Проектирование одноэтажного здания с несущим деревянным каркасом
Конструирование и расчет покрытия здания. Определение усилий в стержнях ферм. Расчет опорного узла на натяжных хомутах и центрального узла нижнего пояса. Подбор сечения рабочего настила, стропильных ног и прогонов. Расчет и конструирование узлов ферм.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 08.11.2009 |
Размер файла | 374,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет
Пояснительная записка к курсовому проекту
«Деревянные конструкции»
Выполнил:
студент группы 3017/1
Проверил:
Семенов К.В..
Санкт-Петербург
2007 г.
Содержание
1. Конструктивная схема здания.
1.1. Деревянные фермы.
1.2. Выбор шага рам.
1.3. Связи.
2. Конструирование и расчет покрытия здания.
2.1. Конструкция покрытия.
2.2. Подбор сечения рабочего настила.
2.3. Подбор сечения стропильных ног.
2.4. Подбор сечения прогонов
2.5. Расчет гвоздевого забоя.
3. Расчет и конструирование элементов ферм.
3.1. Определение усилий в стержнях ферм.
3.2. Подбор сечений элементов ферм.
4. Расчет и конструирование узлов ферм.
4.1 Опорный узел на натяжных хомутах.
4.2 Промежуточный узел.
4.3 Коньковый узел.
4.4 Центральный узел нижнего пояса.
Список используемой литературы.
1. Конструктивная схема здания
Проектируется одноэтажное здание с несущим деревянным каркасом. Основу каркаса составляют последовательно расположенные рамы, образованные двумя колоннами и ригелем. В качестве ригеля используется полигональная деревянная ферма. Колонны жестко закреплены в фундаменте в плоскости рамы и шарнирно в плоскости стены.
Пространственная жесткость здания обеспечивается связями, объединяющими отдельные рамы.
1.1 Деревянные фермы
Рассмотрим полигональную деревянную ферму.
В фермах различают следующие элементы:
1 - Нижний пояс.
2 - Верхний пояс.
3 - Раскосы.
4 - Стойки.
Все элементы фермы в данном проекте выполнены из деревянного бруса, за исключением стоек, которые выполняются из стального кругляка.
Высота фермы определяется по пролету. Для полигональной фермы: hф =1/6Lф- 8-ти панельная ферма
В данном проекте пролет фермы Lф=19,2 метра,
поэтому высота фермы hф=1/6*19,2=3,2 метра
Точки пересечения элементов фермы - узлы. Выделяют несколько характерных узлов:
5 - Опорные.
6 - Коньковый.
7 - Центральный узел нижнего пояса.
Расстояние между соседними узлами нижнего пояса называется длиной панели(lп). В этом проекте рассмотрена равно панельная ферма.
1.2 Выбор шага рам
Шагом рам называется расстояние между двух рядом стоящих рам в плоскости стены. В зданиях такого типа он зависит от нагрузок на покрытие и обычно составляет 3.5 до 5 метров. Так как проектируемое здание будет с внутренним отоплением (т.е. покрытие будет утепленное), а снеговая нагрузка будет соответствовать 5-му снеговому району, зададим 15 по 4.5 м и крайние по 3.6 м. Высота здания, пролет фермы и ветровой район при назначении шага рам не учитываются.
1.3 Связи
Конструктивная схема каркаса одноэтажного деревянного здания с полигональной 8-ти панельной фермой и схема размещения связей представлены на рисунке:
1 - вертикальные связи между фермами. Размещаются так, чтобы ни одна ферма не осталась без вертикальных связей, что приводит к их расстановке через пролет между рамами, а при четном количестве пролетов приходится их устанавливать подряд в двух пролетах (например, у одного из торцов здания).
2 - связи в плоскости верхних поясов ферм. Устанавливаются в торцевых пролетах, но если длина здания превосходит 30 м, то они устанавливаются и в центральных пролетах, по возможности с равным шагом.
3 - связи в плоскости нижних поясов ферм. Эти связи расставляются так, чтобы на виде снизу они проецировались на связи в плоскости верхних поясов ферм.
Связи 1, 2 и 3 принято называть ветровыми, так как они, придавая пространственную жесткость конструкции, позволяют наряду с прочими элементами каркаса распределять ветровую нагрузку, действующую на торец здания между всеми рамами.
