Проектирование сельскохозяйственного здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Задание на проектирование

Введение

Конструирование и расчет ограждающих элементов

Конструирование и расчет основных несущих конструкций

Конструирование и расчет двухконсольной рамы из клееных блоков

Конструирование и расчет узлов

Список литературы

Задание на проектирование

строительство конструкция двухконсольная рама

Номер варианта	Внутренние габариты здания	Вид кровли	Рекомендованная конструкция	Место строительства	Основные материалы
1	2	3	4	5	6
2	42х36 м H=2,6 м	холодная прогонная	Двухконсольная рама из прямолинейных клееных блоков	Ленинградская область (III снеговой район)	древесина хвойных пород, асбестоцементные листы усиленного профиля

Назначение: сельскохозяйственное здание по унифицированной габаритной схеме.

Введение

Рамы относятся к плоским распорным конструкциям, и являются наиболее рациональным решением для зданий и сооружений где требуется использовать внутренний объем. Поэтому в данном задании, где объектом проектирования является здание сельскохозяйственного назначения, - было решено использовать в качестве несущей конструкции двухконсольную раму пролетом 36 м.

Место строительства сооружения находится в третьем снеговом районе. Проектируемое здание не требует поддержания высокой температуры, является помещением складского типа, поэтому в проекте принята холодная прогонная кровля.

Конструирование и расчет ограждающих элементов

Конструирование покрытия

Асбестоцементные листы усиленного профиля 2500х1000 мм

Конструирование и расчет разрезного прогона

Принимаю сечение прогона 150х200 мм

Расчетная длина l=6,0 м

Шаг прогонов в плане В=1,0 м

Древесина хвойных пород, 2 сорта.

Основные используемые материалы и их характеристики:

№	Напряженное состояние и характеристика элементов, расчетные сопротивления	Обозначение	Расчетные сопротивления, МПа, для сортов древесины
			1	2	3
древесина хвойных пород
1	Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон: элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см	Rи, Rс, Rсм	16	15	11
2	Скалывание вдоль волокон: - при изгибе неклееных элементов	Rск	1,8	1,6	1,6
3	Скалывание вдоль волокон: - при изгибе клееных элементов	Rск	1,6	1,5	1,5
4	Смятие поперек волокон местное: -в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов	Rсм 90	3	3	3
5	Скалывание поперек волокон: - в соединениях клееных элементов	Rск 90	0,7	0,7	0,6
6	Растяжение вдоль волокон: Клееные элементы	Rр	12	9	-
7	Модуль упругости вдоль волокон	Е	10 000	10 000	10 000

Сбор нагрузок на прогоны сечением 150х200:

№ п/п	Наименование	Нормативная нагрузка qн Н/м2 (Па)	Коэфф-т надежности	Расчетная нагрузка qр Н/м2 (Па)
Постоянные нагрузки
1	Асбестоцементные листы усиленного профиля (ВУ-К) L=2500 мм, В=1000 мм Масса 1 листа 39 кг	156	1,2	187
2	Прогоны Шаг 1,0 м Сечение 150х200 мм г =600 кг/м3	180	1,1	198
	Всего:	336		385
Временные нагрузки
3	Снеговая нагрузка	1260	1/0,7	1800
4	Ветровая нагрузка	-	-	-
	Всего	1596	-	2185

Расчет прогона на прочность.

Н м

Н м

Мпа

Запас прочности 7,5 %

Расчет прогона на прогиб.

Условие жесткости:



где f_о прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета деформаций сдвига;

h наибольшая высота сечения;

l пролет балки;

k коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;

с коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы.

Н/м

Н/м

с=15,4+3,8в=15,4+3,8*1,0=19,2

k=1,0

(по табл. 3, прил. 4 СНиП II-25-80)

Условие жесткости выполнено.

Проверка прочности по скалыванию.

Rск=1,6 МПа



4. Конструирование и расчет основных несущих конструкций

Конструирование и расчет двухконсольной рамы из клееных блоков

Несущая рама - клеедощатая, из прямолинейных элементов, двухконсольная. Вынос консоли 2,0 м.

Пролет здания м, шаг рам В=6м.

Ограждающие конструкции покрытия: холодная прогонная кровля из асбестоцементных листов усиленного профиля.

Стойки рамы опираются на фундамент.

