Файл: В.Н. Ардеев Конструкции из дерева и пластмасс.pdf

9

Расчеты следует производить в такой последовательности, которая позволяет учитывать влияние собственной массы вышерасположенных элементов и частей сооружения.

Все расчеты должны выполняться четко с обязательным вычерчиванием расчетных схем и эскизов рассчитываемых конструкций. Запись расчетов должна быть удобной для контроля, поэтому рекомендуется вести расчеты, придерживаясь следующей схемы записи:

1) статический расчет - расчетная схема, ее обоснование, действующие нагрузки, обоснование принятых в расчете сочетаний нагрузок, определение расчетных усилий;

2) конструктивный расчет – расчетное усилие, расчетная схема, принятое сечение или конструктивное решение со всеми необходимыми геометрическими характеристиками, проверка несущей способности или величины деформации. Все принимаемые в расчетах данные и расчетные величины должны иметь обязательные ссылки на источники, из которых они взяты.

Расчету в техническом проекте должны быть подвергнуты все основные несущие элементы каркаса. Так, например, для обычного каркасного здания следует рассчитать рабочий настил щита или панели покрытия, прогоны покрытия, основные несущие конструкции покрытия (балки, фермы), стойки каркаса продольных стен, стеновые прогоны.

В помощь проектированию в прил. 2 приведен перечень примеров расчета несущих и ограждающих конструкций из дерева и пластмасс, содержащихся в различных литературных источниках.

4.3.3. Статический расчет

Сбор нагрузок на несущую конструкцию покрытия сводится к определению нагрузки на 1 п.м (для плоских сплошных) или узловой (для плоских сквозных) несущих конструкций от покрытия с учетом собственного веса несущей конструкции; снеговой и ветровой нагрузки для данного района строительства; подвесного оборудования.

При определении нагрузок необходимо учитывать возможность одностороннего загружения поперечника снеговой нагрузкой (см. п.5.3 [6]).

По найденным нагрузкам проводится статический расчет конструкции одним из методов строительной механики с учетом загружения

10

конструкции постоянной и временной нагрузками. Статический расчет несущих конструкций необходимо выполнять на ЭВМ с использованием программ расчета по методу конечного элемента (МКЭ) [25, 26]. По результатам статического расчета строятся эпюры основных усилий.

Определяются расчетные усилия в результате сопоставления сочетаний нагрузок [6], при котором в элементе или сечении конструкции возникают максимальные усилия.

Составляется таблица расчетных усилий в элементах или сечениях конструкции.

4.3.4. Конструктивный расчет

По результатам статического расчета проводится подбор сечений элементов конструкции. При подборе сечений элементов деревянных конструкций необходимо обращать внимание на сопоставление величины напряжения в сечении с расчетным сопротивлением материала. Недонапряжение может составлять 7%.

Размеры сечений элементов из цельной древесины должны приниматься согласно сортаменту пиломатериала по ГОСТ 24454-80.

Указания по назначению сечений и выбору материалов приведены в прил. 3.

Вопросы, касающиеся применяемых для конструкций материалов (породы и влажности древесины и марки металла), а также различного рода указания по техническому проекту должны быть отражены в примечаниях.

4.3.5. Расчет и конструирование узлов

Выполняется детальный расчет и конструирование всех узлов и элементов конструкции покрытия с последующими проверками на все виды воздействий.

Болты в соединениях деревянных элементов не следует ставить по оси элемента, поскольку эта зона наиболее вероятного появления усушечных трещин. Расстояние от оси крайних болтов до торца элементов принимается не менее 7 d. Конструктивные размеры для стальных узловых деталей следует назначать из условий расстановки болтов: не менее 7 d между болтами; не менее 2d от кромки элемента вдоль уси-

11

лия; не менее 1,5 d от кромки элемента поперек усилия. Рекомендуемый сортамент болтов, гвоздей и шурупов приведен в табл. 8 прил. 3.