Кроме связей между фермами в каркасе здания выделяют связи между колоннами:
6 - горизонтальные связи между колоннами.
7 - связи в плоскости стены между колоннами. Они устанавливаются в крайних от торцов здания пролетах, а в зданиях, длинна которых превосходит 30 м, и в центральных пролетах.
На рисунке изображены также прогоны (4) и стропильные ноги (5) - это элементы покрытия, не входящие в структуру связей. Прогоны располагаются вдоль всего здания по узлам верхних поясов ферм. Стропильные ноги укладываются поперек прогонов в плоскости верхних поясов ферм с шагом от 0.8 до 1.2 м в зависимости от величины снеговой нагрузки. В этом курсовом проекте шаг стропильных ног принят равным 0,9 м.
2. Конструирование и расчет покрытия здания
2.1 Конструкция покрытия
1 - Прогон.
2 - Стропильные ноги.
3 - Рабочий настил.
4 - Пароизоляция.
5 -Утеплитель.
6 - 3 слоя рубероида.
2.2 Подбор сечения рабочего настила
Рабочий настил рассчитывается на прочность и прогиб. Выполняется из досок. Для обеспечения достаточной жесткости, каждая доска опирается как минимум на 3 опоры (имеется двухпролетная неразрезная балка).
Расчет рабочего настила по первой группе предельных состояний.
Первое сочетание нагрузок: постоянная (собственного веса) + временная (снеговая).
Расчетная схема:
Таблица 1. Нагрузки собственного веса.
№ п. п. |
Наименование |
gн, кгс/м3 |
|
g, кгс/м3 |
|
1 |
3-х слойный ковер рубероида на битумной мастике |
10 |
1.1 |
11 |
|
2 |
Утеплитель с=100 кг/см3 |
7 |
1.2 |
8.4 |
|
3 |
Пароизоляция |
3 |
1.1 |
3.3 |
|
4 |
Рабочий настил (t=25 мм) |
12.5 |
1.1 |
13.8 |
|
Итого: |
32.5 |
36.5 |
|||
Обозначения в таблице:
gн - нормативная нагрузка собственного веса;
- коэффициент надежности по нагрузке собственного веса;
g - расчетная нагрузка собственного веса.
Определим снеговые нагрузки. Снеговой район = 5 P**= 320 кг/м2
Далее определяем погонные нагрузки q и P.
q = g * b = 36.5 кг/м - расчетная
qн= gн*b=32.5 кг/м - нормативная
где b - ширина полосы сбора нагрузки (b = 1 м);
P*= P*** cos=320*1=320кг/ м2
P= P** B=320кг/ м2 - расчетная
Pn= P*0.7=224кг/ м2 - нормативная
где - угол наклона кровли к горизонту (cos ? 1).
Расчет по прочности:
= Mmax / W <= Rизг * mв
где - напряжение;
Mmax - расчетный изгибающий момент;
W - момент сопротивления рабочего настила;
Rизг - расчетное сопротивление изгибу (Rизг = 130 кгс/см?);
mв - температурно-влажностный режим-коэффициент, учитывающий работу древесины, зависящий от отапливаемости здания (так как здание отапливается mв =1).
Мmax = 0.125(q+ P) * Lnр? = 0.125 * (36.5+ 320) * 0.9? = 36.09 кгс*м
W = b * h? / 6 = 1 * 0.0252 / 6= 1.04*10-4 м?
= 36.09/1.04*10-4 =3.46*105 кг/ м2 < Rизг * mв = 130 * 1= 13*105 кг/ м2
Расчет на жесткость:
f=2.13*( qн+Pn)* L4nр /384/E/I<=1/150* Lnр
где f - допустимый прогиб;
E - модуль нормальной упругости (E = 1 * 105 кг/см2);
I - момент инерции.
I=b*t3/12=1* 0.0253/12=1.3*10-6 м4
f=2.13*(32.5+224)*0.94 / 384/ 105/104/1.3* 10-6=0.72*10-3м.
1/150* Lnр=0,9/150=6*10-3
0,72*10-3<6*10-3
Второе сочетание нагрузок: постоянная (собственного веса) + монтажная.
