Одноэтажное каркасное здание

Определение размеров несущих конструкций. Разбивка сетки колонн и расположение в плане по габаритам здания несущих конструкций. Конструктивное решение крыши и стен. Разработка системы связей продольного и торцевого фахверка. Расчет плиты покрытия.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 24.12.2013
Размер файла 278,4 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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Одноэтажное каркасное здание

1. Компоновочная часть

1.1 Определение основных размеров несущих конструкций

Высота здания Н=11 м.

Расчетный пролет L=23,6 м.

Шаг несущих конструкций В=4,9 м.

Длина здания 11 В=53,9 м.

Район строительства - г. Баку

Вес снега = 500 Н/м?.

Сила ветра - q0 = 700 Н/м?.

Порода древесины - пихта.

Режим здания - теплый.

Условия эксплуатации - А-3.

Схема сооружения 1а.

Кран - Q = 5т.

В качестве ригеля в соответствии со схемой принята балка прямоугольного сечения из массивной клееной древесины (дощатоклееная).

Высота ригеля: hр= (1/8…..1/12) l = 3 м….2 м

Принимаем hр= 2,5 м.

Балка опирается через обвязочный брус hб= 200 мм на основные стойки каркаса, которые, в свою очередь, опираются на фундамент, выступающий над отметкой пола на высоту hф= 150 мм.

Высота сплошной клееной стойки: hс = H - hб - hф = 11-0,2-0,15 = 10,65 м

Ширину сплошной клееной стойки: Вс = (1/8…..1/12) hс = 1,33 м…. 0,89 м.

Принимаем Вс = 1,2 м.

В здании имеется крановое оборудование, определяем высоту верхней (hв) и нижней (hн) частей колоны:

hв = hп.б.+ Нкр+ а + 100 - hб

hн = Н - hн - hф

где, hп.б - высота подкрановой балки с рельсом, ориентировочно принимается равной (1/8…1/10) В = 0,61…0,49 м. Принимаем hп.б = 0,50 м;

Нкр = 1,5 м - высота крана;

а - зазор, учитывающий возможный прогиб конструкции ригеля, а = 300 мм;

100 - габаритный размер по технике безопасности.

Н - отметка низа ригеля, Н = 12 м.

hв = 0,50+1,5+0,3+0,1-0,2 = 2,20 м

hн = 11-2,20-0,15 = 8,65 м.

Пролет крана:

Lкр = l-2?

где, l - расстояние между разбивочными осями здания, проходящими по геометрической оси верхней части колонны, l=23,6 м;

? - расстояние между разбивочной осью здания и осью подкрановой балки, принимаемое равным 0,5 м.

Lкр = = 22,6 м.

Схема поперечной рамы.

1.2 Разбивка сетки колонн и расположение в плане по габаритам здания основных несущих конструкций

Разбивка сетки колонн и расположение в плане по габаритам здания основных несущих конструкций.

Размещение колонн в плане принимаем с учетом технологических, конструктивных и экономических соображений. Привязка колонн к цифровым и буквенным осям должна быть центральной. Температурных швов в каркасных деревянных зданиях не делают.

В качестве ограждающих конструкций, представляющих собой основание для кровли, используются клеефанерные панели заводского изготовления. Толщина ограждающих конструкций (кровельных и стеновых) определяется теплотехническим расчетом или типовым решением для данного района. При беспрогонном решении крыш с использованием несущих клеефанерных панелей их шаг принимается равным шагу несущих конструкций, который является постоянным по всей длине здания.

Схема разбивки сетки колонн

Шаг колонн 4,9 м. С торцов здания клееные стойки смещаются на 500 мм. Привязка колонн к цифровым и буквенным осям центральная. Ригели устанавливаются на колонны по осям 1-12.