Особенно внимательно должны быть проработаны опорные узлы конструкции. Так, для обычного каркасного здания необходимо детально проработать карнизный узел и узел опирания стойки на фундамент с показанием в этих узлах сопряжения всех элементов, в том числа

иограждающих.

4.3.6.Расчет несущей конструкции покрытия на монтажные нагрузки

Сквозные плоские деревянные конструкции типа стропильных ферм, пологих арок, с затяжкой, монтируемые в целом виде, должны проверяться расчетом на монтажные силовые воздействия, в соответствии с принятой для них в проекте схемой оснастки и захвата и с соблюдением требований в отношении предельных значений гибкости из рабочей плоскости. В расчете следует учитывать три стадии монтажа: первую — при кантовке собранной конструкции из горизонтального в вертикальное положение, для которой необходимо проверить надежность пояса и стыковых соединений при выгибе конструкций из рабочей плоскости; вторую — при подъеме конструкции в вертикальном положении, когда она, как правило, работает по двухконсольной балочной схеме с изменением знака усилия в поясах по сравнению с основным расчетным случаем нагружения; на этом этапе, если оба пояса фермы жесткие, нижний пояс вместо растяжения испытывает сжатие и должен быть проверен на устойчивость из плоскости конструкции, верхний же пояс при подъеме вместо сжатия работает на растяжение и необходима проверка в нем стыковых соединений. Если же нижний пояс гибкий, например в металлодеревянных фермах, то при подъеме с помощью траверсы он выключается из работы, а верхний пояс работает на изгиб, наиболее опасным оказываются стыковые соединения в нем; третью — при установке конструкции на опоры и раскреплении ее в вертикальном рабочем положении временными гибкими или жесткими связями, когда конструкция работает по основной рабочей схеме, но с меньшим числом точек закрепления верхнего пояса из плоскости, чем это предусматривается постоянными связями жесткости.

Расчетной нагрузкой при монтаже является нагрузка от собственного веса конструкции (с учетом коэффициента надежности по нагрузке), которая для ферм и балок принимается равномерно распределенной

12

по всему пролету. Так как динамический коэффициент монтажной нагрузки и коэффициент повышения расчетного сопротивления на ее кратковременность по своей величине одинаковы и равны 1,2, то расчет ведется на статическую нагрузку от собственного веса без повышения расчетных сопротивлений.

Сплошные плоские конструкции в виде дощатоклееных трехшарнирных арок и рам с опиранием на фундаменты, монтируемые целиком, проверяются расчетом при кантовке и раскреплении временными связями, а в случае монтажа полуарками и полурамами с временной промежуточной опорой в середине пролета рассчитываются по стадии временного крепления связями.

Монтажная гибкость деревянных поясов балок, ферм и арок из рабочей плоскости с учетом возможного повышения жесткости за счет оснастки (траверс и других средств) не должна превышать:

а) при подъеме и установке конструкций на опоры: для поясов без стыков 400; для поясов со стыками 350;

б) при закреплении конструкций временными оттяжками: для поясов без стыков 350; для поясов со стыками 300.

Расчетная длина при определении гибкости поясов принимается:

-для нижнего пояса (в процессе подъема конструкции) равной всему пролету конструкции, если отсутствуют элементы оснастки, повышающие жесткость пояса из рабочей плоскости, или двойному расстоянию от свободного конца пояса до места перехода к усиленному оснасткой сечению;

-для верхнего пояса (в стадии установки конструкции на опоры

ивременного раскрепления из рабочей плоскости) равной наибольшему расстоянию между точками закрепления обжимающими траверсами или временными связями (оттяжками) и опорными анкерными болтами.

4.3.7.Проектирование и расчет связей

Большое внимание при проектировании следует уделять пространственной жесткости и устойчивости конструкций, обеспечиваемых постановкой соответствующих связей жесткости.