Расчетная схема:
= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax = 0.07 * q* Lnр? * + 0.207 * 2 * Pч * Lnр
где Pч -вес человека ( Pч=100кг)
Рр.ч= Pч* =100*1,2=120 кгс
где Pр.ч - расчетный вес человека;
- коэффициент надежности по монтажной нагрузке ( = 1.2).
Mmax = 0.07 * 36,5 * 0,92 + 0.207 * 2 * 120 * 1,205 = 39,32 кгс*см
= 39.32 / 1.04*10-4 = 378076 кгс/м? < Rизг * mв = 130 * 1 =13*105 кгс/м2 Прочность обеспечена.
2.3 Подбор сечения стропильных ног
Нормы предписывают выполнять расчет стропильных ног как однопролетную балку.
Расчетная схема:
Расчетный пролет стропильной ноги вычисляется по формуле:
Lоб = d / cos = 2.4 / 1 = 2.4 м
где d - длина панели фермы (d = 2.4 м).
Определим нагрузки:
Собственный вес:
qн= gн* c*cos+ 5=36.5*0.9*1+5=34.75 кг/м
q = g * с * cos + 5* = 36.5*0.9*1+5*1.1=37.85 кг/м
Снеговая нагрузка: P= P* * c*cos =320*0.9*1=288 кг/ м
Pn= P*0.7=288*0.7=201.6кг/ м
Проверка на прочность:
= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax = 0.125 * (q+ P) * Lоб? = 0.125 * (37.85+ 288) * 2.4? = 234.6 кгс*м
W = b * h? / 6 = 7.5 * 12.52 / 6= 195.31 cм?
= 234*102 /195.31=12*105 кг/ м2 < Rизг * mв = 130 * 1= 13*105 кг/ м2
Подобранное сечение проверяем на прогиб:
f=5*( qн+Pn)* L4об /384/E/I<=1/200* Lоб
I=b*h3/12=7.5* 12.53/12=7813 cм4
f=5*(34.75+201.6)*2404 / 384/ 100*105/7813=0.13 см
1/200* Lnр=2.4/200=1,2 см
0,13<1,2
Прочность обеспечена. Принимаем поперечное сечение стропильной ноги 125*75 мм.
2.4 Подбор сечения прогона
Прогон проверяют на прочность и на прогиб.
Подбор сечения прогона.
От собственного веса
qн = gн * d + 15=32,5*2.4+20=98 кг/м
q = g * d + 20*=36.5*2.4+20*1.1=109,6 кг/м
Снеговая нагрузка
P= P* d=320*2.4=768 кг/ м
Pn= P*0.7=768*0.7=537,6 кг/ м
Где d - расстояние между прогонами по горизонтали (а = 4,5м); = 1.1
Проверка на прочность:
= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax = 1/12 * (q+ P) * Lпр? = 1/12 * (109,6+768) * 4.5? = 1480,95 кгс*м
W =2* b * h? / 6 =2*6 * 252 / 6= 1012,5 см?
=1480.95/1012,5 =118,47 кг/ см2 < Rизг * mв = 130 * 1= 130 кг/ см2
Подобранное сечение проверяем на прогиб:
f=( qн+Pn)* L4пр /384/E/I<1/200* Lпр
I=2*b*h3/12=2*6 253/12=15625 cм4
f=(98+537.6)*4.54 / 384/ 100*105/15625=0.434 см.
1/200* Lnр =4.82/200=2,41 см.
0,45<2,25
Прочность обеспечена.
Принимаем поперечное сечение прогона из двух досок 60*250 мм.
2.5 Расчет гвоздевого забоя
Определяем Q = Mоп /2/ a
Находим количество гвоздей n =Q/ Tгв,
Tгв - несущая способность 1-го гвоздя.
Mоп =Мmax = 1/12 * (q+ P) * Lпр? = 1/12 * (109.6+768) * 4.5? = 1480.95 кгс*м
Примем диаметр гвоздя dгв= 5.5 мм
Определяем a = 0.2*L - 23 dгв = 0.2 * 4.5 - 23*55*10-4 = 0,7735 м
n=1480.95 /2/0.7735=7,9
Принимаем n = 8 шт.