1.3 Конструктивное решение крыши и стен

В качестве ограждающих конструкций, представляющих собой основание для кровли, используются клеефанерные панели заводского изготовления. Ширину плит покрытия согласуем с длиной ската в целях устройства свесов кровли на 30-50 см для обеспечения наружного водоотвода. Панели укладываются непосредственно на основные несущие конструкции здания (арки) и надежно соединяются, как с последними, так и между собой. Толщина ограждающих конструкций (кровельных и стеновых) определяется теплотехническим расчетом или типовым решением для данного района.

Так как эксплуатационный режим здания холодный, то плиты покрытия принимаем неутепленные . Кровля рулонная типа К-7 по СНиП II-3-79: три слоя рубероида РМ-350 по слою пергамента II-350, наклеенного на верхнюю обшивку в заводских условиях. Стеновые панели принимаем такие же, как и плиты покрытия.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.4 Разработка системы связей продольного и торцевого фахверка

Связи нужны для обеспечения пространственной неизменяемости и устойчивости сжатых элементов каркаса, восприятия и передачи на фундаменты горизонтальных воздействий. Вертикальные связи жестко связывают несущие конструкции попарно в продольном направлении. Принимаем крестовые вертикальные связи. Вертикальные связи между колоннами в плоскости продольных стен предназначены для обеспечения жесткости каркаса в продольном направлении, а так же для раскрепления стоек от потери устойчивости из плоскости рамы. Связи выполняются в виде подкосов из досок или брусьев и воспринимают только сжимающие усилия при активном давлении ветра на торец здания.

Торцевой фахверк выполняется в виде отдельных стоек и распорок. Основные стойки фахверка торца должны иметь собственный фундамент, а верх стойки должен передавать горизонтальную нагрузку на кровельные плиты.

2. Расчетно-конструктивная часть

2.1 Расчет плиты покрытия

Каркас плиты состоит из четырех продольных ребер шириной 46 мм и высотой 194 мм (из досок ) и двух поперечных ребер на торцах плиты. Фанерная обшивка толщиной 8 мм по длине стыкуется соединением на ус водостойким клеем. Кровля из рулонных материалов(рубероид) трехслойная. Первый слой рубероида наклеивают на заводе с применением мастик повышенной теплостойкости и механизированной прокатки слоя. Оставшиеся два слоя наклеивают после установки панели. С нижней стороны обшивка и ребра окрашиваются эмалью КО-174.

Для дощатого каркаса, связывающие верхние и нижние фанерные обшивки в монолитную склеенную коробчатую панель, применены черновые заготовки по рекомендуемому сортаменту пиломатериалов (применительно к ГОСТ 24454-80*Е) сечением 50*100 мм. После сушки (до 12% влажности) и четырехстороннего фрезерования черновых заготовок на склейку идут чистые доски сечением 40*84 мм.

Определяем расчетный пролет панели:

lп = 0,99*l = 0,99*4880 = 4831 мм

Высоту панели принимаем равной 1/30..1/40 пролета,

hп = 160 мм - 1/30 пролета.

Каркас панели состоит из четырех продольных ребер. Шаг ребер принимаем из расчета верхней фанерной обшивки на местный изгиб поперек волокон от сосредоточенной силы Р = 1*1,2 = 1,2 кН, как балки, заделанной по концам (у ребер) шириной 1000 мм.

Расстояние между ребрами в осях:

с = 1480-40/3 = 480 мм

Изгибающий момент в обшивке:

М = Р*с/8 = 1,2*480/8 = 72 кН*мм

Момент сопротивления обшивки шириной 1000 мм:

Напряжение от изгиба сосредоточенной силой:

1,2 - условия работы для монтажной нагрузки.

Для придания каркасу жесткости продольные ребра соединены на клею с поперечными ребрами расположенными по торцам и в середине панели. Продольные кромки панели при установке стыкуются с помощью специально устроенного шпунта из трапециевидных брусков приклеенных к краям и продольным ребрам. Полученные таким образом соединения в шпунт предотвращает вертикальный сдвиг в стыке и разницу в прогибах кроме смежных панелей даже под действием сосредоточенной нагрузки, приложенной на краю одной из панелей.