Подбор сечения связей в курсовом проекте допускается проводить по предельно допустимой гибкости из условия

λ = l0/r ≤ λпр,

13

где l0 - расчетная длина элемента, определяемая в зависимости от способа закрепления концов связи; r - радиус инерции сечения связи.

Узлы крепления связей разрабатываются из условия восприятия знакопеременной нагрузки и способа закрепления связи.

4.3.8. Защита конструкций от загнивания и возгорания

Приводятся составы антисептиков и антипиринов для защиты элементов (по спецификации на отправочный элемент) конструкций и способы (поверхностная или глубинная пропитка, обмазка или окраска) их нанесения в соответствии с «Руководством по обеспечению долговечности деревянных клееных конструкций при воздействии на них микроклимата зданий различного назначения и атмосферных факторов». –М.: Стройиздат, 1981.

4.3.9. Мероприятия по технике безопасности

Включают в себя основные требования при изготовлении конструкций и производстве строительно-монтажных работ с учетом специфики конструкций и деталей.

5.РАЗРАБОТКА РАБОЧЕГО ЧЕРТЕЖА

Вэтом разделе студентом должен быть выполнен рабочий чертеж основной конструкции здания или сооружения.

Рабочие чертежи должны выполняться в масштабе 1:10...1:20 и давать исчерпывающее представление обо всех деталях, входящих в состав конструкции, и их взаимном расположении, о расположении и размерах болтов, гвоздей и сварных швов (если конструкция деревометаллическая). Для сквозных конструкций должна быть дана геометрическая схема.

Клееные конструктивные элементы (ригель, полуарка, гнутоклееная арка и т.п.) изображаются на чертеже в положении, наиболее приемлемом при сборке и удобном для расположения на листе. Слои следует показывать на заготовке для клееного элемента. Масштаб заготов-

14

ки клееного элемента по высоте сечения принимается произвольный, для лучшего показа слоев. Для криволинейных элементов показывается прямолинейная заготовка на стадии начальной сборки на клею до ее изгиба и запрессовки в криволинейном положении.

Размеры на схеме заготовки должны обеспечить возможность её сборки на клею из ранее склеенных по длине слоев; размеры на чертеже элемента должны обеспечить его изготовление из заготовки. На чертежах криволинейных элементов для внутренней поверхности необходимо давать значение проектного радиуса кривизны и значение радиуса базовой поверхности. Обязательными размерами являются также радиусы наружной поверхности и осевой линии, длина хорды осевой линии и стрела подъема относительно хорды.

Размеры заготовок по длине принимают с учетом припуска на торцовку (см. табл. 3. прил. 3).

Ширину слоев и ширину склеенного пакета - заготовки следует принимать с учетом сортамента пиломатериалов без учета последующего фрезерования боковых поверхностей. На чертежах клееной конструкции указывается ширина сечения с учетом припуска на фрезерование боковых поверхностей заготовки. Значения припусков приведены в табл. 2 прил. 3.

Толщину слоев в спецификации и при подсчете общей высоты сечения клееного элемента следует принимать с учетом фрезерования обеих пластей с припуском по I группе и усушки. Толщина досок 16, 19, 22, 25, 30, 40, 50 после фрезерования с учетом усушки слоев составляет 11, 14, 17, 20, 24, 33, 43 мм соответственно.

К рабочему чертежу обязательно должна быть составлена спецификация по форме, приведенной в прил. 4 .

Рабочие чертежи должны иметь ряд примечаний, указывающих: породу и влажность применяемой древесины; марку применяемого металла; тип электродов и толщину сварных швов для деревометаллических конструкций; меры антисептической, противопожарной и антикоррозионной обработки древесины и металла; тип клея для клееных конструкций; сорт фанеры для клеефанерных конструкций; размещение и типы стыков досок и т.п.

15

6. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Графическая часть курсового проекта состоит из 1,5..2 листов чертежей формата 24 с размером сторон 594-841 мм. Чертежи выполняются в карандаше с соблюдением соответствующих ГОСТов и положений ЕСКД.