3. Расчет и конструирование элементов ферм
3.1 Определение усилий в стержнях фермы
Все вертикальные нагрузки, действующие на ферму, делятся на постоянные и временные. При определении усилий принимается, что все нагрузки приложены к узлам верхнего пояса.
P - узловая нагрузка от действия снега.
G - узловая нагрузка от действия собственного веса.
G =( gпокр + gсв)*а*d/cosб; gпокр= g+gоб+gпр
где d - длина панели, измеряемая вдоль верхнего пояса фермы;
а - ширина панели;
gобр=A/c*с*гf
где с-плотность древесины(500 кг/м3); гf-коэффицмент(1,1)
gобр=0,075*0,1*500*1,1/0.9=4,583 кг/м2
gпр=Апр/d*с*гf ; gпр=0.2*0.1*500*1.1/1.2=9,16 кг/м2
gпокр=36,5+4,58+9,16=50,246
gсв=; gсв==39,317 кг/м2
G=(50.246+39.317)*10.8= 967.287 кг P=P*10.8= 3456 кг
Расчет выполняется на единичных нагрузках, приложенных к половине фермы.
Элемент |
Усилие от 1 |
NG |
NP |
N |
|||
фермы |
слева |
справа |
везде |
кг |
кг |
кг |
|
В1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
В2 |
-2,43 |
-0,97 |
-3,4 |
-3288,8 |
-11750,4 |
-15039,2 |
|
В3 |
-3,55 |
-1,77 |
-5,32 |
-5145,96 |
-18385,92 |
-23531,22 |
|
В4 |
-3,67 |
-2,44 |
-6,11 |
-5910,1 |
-21116,16 |
-27026,26 |
|
Н1 |
2,42 |
0,97 |
3,39 |
3279,1 |
11715,84 |
14994,94 |
|
Н2 |
3,53 |
1,76 |
5,29 |
5116,95 |
18282,24 |
23399,19 |
|
Н3 |
3,65 |
2,43 |
6,08 |
5881,1 |
21012,48 |
26539,72 |
|
Н4 |
3 |
3 |
6 |
5803,72 |
20736 |
26539,72 |
|
Р1 |
-3,48 |
-1,39 |
-4,87 |
-4710,69 |
-16830,72 |
-21541,41 |
|
Р2 |
-1,68 |
-1,2 |
-2,88 |
-2785,79 |
-9953,28 |
-12739,07 |
|
Р3 |
-0,19 |
-1,06 |
-1,25 |
-1209,11 |
-4320,98 |
-5529,11 |
|
Р4 |
1,08 |
-0,95 |
0,13 |
125,747 |
-3283,2/ +3732,48 |
3858,227 |
|
С1 |
-0,5 |
0 |
-0,5 |
-483,64 |
-1728 |
-2211,64 |
|
С2 |
1,26 |
0,9 |
2,16 |
2089,34 |
7464,96 |
9554,3 |
|
С3 |
0,15 |
0,82 |
0,97 |
938,27 |
3352,32 |
4290,59 |
|
С4 |
-0,86 |
0,76 |
-0,1 |
-96,728 |
-2972,16/ +2626,56 |
-3068,88/ -2529,83 |
|
С5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
где NG - реальное усилие в стержнях фермы от сил G;
NP - реальное усилие от снеговой нагрузки;
N - суммарное усилие
3.2 Подбор сечений элементов ферм
Нижний пояс.
Подбираем одно сечение на весь пояс. За основу берем элемент Н3, с Nmax=26839,58 кг.
1. Из условия прочности (1) для центрально растянутого стержня определяем требуемое значение площади ослабленного врубкой сечения
где mв=1 (группа конструкций АI) и mо=0,8.
2.При максимальной степени ослабления сечения н.п. врубкой на глубину hвр=1/4hнп (hнп - высота сеченя н.п.) полная площадь поперечного сечения определяется как
.
3. С учетом требования hнп1,5bнп (bнп - ширина сечения н.п.) и сортамента пиломатериалов хвойных пород (приложение 4) выбираем сечение н.п. bнпxhнп=200x225 мм, при котором Абр=450 см2.