Нагрузки на панель.

Панели предназначены для укладки по несущим деревянным конструкциям.

№ п/п

Наименование

Нормативная нагрузка кН/м?

?f

Расчетная нагрузка кН/м?

1

Рубероидная кровля 3 слоя

0,12

1,2

0,14

2

Фанера строительная ФСФ 2 слоя 2*0,08*5,15

0,824

1,1

0,91

3

Каркас из древесины - пихта: продольные ребра ((0,04*0,084*4,831*4)/(1,48*4,831))

0,010

1,1

0,01

поперечные ребра ((0,04*0,064*1,48*5)/(1,48*4,831))

0,004

1,1

0,0041

Постоянная

0,958

1,064

6

Снеговая г. Баку

0,5

1,6

0,8

Полная

1,458

1,864

Определяем полную нагрузку:

qн = q * Bпл = 1,458*1,5 = 2,187 кН/м

qр = q * Bпл = 1,864*1,5 = 2,796 кН/м

Расчетные характеристики материалов для фанеры марки ФСФ сорта ВВ/В семислойной ?=8 мм:

расчетное сопротивлении растяжению Rфр = 14 МПа

расчетное сопротивление сжатию Rфс = 12 МПа

расчетное сопротивлении скалыванию Rф ск = 0,8 МПа

модуль упругости Е = 9000 МПа

расчетное сопротивление изгибу Rф и = 6,5 МПа

для древесины ребер модуль упругости Едр = 10000 МПа

Коэффициент приведения древесины к фанере:

Приведенная ширина ребра:

Расчетная ширина фанерной обшивки:

Приведенная площадь:

Приведенный статический момент сечения относительно оси Х1:

Координата центра тяжести плиты относительно х1:

Расстояние от центра тяжести сечения до верха плиты:

Площади и координаты центров тяжести элементов поперечного сечения плиты относительно нейтральной оси х:

верхней обшивки:

нижней обшивки:

продольных ребер:

Приведенные собственные моменты инерции элементов поперечного сечения плиты:

верхней обшивки:

нижней обшивки:

продольных ребер:

Приведенный момент инерции сечения:

Приведенный момент сопротивления сечения плиты:

для нижней обшивки:

для верхней обшивки:

Приведенный статический момент верхней обшивки относительно нейтральной оси:

Приведенный статический момент верхней сдвигаемой части сечения плиты относительно нейтральной оси х:

.

Расчет сечения на прочность.

Определяем внутренние усилия в плите, как в балке на двух опорах. Балка двутаврового сечения с длиной пролета lp=l=4880 мм нагружена равномерно распределенной нагрузкой q=2,796 кН/м.

Изгибающий момент и поперечная сила от расчетной нагрузки:

Нижняя фанерная обшивка проверяется на растяжение:

Верхняя фанерная обшивка проверяется на устойчивость:

Проверяем верхнюю обшивку на местный изгиб от сосредоточенной нагрузки.

Р=100 Н с коэффициентом перегрузки n=1.2 при ширине расчетной полосы b'ф=1,0 м.

Момент от сосредоточенной силы:

Момент сопротивления:

Напряжения от местной нагрузки:

Проверяем на скалывание клеевой шов между ребрами и обшивкой, а также в ребре по нейтральному слою:

напряжение в клеевом шве:

напряжение в ребре:

Плита удовлетворяет условиям прочности.

Расчет плиты на жесткость.

Относительный прогиб панели:

Панель удовлетворяет требованиям жесткости.

2.2 Проектирование и расчет балки

В качеств несущих конструкций покрытия принимаем клееные дощатые балки двускатного очертания с уклоном верхней кромки 1:10. Расстановка балок через 4,9 м, при ширине здания 23,6 м принимаем расчетный пролет 23,6 м. Утепленные панели клеефанерной конструкции укладываются непосредственно на балки.

