Расчет покрытия сельского клуба

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство Образования Российской Федерации

Ростовский Государственный Строительный Университет

Кафедра МД и ПК

Пояснительная записка к курсовому проекту

«Расчет покрытия сельского клуба»

Выполнил: студент гр. П-561

Гонцов А.О.

Проверил преподаватель

Кавелин А.С.

Ростов-на-Дону

2012 г.



Содержание

1. Задание на проектирование

2. Расчет конструкций ограждающих частей

2.1 Обрешетка

2.2 Скатные балки

2.3 Неразрезные прогоны

2.4 Второстепенные балки чердачного перекрытия

2.5 Главные балки перекрытия

3. Расчет фермы

3.1 Расчет узловых нагрузок

3.2 Подбор сечения элементов

3.3 Расчет узлов фермы

Литература



1. Задание на проектирование

Покрытие сельского клуба по фермам на врубках

Запроектировать деревянные конструкции покрытия сельского клуба при следующих условиях:

пролет - 18 м;

длина здания -40 м;

стены - кирпичные;

район строительства по весу снега -Й;

район строительства по ветровой нагрузке -VЙ;

древесина - пихта, I сорт;

покрытие с подвесным потолком (теплая);

материал кровли - волнистые асбесто-цементные листы.

В качестве несущих конструкций покрытия принимаем металлодеревянные фермы на врубках с шагом 6 м и высотой, равной 1/10 пролета. Прогоны покрытия и главные балки чердачного перекрытия располагаем по узлам ферм.

2. Расчет конструкций ограждающих частей

2.1 Обрешетка

Обрешетка должна рассчитываться на два сочетания нагрузок:

постоянная и временная от снега (расчет на прочность и прогиб)

постоянная и временная от сосредоточенного груза 1 кН с умножением последнего на коэффициент надежности 1,2 (расчет только на прочность)

Бруски решетки работают на косой изгиб, расстояние между ними 0,5 м.

Нагрузки приведены в таблице.

Наименование нагрузок	Нормативная, кПа	гf	Расчетная, кПа
Асбестоцементная кровля	0,15	1,1	0,17
Снеговая	0,8	1,6	1,28
Итоговая	qn=0,95		q=1,45

Первое сочетание нагрузок

Примем высоту фермы 2 метра

б=12.5o

Линейные составляющие нагрузок, кН/м:

Нормативные кН/м;

кН/м.

Расчетные кН/м;

кН/м.

Изгибающие моменты:

кНм;

кНм.

Задаемся сечением брусков bЧh=50Ч60 мм. Проверку прочности проводим по формуле ,

где Rи расчетное сопротивление изгибу, Rи=14 МПа

mп коэффициент для расчетных сопротивлений, mп=0.8

Wx=30см3Wy=25см3

условие выполняется.

Проверка прогиба: ‹

‹ условие выполняется.

Второе сочетание нагрузок

Изгибающие моменты:

кНм;

кНм.

Проверка прочности:

mн =1,2

11,75?13,4 условие выполняется.



2.2 Скатные балки

Расстояние между балками (шаг) - 1м.

Нагрузки:

Нормативная кН/м;

Расчетная кН/м.

1,05 - коэффициент учитывающий собственный вес балки.

Изгибающий момент кНм.

Требуемый момент сопротивления см3.

Задаемся шириной балки b=75 мм. Находим см.

В соответствии с сортаментом принимаем балки сечением 75Ч150 мм.

Проверка изгиба:

условие выполняется.

2.3 Неразрезные прогоны

Прогоны проектируем из двух спаренных досок со стыками вразбежку на расстояниях от опор, равных .Для обеспечения совместной работы досок они сбиваются гвоздями через 500 мм. Конструктивными мерами исключаем работу прогонов на косой изгиб.

Нагрузки:

Нормативная кН/м;

Расчетная кН/м.

Расчетный изгибающий момент (на промежуточных опорах)

кНм.

Требуемый момент сопротивления см3.

Задаемся толщиной досок b=75мм и из соотношения см3 находим =22,1 см. В соответствии с сортаментом принимаем прогоны сечением 2*75Ч225 мм.

Проверка прогиба:

; условие выполняется.

Для расчета гвоздей в стыках досок вычисляем поперечную силу:

кН.

Задаемся диаметром гвоздей 4 мм. Несущая способность одного гвоздя определяется из условия смятия древесины и его изгиба.

кН;

кН, но не более кН.

Количество гвоздей, которое необходимо поставить в стыках досок с каждой стороны . Принимаем количество гвоздей 9 штук.

2.4 Второстепенные балки чердачного перекрытия

Нагрузки на балки: постоянная от веса древесностружечной плиты и временная. При шаге балок 1 м имеем:

кН/м; кН/м.

Изгибающий момент: кНм.

Требуемый момент сопротивления: см3.

При b=60 мм находим требуемую высоту сечения: см, принимаем мм. Размеры сечения балки 60Ч100 мм.

Проверка прогиба:

условие выполняется.

2.5 Главные балки перекрытия

Шаг балок 3 м, длина пролета 6 м.

Изгибающий момент кНм.

Требуемый момент сопротивления см3.

Задаемся b=140 мм, находим требуемую высоту сечения см.

Принимаем балку сечением 140Ч275 мм.

Проверка прогиба

условие выполняется.