4. Из условия hвр1/4hнп задаемся глубиной врубки в нижний пояс hвр=56 мм (значение hвр должно быть кратно 0,5 см) и проверяем прочность ослабленного сечения
(Условие выполняется)
Верхний пояс.
1. Из условия прочности центрально-сжатого стержня (2) определяем требуемое значение площади ослабленного врубкой сечения
где Rc=140 кг/см2 (для изготовления поясов фермы применяется древесина II сорта).
2. Определяем требуемое значение полной площади поперечного сечения с учетом ослабления сечения в.п. врубкой (hвр=1/4hвп)
.
3.Ширина сечения в.п. bвп принимается равной bнп 0, т.е. bвп=bнп=20 см. Требуемое значение высоты сечения в.п. определяем как
С учетом сортамента и требования hвпbвп назначаем сечение в.п. bвпxhвп=200x200 мм, при котором Абр=400 см2.
4. Вычисляем радиусы инерции сечения ry=rx=0,289hвп0,0578м. Расчетные длины в.п. в плоскости и из плоскости фермы при установке прогонов в каждом узле в.п. равны между собой lx=ly=d/cos=2,4/12,4 м. Определяем гибкости в.п. x и y : x=y=lx/rx=2,4/0,0578=41,522 < 70
Условие прочности не выполняется! Увеличим сечение в.п.!
5. Так как максимальная гибкость не превышает 70, коэффициент продольного изгиба вычисляем по формуле
6. Выполняем проверку устойчивости в.п. по формуле (3) с учетом Ар=Абр
Опорный раскос.
Элемент Р1.
1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).
Задаемся значением коэффициента продольного изгиба в пределах от 0,5 до 0,7, например = 0,5 и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса
2. С учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x175 мм, Абр=350 см2.
3. Расчетные длины опорного раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,451 м. Радиусы инерции rx =0,289*0,175=0,05075 м.
ry = 0,289*0,2=0,0578 м
Определяем гибкости опорного раскоса:
,
где []=120 - предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов []=150). Так как max < 70, определяем по формуле
.
4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса
.
(Условие устойчивости выполняется)
Элемент Р2.
1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).
Задаемся значением коэффициента продольного изгиба в пределах от 0,5 до 0,7, например = 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса
2. С учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x150 мм, Абр=300 см2.
3. . Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,63 м. Радиусы инерции
ry=0,289hp=0,289*0,2=0.0578 м,
rx=0,289bp=0,289*0,15=0.04335 м.
Определяем гибкости опорного раскоса:
,
где []=120 - предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов []=150). Так как max >70, определяем по формуле
.
4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса
.
(Условие устойчивости выполняется)
Элемент Р3.
1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).
Задаемся значением коэффициента продольного изгиба в пределах от 0,5 до 0,7, например = 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса:
2. С учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x125 мм, Абр=250 см2.
3. . Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,811 м. Радиусы инерции
rx=0,289hp=0,289*0,2=0,0578 м,
ry=0,289bp=0,289*0,125=0,036123 м.
Определяем гибкости опорного раскоса:
,
где []=120 - предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов []=150).
(Условие устойчивости выполняется)
Элемент Р4.
1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3). Задаемся значением коэффициента продольного изгиба в пределах от 0,5 до 0,7, например = 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса
2. При подборе сечения 200х75 не будет выполнено условие предельной гибкости, следовательно с учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x100 мм, Абр=200 см2.
3. Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=4 м. Радиусы инерции инерции rx =0,289*0,1=0,0289 м.
ry = 0,289*0,2=0,0578 м
Определяем гибкости опорного раскоса:
,
где []=120 - предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов []=150). Так как max < 70, определяем по формуле
.
4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса
.
(Условие устойчивости выполняется)
Элемент Р(встречный раскос).
В общем случае расчет встречного раскоса производится аналогично расчетам остальных раскосов. По условиям задания сечение встречного раскоса принимается как у раскоса Р4 (200*100мм).
Стойка.
Элемент С1.
Стойка С1, в отличии от всех остальных, работает на сжатие и, следовательно выполняется из дарева. Сечение стойки принимается минимально возможным в данных условиях 200*100мм
Элемент С2.
Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:
где Nст - наибольшее растягивающее усилие.
