Проектирование здания
Изучение конструктивной компоновочной схемы цеха по производству оконных и дверных блоков с необходимыми эскизами. Меры по защите деревянных конструкций от гниения и возгорания. Расчет клеефанерной плиты покрытия и ограждающей стеновой конструкции.
Рубрика | Строительство и архитектура |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 24.11.2013 |
Размер файла | 1,3 M |
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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Описание конструктивной компоновочной схемы здания с необходимыми эскизами
Проектируемое здание - цех по производству оконных и дверных блоков в городе Сочи. Размеры в осях 22 х 122 м.; пролёт 22 м.; шаг основных несущих конструкций 3,3 м.; высота здания от уровня чистого пола до низа стропильных конструкций 7 м.
Рисунок 1.1 - Конструктивная схема здания.
Задаемся ориентировочными размерами колонн
Hк=5,80-0,15=5,65
Высота поперечного сечения колонны:
следовательно:
По таблице п. 2 [1] корректируем высоту, принимаем:
При этом количество досок равно 12 штук.
Находим ширину поперечного сечения колонны по таблице п. 2 [1]:
Принимаем доску 200 и минус на отстрожку 20: bk = 18 см.
Задаемся ориентировочными размерами стропильной балки
Находим высоту стропильной балки на опоре:
из условия:
находим:
Принимаем: Вб =0,3
Делаем проверку:
Принимаем доску 100 мм. и минус 20 мм. на отстрожку.
Задаемся ориентировочными размерами плиты покрытия
Тогда высота ребра плиты будет равна:
hр = 150 -6=144 см.
Тогда высота плиты будет равна:
Принимаем доску 50 мм - 6 мм на отстрожку вр=3,5
Задаемся ориентировочными размерами стеновой панели
Тогда высота ребра панели будет равна:
Тогда высота панели будет равна:
Из условия :
Sp ?50 см2
Sp= hp•bp ?50 см.
Находим: вр=4,6 см. Принимаем вр=4,6 см.
Правило расстановки связевых блоков
1) Связевые блоки устанавливаются у торцов здания и далее равномерно с расстоянием в свету не более 24 м.
2) При применении плит покрытия применяют связи, в виде деревянных распорок, квадратного поперечного сечения или круглых крестообразных тяжей из арматуры класса А-I диаметром 14 мм.
3) Оптимальный угол наклона связи к несущей конструкции 45є (допускается 30є-60є).
4) Расположение связей в покрытии и по стенам должно совпадать.
Схема расположения связей по оси А.
2. Конструктивные и химические меры по защите деревянных конструкций от гниения и возгорания
Защита древесины от гниения: конструктивная защита и химическая защита от гниения
Конструктивная защита от загнивания
Принципом конструктивной защиты деревянных конструкций от гниения является создание для древесины такого температурно-влажностного режима, при котором обеспечивается сохранение ее влажности ниже 20% на все время эксплуатации. Для этого необходимо проводить следующие конструктивные мероприятия.
Несущие деревянные конструкции должны быть открытыми, хорошо проветриваемыми и доступности для периодического осмотра.
Необходимо обеспечивать надежную гидроизоляцию деревянных конструкций и их частей, соприкасающихся с грунтом, фундаментами, бетоном, каменной кладкой и массивными металлическими частями.
Поскольку в толще ограждающих элементов, находящихся в зоне изменения температур, возможно образование конденсата, несущие деревянные конструкции следует располагать либо целиком в пределах отапливаемого помещения, либо вне его. Панели покрытия и стен беспустотной конструкции не должны иметь деревянных элементов в зоне низких температур. Пустотные ограждающие конструкции должны иметь осушающие вентиляционные продухи, обеспечивающие быстрое высыхание древесины. При этом холодный сухой воздух вводится под карниз, а сырой и теплый выпускается у конька.
Деревянные покрытия следует осуществлять с наружным отводом атмосферных вод. Деревянные стены защищаются от косого дождя и снега широким венчающим карнизом или широким свесом. Торцы брусьев или бревен защищают от проникновения влаги посредством обшивки досками.
Деревянные покрытия не рекомендуется устраивать с фонарями верхнего света.
Химическая защита от загнивания
Конструктивных мер для защиты древесины от гниения недостаточно при эксплуатации деревянных конструкций в условиях постоянного или периодического увлажнения. Для таких деревянных конструкций антипсептирование является основным мероприятием по защите от гниения, рассчитанным на весь срок службы древесины.