3. Расчет фермы

3.1 Расчет узловых нагрузок

Нагрузки в верхних узлах:

Постоянная от веса кровли кН;

Вес скатных балок и прогонов 0,913 кН, вес фермы 0.746 кН.

Постоянная нагрузка от веса скатных балок, прогонов и фермы 1,66 кН.

Всего кН.

Временная нагрузка от снега кН.

Нагрузки в нижних узлах:

Постоянная от веса древесностружечной плиты кН;

Постоянная от веса балок и фермы 1,66 кН;

Всего кН.

Временная нагрузка кН.

Расчетные усилия в элементах фермы приведены в таблице

Элементы	N1-2	N2-3	N3-4	N1-7	N7-6	N6-5	N2-7	N3-6	N4-5	N2-6
Усилия, кН	-591	-551	-440	537	429	323	23.8	47,5	124	-118

3.2 Подбор сечения элементов фермы

Для элементов фермы используем следующие материалы: для верхнего пояса и раскосов - брусья, нижнего - стальные уголки (сталь марки ВСт3пс6-1), стоек - круглую сталь.

Верхний пояс

Верхний пояс принимаем одного сечения, его размеры определяем по максимальному усилию N= -591 кН. Гибкость пояса при расчетной длине панели см , где - размер стороны квадратного сечения.

Полагая , коэффициент продольного изгиба в общем виде определяем по формуле:.

Требуемый размер поперечного сечения пояса, находим, исходя из формулы

; ; см.

В соответствии с сортаментом верхний пояс принимаем сечением 225Ч225 мм.

Проверяем гибкость условие выполняется.

Нижний пояс

Нижний пояс принимаем из двух уголков, размеры которых определяем по максимальному усилию N=537 кН.

Коэффициентом 0,8 учитывается возможная неравномерность распределения усилия в поясе между уголками. Находим см2. Принимаем 2L125Ч9 (Ап=44 см2).

Стойка 2 - 7

Требуемая площадь ее поперечного сечения мм2. Требуемый диаметр мм. С учетом ослабления резьбой принимаем диаметр 14 мм.

Стойка 3 - 6

Требуемый диаметр мм. С учетом ослабления резьбой принимаем диаметр 14 мм.

Стойка 4 - 5

Требуемый диаметр мм. С учетом ослабления резьбой принимаем диаметр 32 мм.

Раскос 2 - 6

Усилие в раскосе N= -118 кН, расчетная длина см. Из удобства конструирования узлов фермы все раскосы принимаем толщиной 225 мм, т. е. равной толщине верхнего пояса. Полагая, что гибкость раскоса , определяем коэффициент продольного изгиба:

Из условия находим требуемую высоту поперечного сечения h=11.9 см. По условию размещения крепежных болтов в узлах принимаем h=125 мм. Проверка гибкости:

условие выполняется. Принимаем сечение 125Ч225 мм.

Раскос 3 - 5

Усилие в раскосе N= -129 кН. Находим , полагая, что (расчетная длина раскоса см):.

Определяем см. По сортаменту принимаем сечение раскоса 150Ч225 мм. Проверяем гибкость: условие выполняется.

Поскольку при некотором сочетании нагрузок раскос может оказаться растянутым, предусматриваем его закрепление в узлах через стальные накладки болтом, диаметр которого определяем из условия

кН; см.

Принимаем болт диаметром 14 мм.

3.3 Расчет узлов фермы

Опорный узел

Определяем длину сварных швов прикрепления уголков нижнего пояса к фасонкам. В соответствии с формулой общая длинна шва при его толщине мм будет равна: м.

Расчет упорной плиты

Изгибающий момент кН•см. Принимаем толщину элементов плиты мм и находим положение нейтральной оси поперечного сечения плиты для определения момента сопротивления.

см.

Момент инерции относительно нейтральной оси сечения

см4.

Момент сопротивления см3.

Напряжение МПа условие выполняется.

Проверка прочности сварных швов (толщиной мм прикрепления упорной плиты к фасонкам:

Длина швов см;

Напряжение .

Узел 2

Определим глубину врубки hвр раскоса 2 - 11. Условие прочности верхнего пояса на смятие , где N= -33 кН - расчетное усилие в раскосе; конструкция покрытие балка ферма

- площадь смятия;

МПа.

Находим м=8 мм. Увеличим hвр=30 мм.

Проверка врубки на скалывание при hвр=30 мм: условие прочности

,

где см2 - площадь скалывания;

МПа;

условие прочности обеспечено.

Узел 3

Вычисляем МПа.

м=18 мм. Принимаем hвр=30 мм. Из-за незначительной величины усилия прочности врубки на скалывание можно не проверять.

Узлы 10 и 11

В узлах 10 и 11 требуется проверить лишь сварные швы, которыми прикрепляются упорные уголки к уголкам нижнего пояса. Максимальное усилие в раскосе N3-10= - 50 кН. Его горизонтальная составляющая, которую воспринимают сварные швы кН. Напряжение в сварных швах толщиной мм

условие выполняется.



Литература

Мартемьянов В.И., Веселев Ю.А., Вержбовский Г.Б. «Проектирование современных деревянных конструкций».

СНиП 2-25-80 «Деревянные конструкции».

Иванов, Клименко «Конструкции из дерева и пластмасс».

Конструкции из дерева и пластмасс под редакцией Слицкоухого.

Размещено на Allbest.ru