По приложению 6 принимаем сечение стойки:
d=30мм ; Aст=5,06 см2
Элемент С3.
Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:
где Nст - наибольшее растягивающее усилие.
По приложению 6 принимаем сечение стойки:
d=20мм; Aст=2,182 см2
Элемент С4.
Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:
где Nст - наибольшее растягивающее усилие.
По приложению 6 принимаем сечение стойки:
d=16мм; Aст=1,408 см
4. Расчет и конструирование узлов ферм.
4.1 Опорный узел на натяжных хомутах
1.Проверка на смятие опорного вкладыша по плоскости примыкания опорного раскоса.
Пусть раскос примыкает к нижнему поясу под углом 450.
,
,
так как 61,54 кг/см2 < 62,69 кг/см2 - условие прочности выполняется.
2. Определение диаметра тяжа.
,
где
Принимаем d=20 мм Ант = 2,18 см2.
3. Определение количества двухсрезных нагелей для прикрепления накладок к нижнему поясу.
,
проверим dнаг. = 20 мм
толщина накладок а = 6 dнаг.= 62= 12 см
Тс=50сdн=50202=2000 кг,
Та=80аd н=8012,52=2000 кг,
Ти=180d н2+2а2=18022+212,52=1032,5 кг,
но не более Ти=250dн2=25022=1210 кг.
4. Расчет швеллера.
Расчетная схема:
По конструктивным соображениям подбираем швеллер: h>hнп+6мм
Принимаем 30 Wy = 43,6 см3
(условие прочности выполняется).
5.Проверка накладок на смятие.
(условие прочности выполняется).
6. Расчет прочности уголков в торце накладок.
Расчетная схема:
где
Проверим равнобокий уголок 12,5X12,5X8 W=75,9 см3 , I = 294 см4
Подходит.
7. Проверка опорной подушки на смятие под воздействием опорного давления.
Nопор= 4(967б287 +3456) = 17693,148
Требуемая площадь опоры:
Принимаем опорную подушку 200X225мм.
4.2 Промежуточные узлы фермы
Промежуточный узел 2.
Сечение сжатого раскоса bPX hp = 17,5X20 см2, усилие в нем 12739,07 кг, угол между осями раскоса и верхнего пояса - 40,30.
1. Назначаем глубину врубки раскоса в верхний пояс:
.
Принимаем h вр = 5 см.
2. Проводим проверку на смятие верхнего пояса по площадке смятия.
а) Определим размеры площадки смятия:
б) Условие прочности на смятие:
Прочность на смятие не обеспечена. Изменяем конструкцию узла.
1. Проверяем прочность на смятие в зоне рабочего опирания подушки на верхний пояс. Разность усилий в элементах верхнего пояса, примыкающих к узлу составляет 5010 кг.
Прочность на смятие обеспечена.
2. Проверяем необходимую длину l ск.
Промежуточный узел 4.
Сечение сжатого раскоса bPX hp = 15X20 см2, усилие в нем кг, угол между осями раскоса и верхнего пояса - 48,60.
1. Назначаем глубину врубки раскоса в верхний пояс:
.
Принимаем h вр = 5,6 см.
2. Проводим проверку на смятие верхнего пояса по площадке смятия.
а) Определим размеры площадки смятия:
б) Условие прочности на смятие:
;
Прочность на смятие не обеспечена.
Изменяем конструкцию узла.
1. Проверяем прочность на смятие в зоне рабочего опирания подушки на верхний пояс. Разность усилий в элементах верхнего пояса, примыкающих к узлу составляет 5010 кг.
Прочность на смятие обеспечена.
2. Проверяем необходимую длину l ск.
Промежуточный узел 5.
Сечение сжатого раскоса bPX hp = 20,0X12,5 см2, усилие в нем 5529,11 кг, угол между осями раскоса и нижнего пояса - 510.
1. Назначаем глубину врубки раскоса в верхний пояс: . Принимаем h вр = 5,6 см.
2. Проводим проверку на смятие верхнего пояса по площадке смятия.
а) Определим размеры площадки смятия:
б) Условие прочности на смятие:
;
Прочность на смятие обеспечена.
Промежуточный узел 6.
