosa+ A1·sina =
·0,956+ 0,292=319,615кННормальная сжимающая сила в середине верхнего пояса
| | |
Изгибающий момент от нагрузки в четверти пролёта
При втором варианте сочетания нагрузок
Опорные реакции
Усилие в затяжке
Нормальная сжимающая сила в верхнем поясе у опор
N2= H2 ·cosa+ A2·sina =
· + · =202,03 кННормальная сжимающая сила в середине верхнего пояса:
Подбор сечения верхнего пояса
Верхний пояс рассчитывается как сжато-изгибаемый стержень, находящийся под воздействием внецентренно приложенной продольной силы и изгибающего момента от поперечной нагрузки (рис 1.9.). В результате внецентренного приложения продольной силы в опорном и коньковом узлах системы возникают разгружающие (отрицательные) моменты, за счёт чего уменьшается изгибающий момент в верхнем поясе (см. рис. 1.3).