Материал конструкции - доски хвойных пород II сорта с влажностью до 12%. Сечение досок 0,175х0,032мм, а с учетом острожки 0,175х0,027 мм.

Клей для склеивания досок между собой - фенольно-резорциновый.

Жесткость всего здания обеспечивается соединением основных несущих конструкций прогонами.



Cбор нагрузок

№ п/п	Наименование	Нормативная нагрузка qн Н/м2 (Па)	Коэффициент надежности	Расчетная нагрузка qр Н/м2 (Па)
Постоянные нагрузки
1	Асбестоцементные листы усиленного профиля (ВУ-К) L=2500 мм, В=1000 мм Масса 1 листа 39 кг	156	1,2	187
2	Прогоны Шаг 1,0 м Сечение 150х200 мм г =600 кг/м3	180	1,1	198
	Всего:	336		385
Временные нагрузки
3	Снеговая нагрузка	1260	1/0,7	1800
4	Ветровая нагрузка	-	-	-
	Всего	1596	-	2185



Нормативная нагрузка от собственного веса ригеля рамы:

Н/м

Расчетная нагрузка от собственного веса ригеля рамы:

Н/м

Определяю ветровую нагрузку на стойку рамы:

(II ветровой район)

К- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте

С- аэродинамический коэффициент

По табл.6 СНиП 2.01.07-85 определяю:

К=0.5 при h<5 м

Левая стойка:

;

Правая стойка:

;

Расчетная нагрузка на ригель рамы:

?М_А=0:

?М_В=0:

?М=0:

?М=0:

Н

Проверка:

; ;

;

Нахождение усилий в подкосах и стойках

(б₂=35°)

;

;

;

.

Определение продольных усилий в элементах рамы

- в подкосе и стойке рамы:

;

;

- в сечениях узлов Е и Е' с наружной стороны

;

- в сечениях узлов E и E' с внутренней стороны

;

;

- в сечениях узлов F и F' (ц=21°, г=34°)

;

;

;

;

- в ригеле в сечении у ключевого шарнира

;

.

Определение изгибающих моментов в сечениях ригеля (левая сторона)

Определение изгибающих моментов в сечениях ригеля (правая сторона)

Подбор сечений ригеля рамы

Рассмотрим наиболее опасное сечение 4'.

Размер сечения 5' 0,175х0,621м.

Принимаю размер сечения 6' 0,175х0,351мм.

Коэффициент в=0.4 (0,324/0,810=0,57)

М_max=455346 Н*м

Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле

,

где М_д изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме.

,

где коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле

, или

М изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;

Коэффициент продольного изгиба следует определять по формулам:

при гибкости элемента

;

при гибкости элемента 70

,

где коэффициент а = 0,8 для древесины;

коэффициент А = 3000 для древесины.

Гибкость элементов цельного сечения определяют по формуле

,

где l_о расчетная длина элемента;

r радиус инерции сечения элемента с максимальными размерами брутто соответственно относительно осей y и z.

Расчетную длину элемента l_о следует определять умножением его свободной длины l на коэффициент ₀

l_о = l₀

Расчет на устойчивость

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле

где F_бр площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке l_p;

W_бр максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке l_p.;

коэффициент продольного изгиба

_м коэффициент, определяемый по формуле:

М_max=140978 Н*м

N_max=118794 Н

F=0.810*0.175=0.14175 м²

R_c=R_и=15 МПа

К_ф=1,13 (коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l_p, определяемый по табл. 2 прил. 4 СНиП II-25-80)

Запас 12%.

Проверка по скалыванию

Определяю расчетную поперечную нагрузку в опасном сечении 4':

F_{р max}=0.810*0.175=0.14175 м²

Q_{p max}=105534 H

R_ck=1.5 МПа

Расчет на прогиб

Условие жесткости:

l=10 м

q^н=(1619,5*6)+632=10349 Н/м

h=h_max=0.810 м

K- коэффициент, учитывающий переменность сечения

К= 0,15+0,85в=0,15+0,85*0,4=0,49

С=5,4+2,6в=6,44

Запас 8%

Расчет на прочность сечения 4 с левой стороны.

Расчет внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов следует производить по формуле

,

где W_рас расчетный момент сопротивления поперечного сечения;

F_рас площадь расчетного сечения нетто.