Антисептическая обработка элементов деревянных конструкций и изделий должна производиться в производственных условиях на специализированном оборудовании.
В случае невозможности централизованного снабжения строительства элементами деревянных конструкций химически защищенными от гниения, допускается проведение антисептической обработки древесины на месте строительства механизированным, а в отдельных случаях и ручными способами.
Перед антисептической обработкой древесину необходимо очистить от коры и луба. Вся механическая обработка лесоматериалов (распиловка, сверление отверстий и т.д.) производится до антисептирования.
Вид антисептической обработки древесины выбирается в зависимости от условий эксплуатации деревянных конструкций.
Защита древесины от возгорания: конструктивная защита и химическая защита от возгорания
Конструктивная защита от возгорания
Конструктивными мерами по предотвращению возгорания и интенсивного развития пожара в деревянных зданиях предусматривается применение деревянных конструкций из массивных, преимущественно строганных элементов, - брусьев, бревен, клееных массивных элементов без острых выступающих частей, щелей, трещин, так как элементы деревянных конструкций, имеющие сечение более 100Ч100 мм., во время активного горения обугливаются со скоростью 0,75-1 мм. в мин, и поэтому такие деревянные конструкции сохраняют свою несущую способность в течение 30-45 мин.
Строящиеся здания должны иметь гладкие стены и потолок без выступающих внутрь помещения деревянных частей, иметь беспустотные ограждающие конструкции с применением в них несгораемых или трудносгораемых утеплителей.
Воздушные прослойки разделяются на отсеки (площадью до 50м2) несгораемыми диафрагмами, не препятствующими осушению полостей.
Деревянные поверхности покрываются огнезащитной облицовкой и штукатуркой, деревянные части отделяются от источников нагрева специальными противопожарными преградами. Деревянные конструкции должны эксплуатироваться при температуре, не превышая 50?С.
Химическая защита от возгорания
К трудносгораемым относятся деревянные элементы, пропитанные водными растворами огнезащитных солей в цилиндрах под давлением с поглощением сухой соли до 75 кг. на 1 м3 древесины. Однако такая обработка снижает прочность древесины на 10-20%, а при обработке клееных элементов может наступить полная потеря прочности клеевого шва через 1-2 года. Поэтому в последнее время практически отказались от такой обработки.
Более эффективна поверхностная защита древесины от возгорания.
Технология нанесения огнезащитных покрытий, красок и обмазок аналогична нанесению антисептических паст и влагозащитных покрытий. Нанесение покрытий необходимо производить в два или более слоев с тем, чтобы обеспечить требуемый расход. Последующий слой наносится после высыхания предыдущего слоя.
3. Расчет клеефанерной плиты покрытия
Определение типа и размера поперечного сечения плиты
Рисунок 3.1 - Конструктивная и расчетная схема панели покрытия.
Сбор нагрузок на плиту
Таблица 1 - Сбор нагрузок на 1 м2 плиты
Наименование нагрузки |
qn |
гm |
q |
|
1. Верхняя фанерная обшивка |
7 |
1,1 |
7,7 |
|
2. Нижняя фанерная обшивка |
4,2 |
1,1 |
4,6 |
|
3. Вес ребер |
5,93 |
1,1 |
6,52 |
|
4. Утеплитель минераловатной плиты |
15 |
1,2 |
18 |
|
5. Пароизоляция 1 слоя руберойда с = 5 кг/м2 |
5 |
1,3 |
6,5 |
|
6. Гидроизоляционный ковер 4 слоя руберойда С= 20кг/м2 |
20 |
1,3 |
26 |
|
7. Итого: |
57,13 |
69,32 |
||
8. Вес вспомогательных элементов 10% от итого |
5,71 |
6,93 |
||
9. Итого собственный вес плиты |
62,84 |
76,25 |
||
10. Снеговая |
168 |
240 |
||
11. Всего нагрузка на плиту |
230 |
316,25 |
qp = qpтабл• 1,5= 316,25•1,5=474,4 кгс/м.
qн = qнтабл• 1,5= 230,84•1,5=346,26 кгс/м.
Определение геометрических характеристик поперечного сечения плиты
врас=впл•k
врас=150•0,9=135 см
n=Eg / Eф = 100 000/90 000=1,1
Рассчитываем приведенную к фанере площадь поперечного сечения.
Fпр=Fфв+Fфн+Fg•n=(врас•бфв)+(врас•бфн)+(4вр•hр) •n
Fпр= 475 см2
Расчитываем приведенный статический момент, поперечного сечения относительно нижней плоскости сечения.