На каждом чертеже должен быть стандартный угловой штамп, в котором указываются наименование высшего учебного заведения, факультета, специальности и группы, фамилия и инициалы студента, шифр и дата окончания проекта. Чертеж должен быть подписан студентом. Чертежи должны полностью соответствовать расчетнопояснительной записке.

6.1. Содержание первого листа

Первый лист выполняется на стадии КД и должен содержать общие компоновочные решения каркаса в увязке с технологическими, транспортными и архитектурно-строительными требованиями, а также принципиальные решения наиболее важных узлов конструкций.

Рекомендуется следующее заполнение листа:

1. Поперечный и продольный (при необходимости) разрезы в масштабе 1:200-1:400 характерного места здания с изображением всех несущих и ограждающих конструкций с примыкающими к ним связями.

2.Схемы связей: по верхним поясам строительных конструкций, в плоскости нижних поясов и вертикальных связей, схема торцевого фахверка с нанесением принятых обозначений и сечений элементов.

3.Наиболее характерные узлы: сопряжение ригеля с колонной; сопряжение несущей конструкции с фундаментом; узлы крепления подвесного оборудования; узлы крепления покрытия к несущей конструкции в масштабе 1:10 или 1:20. Указанные узлы должны быть выполнены с примыкающими к ним элементами связей. Количество проекций должно быть таким, чтобы принятые конструктивные решения были абсолютно ясны.

4.Таблица отправочных марок.

16

5.Лист должен сопровождаться примечаниями, дающими необходимые пояснения по принятым проектным решениям, содержать данные о материалах, условиях эксплуатации, изготовлении и монтажа конструкций.

6.2. Содержание второго листа

Второй лист выполняется на стадии КДД и должен содержать рабочий деталировочный чертеж основной несущей конструкции (фермы, балки, рамы или арки - согласно заданию).

1. Отправочный элемент (не менее двух) и заготовительный блок в масштабе 1:10-1:20.

2.Характерные сечения конструкции (продольные и поперечные) в масштабе 1:10-1:20.

3.Узлы конструкции с указанием позиций элементов и привязочных размеров относительно геометрических осей.

4.Рабочие чертежи узлов и деталей.

5.Спецификации элементов отдельно на деревянные, металлические, фанерные и пластмассовые детали несущей конструкции.

6.Лист должен сопровождаться примечаниями, дающими необходимые пояснения по обработке, рациональном раскрое пиломатериалов, контроле качества изготовления.

7.ЗАЩИТА И ОЦЕНКА ПРОЕКТА

Выполненный и допущенный к защите проект студент, как правило, защищает в кафедральной комиссии. На защите студент кратко докладывает о проекте и отвечает на вопросы, задаваемые членами комиссии.

Оценивая проект, комиссия учитывает обоснованность и оригинальность принятых решений, глубину и полноту проработки проектного материала, умение использовать в работе над проектом новую на- учно-техническую литературу, качество оформления, самостоятельность, ответы на вопросы.

17

8. ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Данные задания студент устанавливает по цифрам шифра задания на курсовой проект (см. прил. 1).

Первая цифра - номер схемы.

Вторая цифра - номер варианта к данной схеме. Третья цифра - место строительства. Четвертая цифра - тип конструкции.

Пятая цифра - конструктивные особенности.

На схемах и таблицах к ним приняты следующие обозначения:

l - пролет здания или сооружения, в метрах;

H - высота здания или сооружения от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия, в метрах;

В - расстояние между основными несущими конструкциями (шаг конструкций вдоль здания), в метрах;

Z - длина здания или сооружения, в метрах;

Q - грузоподъемность тельфера в кН.

При определении данных для проектирования следует иметь в виду, что здания по всем схемам должны быть запроектированы с деревянным каркасом, а ограждение может быть выполнено с применением древесины, фанеры, пластмассы, асбестоцементных и металлических листов.