R_p=9 МПа

R_и=15 МПа

F =0.810*0.175=0.14175 м²

N=51506 H

M=124732 Н*м

Расчет стойки

Расчет стойки на прочность производим по максимальному сжимающему усилию

N=-28467 H

M=Q₁*3.1+Q₂*0.3=3865*3.1+605*0.3=12163 Н*м



Подбираю сечение стойки 0,175х0,189м

F=0.189*0.175=0.033075 м²



Запас прочности 8,5 %

Расчет стойки на устойчивость

где F_бр площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке l_p;

W_бр максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке l_p.;

коэффициент продольного изгиба

_м коэффициент, определяемый по формуле:

М_max=12163 Н*м

N_max=28467 Н



F=0.189*0.175=0.033075 м²

R_c=R_и=15 МПа

К_ф=1,13 (коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l_p, определяемый по табл. 2 прил. 4 СНиП II-25-80)

Проверка по скалыванию

Определяю расчетную поперечную нагрузку

F_р =0.189*0.175=0.033075 м²

R_ck=1.5 МПа



Расчет раскоса

Расчет на прочность

Подбираю сечение 0,175х0,081м(3 доски 0,027х0,175м)

Расчет на устойчивость

r= 0.29h=0.29*0.081=0.02349м

Устойчивость не обеспечена

Подбираю сечение 0,175х0,216м

r= 0.29h=0.29*0.216=0.06264м

Конструирование и расчет узлов

Расчет производится из условия

Т>N

Т- несущая способность соединения

N- продольное усилие

Число нагелей n_н в симметричном соединении, кроме гвоздевого, следует определять по формуле

,

где N расчетное усилие;

Т наименьшая расчетная несущая способность, найденная по формулам табл. 17(СНиП II-25-80);

n_ш число расчетных швов одного нагеля.

n_ш=2

с=17.5 см

d=1.2 см- диаметр нагеля

Т=0,5cd=0.5*17.5*1.2=10.5 кН

(принимаю 10 нагелей)

для стальных нагелей

S₁ = 7d; S₂ = 3,5d; S₃ = 3d;

S₁ = 7d=7*1,2=8,4см

S₂ = 3,5d=3,5*1,2=4,2см

S₃ = 3d=3*1,2=3,6см

стойка

,

где N расчетное усилие;

Т наименьшая расчетная несущая способность, найденная по формулам табл. 17(СНиП II-25-80);

n_ш число расчетных швов одного нагеля.

n_ш=2

с=17.5 см

d=1.2 см- диаметр нагеля

Т=0,5cd=0.5*17.5*1.2=10.5 кН

(принимаю 2 нагеля)

для стальных нагелей

S₁ = 7d; S₂ = 3,5d; S₃ = 3d;

S₁ = 7d=7*1,2=8,4см

S₂ = 3,5d=3,5*1,2=4,2см

S₃ = 3d=3*1,2=3,6см

Раскос

(принимаю 10 нагелей)



Q=13962*14-12703-200964*sin66.08°=-939 H

N'=-13962*14*sin30°+200964*cos36.08°+12703*sin30°-454*cos30°-

-2900*cos30°=68131 H

Число нагелей n_н в симметричном соединении, кроме гвоздевого, следует определять по формуле

,

(принимаю 4 нагеля)

для стальных нагелей

S₁ = 7d; S₂ = 3,5d; S₃ = 3d;

S₁ = 7d=7*1,2=8,4см

S₂ = 3,5d=3,5*1,2=4,2см

S₃ = 3d=3*1,2=3,6см

Список литературы

1. СНиП II-2580 Нормы проектирования «Деревянные конструкции», Стройиздат, Москва, 1983 г.

2. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-2580) ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР, Москва, 1986 г.

3. СНиП 2.01.07-85** «Нагрузки и воздействия», Госстрой СССР, Москва, 1988 г.

4. С.А.Корзон, Н.Н. Литвиненко Методические указания «Проектирование элементов покрытия для легких деревянных сооружений», СПб, 2007 г.

5. И.М.Гринь, К.Е.Джан-Темиров, В.И.Гринь «Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчет», «Вища школа», Киев, 1975 г.

6. С. А. Корзон Методические указания для студентов специальности 1201-архитектура «Проектирование клеедощатых и клеефанерных рам», Ленинград, 1987 г..

Размещено на Allbest.ru