Sпр=Sфв+Sфн+Sg•n
Sфв= Fфв•(бфн+hр+ бфв/2)
Sфн= Fфн• бфн/2
Sg= Fg•( бфн+hр/2)
Sпр=2092,5+24,3+2021,76•1,1=4340,74 см3
Sфв=135(0,6+14,4+1/2)=2092,5 см3
Sфн=81•0,6/2=24,3 см3
Sg=259,2(0,6+14,4/2)=2021,76 см3
Положение нейтральной оси приведенного сечения равно:
y0=Sпр/Fпр
y0=4340,74/501,12=8,66 см
y0>hпл/2
8,66>16/2=8
Момент инерции
Рассчитываем приведенный к фанере момент инерции сечения
Jпр= Jфв+ Jфн+ Jg•n
Момент инерции всегда расчитывается относительно центральной оси
Jфв= врас• бфв3/12+Fфв(hпл-У0- бфв/2)2
Jфв= 135• 13/12+135(16-8,66-1/2)2=11,25+6316,12=6327,4
Чтобы перенести нейтральную ось отдельно от фигуры, к нейтральной оси всего сечения необходимо прибавить к моменту инерции фигуры Fф•квадрат расстояния от центра тяжести этой фигуры до нейтральной оси сечения.
Jфн= врас• бфн3/12+ Fфн•( y0- бфн/2)2
Jфн= 135• 0,63/12+ 81•( 8,66- 1/2)2=5663,5
Jg=4вр• hр/12+ Fg•( y0- бфн/2- hр/2)
Jg=4•4,5• 14,43/12+ 259,2•( 8,66- 0,3- 7,2)=4779,65
Jпр=5662,47+6175,67+4767•1,1=17082 см4
Приведенный момент верхней обшивки равен
Wфв= Jпр/ hпл - y0
Wфн= Jпр/ y0
Wфв=16770,55/16-8,66=2285 см3
Wфн=16770,55/8,66=1937 см3
Определяем максимальное значение изгибающегося момента и по перечной силы
М=qp•lрас/8
Q= qp•lрас/2
lрас=B- 2•5,5
lрас=340-2•5,5=329см
Расчет по нормальным напряжениям. Прочность растянутой фанерной обшивки проверяется по формуле:
М/ Wфн? Rфр•mф
М=4,74•3292/8=64132,7
Q= 4,74•329/2=779,73
64132,7/779,73=82,24
140•0,6=84
82,24<84
Устойчивость сжатой фанерной обшивки следует проверять по формуле:
М/ Wфв•цср? Rфс
64132,7/2285•0,6=46,77
46,77<120
a= впл -4вр/3
a= 150-4•35/3=45,3 см
45,3/1=45,3 => цф=1-(a/ вфв)2/5000=0,59=0,6
Проверяем верхнюю фанерную обшивку на местный изгиб от сосредоточенного груза m=100 кг., как заделанную в местах приклеивания к ребрам пластин.
М=Р•a/8
W=a• бфв2/6
у=M/W? Rфн•mw
M=120•45,3/8=679,5кгс•см
W=45,3•12/6=7,55 см3
у=679,5/7,55=90
90<160
ф= Q•Sфво-о/ Jпр•4вр? Rфск
ф= 779,73•923,4/ 16770,55•4•3,5=3,1? Rфск
Sфво-о= Fфв(hпл-y0- бфв2)
Sфво-о=135(16-8,66-1/2)=923,4
ф=3,1
3,1<8
Проверка по дифформации выполняется по формуле:
f? lрас/200=329/200=1,645
f=5/384 •qн• lрас4/Еф•• Jпр=5/384•3294/90000•16770,55= 0,27
0,27<1,6
4. Расчет ограждающей стеновой конструкции
Конструктивная схема стеновой панели
Рисунок 4.1 - Конструктивная схема стеновой панели.