Сечение сжатого раскоса bPX hp = 20X10 см2, усилие в нем 3858,227 кг, угол между осями раскоса и нижнего пояса - 53,10.
1. Назначаем глубину врубки раскоса в верхний пояс:
.
Принимаем h вр = 5,6 см.
2. Проводим проверку на смятие верхнего пояса по площадке смятия.
а) Определим размеры площадки смятия:
б) Условие прочности на смятие:
;
Прочность на смятие обеспечена.
4.3 Коньковый узел
4.4 Центральный узел нижнего пояса
5. Расчет стыка нижнего пояса
Определение количества двухсрезных нагелей для прикрепления накладок к нижнему поясу.
,
проверим dнаг. = 24 мм
толщина накладок
а > 6 dнаг.= 62,4= 14,16 см, a=150 см
Тс=50сdн=50202,4=2880 кг,
Та=80аd н=80152,4=2880 кг,
Ти=180d н2+2а2=1802,42+2152=1486,8 кг,
Список используемой литературы
1. ”Конспект лекций по деревянным конструкциям” Семенов К. В. - 2007 г.
2. Карлсен “Деревянные и пластмассовые конструкции”.
3. Кауфман “Деревянные конструкции”.
Подобные документы
Конструктивная схема здания. Деревянные фермы. Выбор шага рам. Связи. Конструирование покрытия здания. Конструкция покрытия. Подбор рабочего настила. Подбор сечения стропильных ног. Подбор сечения прогонов. Расчет и конструирование элементов ферм.
курсовая работа [73,0 K], добавлен 28.05.2008Конструктивная схема одноэтажного здания с несущим деревянным каркасом. Определение элементов фермы и шага рам. Расчет и конструирование кровли, стропил, прогона и узлов. Узел примыкания раскосов к верхнему и нижнему поясам фермы. Стык нижнего пояса.
курсовая работа [833,5 K], добавлен 30.05.2013Химический состав стали С345. Расчет плоского настила. Определение расчетных усилий и назначение схемы. Подбор сечения главной балки, конструирование опорного узла. Компоновка сечения сплошной колонны, расчет базы. Особенности конструирования оголовка.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.03.2013Проектирование сборных плит покрытия с деревянным ребристым каркасом: проверка прочности панели по нормальным напряжениям, обшивки на устойчивость. Конструирование дощатоклееных колонн поперечной рам одноэтажного дома: расчет узла крепления, болтов.
курсовая работа [345,7 K], добавлен 18.04.2010Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Правила расчета схемы поперечной рамы. Определение общих усилий в стержнях фермы. Расчет ступенчатой колонны производственного здания. Расчет и конструирование подкрановой балки, подбор сечения балки.
курсовая работа [565,7 K], добавлен 13.04.2015Расчет рамы производственного здания, расчёт на вертикальную нагрузку от мостовых кранов. Определение усилий в стержнях фермы, подбор сплошного сечения внецентренно сжатого стержня. Конструирование узла сопряжения верхней и нижней частей колонны.
курсовая работа [802,3 K], добавлен 22.05.2022Расчет и конструирование ограждающей конструкции. Геометрические размеры и определение нагрузок на раму, ее статический расчет, подбор сечения и проверка напряжений, оценка устойчивости плоской формы. Конструкции и расчет опорного и конькового узлов.
курсовая работа [951,4 K], добавлен 11.12.2011Компоновочная и расчетная схема каркаса одноэтажного промышленного здания в сборном железобетоне, сбор по загружениям. Определение усилий в крайней колонне и комбинация усилий в ее сечениях. Расчет и конструирование отдельно стоящего фундамента и плиты.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 10.01.2011Проект двойного дощатого настила под холодную рулонную кровлю по сегментным металлодеревянным фермам. Расчет консольно-балочных прогонов, несущих конструкций покрытия и подбор сечения колонн. Обеспечение жесткости здания при эксплуатации и монтаже.
курсовая работа [443,1 K], добавлен 28.11.2014Расчет ограждающих конструкций покрытия. Сбор нагрузок, действующих на рабочий дощатый настил. Анализ расчетных усилий и геометрических характеристик сечения. Конструирование арок, их размеры и проверка прочности. Параметры опорного и конькового узлов.
курсовая работа [190,7 K], добавлен 20.12.2012