Сбор нагрузок на панель
Таблица 2 - Сбор нагрузок на панель
Наименование нагрузки |
qn |
гf |
q |
|
1. Вес фанеры |
20 |
1,1 |
22,0 |
|
2. Вес ребер |
4,5 |
1,1 |
3,63 |
|
3. Утеплитель |
6,60 |
1,2 |
7,92 |
|
4. Итого: |
31,1 |
33,55 |
||
5. Вес вспомогательных элементов 10% |
2,95 |
3,2 |
||
6. Итого собственный вес панели |
34,05 |
36,75 |
Вес ребер:
Vребер= hp•bp•B
Vребер= 0,035•0,1086•4,5=0,02
m= Vребер•500=0,02•500=7•2=14
Sпан= В • 1,2=4,5•1,2=5,4
q=m/Sпл=20/6=3,3
Вес утеплителя:
Vутепл=0,67
m=0,67•50=33,5
Sутепл=4,5•1,13=5,085
q=33,5/5,1=6,6
Нагрузка от собственного веса с учетом 2-х панелей.
qн= qнт • 2 =34,05•2=68,1 кг
qр= qрт • 2 =36,75•2=73,5 кг
qнсв= qн •1, 2 = 68,1•1,2=81,72
qрсв= qр •1, 2 = 73,5•1,2=88,2
Погонная ветровая нагрузка равна:
qнв= qн • 1,2=38•1,2=45,6
qрв= qнв•гf = 45,6 •1,4=63,84
Определение максимальных значений моментов
Рисунок 4.2 - Расчетная схема стеновой панели.
Qсв=qсвр•B/2
Qсв=73,5•4,5/2=165,38 кгс
Qв= qрвр•B/2
Qв=57,2•4,5/2=128,7 кгс
Определение геометрических характеристик поперечного сечения панелей
а) б) в)
Рисунок 4.3 - Сечение стеновой панели.
а) поперечное сечение стеновой панели в вертикальной плоскости;
б) расчетная схема панели при изгибе в вертикальной плоскости;
в) расчетная схема при изгибе в горизонтальной плоскости.
врас=впан•ц
врас=1,08 м
Приведенный к фанере момент инерции:
Jпр=2Jф+Jg•h
Jпр=2•3807+960,62•1,11=8680
Jф=(врас•бф3/12)+Sф••(hр/2+ бф/2)2
Jф=(108•13/12)+108••(10,86/2+ 1/2)2=9+3797,81=3807
Jq=2вр••hр3/12
Jq=2•10,863/12=960,62
Wпр=2Jпр/hпан
Wпр=2•8680/12,86=1350
Проверка прочностей по нормальным напряжениям в растянутой обшивке
где mф - коэффициент, учитывающий соединение листов фанеры по длине панели, равен 0,6.
6,031<140
Проверка на скалывание по шву приклейки фанерной обшивки к ребрам не производим, т.к. из-за малой высоты поперечного сечения панелей расчет на скалывание выполняется всегда.
f? lрас/200=0,005
f=5/384 •qн• lрас4/Еф•• Jпр=5/384•0,41•3294/90000•3807=14,02*0,01=0,14
0,14<1,6
Конструктивная схема стропильной конструкции
0,08
Сбор нагрузок на стропильную конструкцию
Вес от плит покрытия и снега:
qп.п.н=qтаблн•В
qп.п.н=230,84•4,5=1039 кгс/м
qп.п.р=qтабл•В
qп.п.р=316,25•4,5=1423 кгс/м
Расчет стропильной конструкции покрытия
От собственного веса балки:
qсв.н=Vб•сg/lб
qсв.н=5,784•500/24=120,5 кгс/м
qсв.р= qсв.н•гf
qсв.р=120,5•1,1=132,55 кгс/м
Итого:
qн= qп.п.н+ qсв.н
qн=1039•120,5=125199,5 кгс/м
qр= qп.п.р+ qсв.р
qр=1425•132,55=188884 кгс/м
Определение положения опасного сечения
x=lб/2•lоп/hср
x=(24/2)•(2,42/2,4)=121,2 см
Определяем геометрические характеристики опасного сечения
hx= hср-?(lб/2-x)
hx=200-1/24,2(2400/2-121,2)=155,77
Wx=(вб• hx2)/6
Wx=10•155,772/6=40440,5
Определяем изгиб момента в опасном сечении
Мх=((qр•lб)/2)•х-(qр•х2)/2
Мх=(18,89•(2400/2)•121,2-(18,89•121,22/2)=2608619,6
Проверку следует производить по формуле
ух=Мx/Wx?Rg.u.•mб•mс
ух=2608619,6/40440,5=64,51<128
Проверка опорного сечения на скалывание
Проверяем условие:
где Qmax - расчетная поперечная сила;
S - статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;
Jоп - момент инерции брутто поперечного сечения относительно нейтральной оси;
B - расчетная ширина сечения.
Qmax=qр•lб/2
Qmax=1423•24/2=17076 кгс
S=вб•hоп2/8
S=10•2422/8=73205 см 3
Jоп= вб•hоп3/12
Jоп=10•2422/12=11810407 см 4
ф=17076•73205/11810407•10=10,58
10,58<16
Расчет стропильной конструкции по II группе предельного состава
f/l ? [ f/l]
f=f0/k(1+c(hср/l)2)
f0=5/385•(qн•l4)/(Eg•Jср)
f0=5/385•(12,52•24004)/(100000•115200000)=0,36
Jср= вб•hср3/12
Jср=100•2403/12=115200000 см4
k= 0,15+0,85•( hоп/ hс)
k=0,15+0,85•( 242/ 240)=1,01
c=15,4+3,8•( hоп/ hс)
с=15,4+3,8•( 242/ 240)=19,23
f=0,36/1,01(1+19,23(242/2400)2)=0,43
0,43/2400=0,00018
Список используемой литературы
1. ГОСТ 24.454-80. Пиломатериалы хвойных пород;
2. ГОСТ 39.16.2-96. Фанера общего назначения с наружными слоями из шпон хвойных пород;
3. ГОСТ 8240-89. Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент;
4. ГОСТ 8509-93. Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент;
5. Карлсен Г.Г. Конструкции из дерева и пластмасс.-М: Стройиздат, 1986;
6. Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс.-М: "Высшая школа", 1990;
7. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции;
8. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Конструктивное решение здания и обеспечение пространственной устойчивости. Конструирование, расчет клеефанерной плиты покрытия, оснований несущей конструкции. Мероприятия по повышению огнестойкости деревянных конструкций, защите от биопоражения.
курсовая работа [810,0 K], добавлен 02.03.2012Расчет несущей ограждающей конструкции. Расчетные характеристики материалов. Геометрические характеристики сечения балки. Конструкционные и химические меры защиты деревянных конструкций от гниения и возгорания. Проектирование сечений элементов фермы.
курсовая работа [175,2 K], добавлен 12.12.2012Геометрический расчет конструктивной схемы каркаса. Вычисление нагрузок. Определение параметров клеефанерной плиты и несущей конструкции покрытия, стоек поперечной рамы. Защита деревянных конструкций от загнивания, при транспортировке, складировании.
курсовая работа [651,1 K], добавлен 10.06.2014Расчёт клееной утеплённой плиты покрытия с фанерными обшивками. Оценка плиты на прочность. Расчёт треугольной металлодеревянной фермы с клеёным верхним поясом покрытия складского здания. Мероприятия по защите деревянных конструкций от возгорания, гниения.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 02.05.2012Теплотехнический расчет ограждающих деревянных конструкций. Расчет утепленной клеефанерной панели покрытия. Расчет гнутоклееной деревянной трехшарнирной рамы. Расчет стеновой панели. Мероприятия и способы продления срока службы деревянных конструкций.
курсовая работа [250,5 K], добавлен 23.05.2008Роль легких строительных деревянных конструкций в строительстве. Выбор конструктивной схемы, расчёт щита с двойным перекрёстным настилом. Анализ нагрузок на спаренный неразрезной прогон. Расчёт клеефанерной панели покрытия, треугольной трехшарнирной арки.
курсовая работа [141,0 K], добавлен 09.12.2011Определение действующих нагрузок на ограждающую панель, клеедеревянную балку и колонну. Расчет и конструирование клеефанерной ограждающей панели, расчетные и геометрические характеристики материалов. Обеспечение долговечности деревянных конструкций.
контрольная работа [131,7 K], добавлен 06.09.2010Проектирование первого этажа здания с полукаркасной конструктивной схемой с внутренним продольным расположением колонн. Габариты проемов, конструкция, форма и основные размеры оконных и дверных блоков. Проектирование чердачной утепленной крыши здания.
курсовая работа [35,0 K], добавлен 26.02.2015Определение характеристик клеефанерной панели. Проверочный расчет прочности и жесткости. Расчет треугольной арки с затяжкой. Сбор нагрузки на стойку. Расчет прикрепления стойки к фундаменту. Защита деревянных конструкций от гниения и возгорания.
курсовая работа [502,7 K], добавлен 09.03.2013Основные элементы каркаса промышленного здания. Расчет настилов и прогонов на прочность. Определение нагрузок на стойку и ферму, параметры ее узловых соединений. Проведение мероприятий по защите деревянных конструкций от гниения, возгорания и увлажнения.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 09.04.2012