Нагрузки на балку.

При определении нагрузки на балку ввиду малости угла наклона можно считать, что вес на 1 м горизонтальной проекции покрытия равен весу, приходящемуся на 1 м? поверхности покрытия.

№ п/п

Наименование

Нормативная нагрузка кН/м?

?f

Расчетная нагрузка кН/м?

Постоянная

1

Клеефанерная панель

0,958

1,1

1,05

2

Собственный вес балки

0,373

1,1

0,41

Всего

1,33

1,46

Временная

3

Снеговая

0,5

1,6

0,8

Всего

1,83

2,26

Собственный вес балки:

Нагрузка на 1 м балки:

qн = 1,83*4,9 = 8,9 кН/м

qр = 2,26*4,9 = 11,1 кН/м.

Конструкция балки.

Балка дощатоклееная двускатная. Изготовлена из досок II сорта, материал - пихта. Размер 150*40 мм, доски посте фрезерования будут иметь размер 134*33 мм. Высота балки в середине и на опоре должна быть кратной толщине доски, т.е. 33 мм.

Принимаем высоту балки в середине равной 1/10l = 2.475 м, что составляет 75 досок.

Высота балок на опоре: , принимаем 39 досок, тогда 33*39=1287 = hоп.

Статический расчет балки.

Опорная реакция балки: А=Б=11,1*23,6/2 = 131,53 кН

Расстояние от левой опоры до сечения с наибольшими нормальными напряжениями:

Момент в сечении х=616 см:

Высота балки в сечении х=616 см:

Число целых досок n=1900/33=58 шт.

Расчетная высота 33*58=1914 мм.

Момент сопротивления в сечении х=616 см:

Максимальное напряжение:

Момент инерции балки:

в опорном сечении

в среднем сечении:

Статический момент в опорном сечении балки:

Касательные напряжения в опорном сечении балки (скалывающее напряжение):

Балка удовлетворяет условиям прочности.

Проверка на прогиб.

Наибольший прогиб шарнирно опертой балки с учетом влияния касательных напряжений:

где, - коэффициент учитывающий влияние переменности высоты;

- коэффициент учитывающий влияние деформации сдвига от поперечной силы.

Полный относительный прогиб:

Балка удовлетворяет условиям прочности.

В соответствии со СНиП разработанная конструкция плиты удовлетворяет требованиям местности.

Определение ширины опоры:

2.3 Расчет клеедощатой колонны

Применяем клееные стойки прямоугольного поперечного сечения, закрепляемые к фундаментам анкерными болтами.

Предварительный подбор сечения колонны.

Предельная гибкость для колонн равна 120.

Расчетная длина колонны: lк= 2,2Н = 2,2*11 = 24.2 м.

Принимаем размеры сечения колонны: bнк = 1/8…1/15Н = 1,37…0,73 м, принимаем 1,2 м.

bвк ? hк/5 = 0,5 м.

Принимаем, что для изготовления колонн используют доски шириной 225 мм и толщиной 40 мм, после фрезерования (острожки) толщина досок составит 33 мм.

Ширина колонны после фрезерования заготовочных блоков составит 210 мм. С учетом принятой толщины досок после острожки сечение колонн будет:

bнк = 33*37 = 1221 мм

bвк = 33*15 = 495 мм.

Определение нагрузок на колонну.

Постоянная нагрузка:

N = Gкровли + G балки+ Gколонны + G крана

Gкровли = 1,05*23,6*4,9 = 123,5 кН

Gбалки = 0,41*23,6*4,9 = 48,2 кН

Gколонны =(0,495*0,21*10,65+0,726*0,21*8,65)*500*1,1 = 133,0 кН

Расчетное давление одного колеса с учетом перегрузки: Рmax = 8,2*1,3 = 10,66 кН

Расчетная нагрузка от крана:

Gкрана = Рmax*?y = 10,66*(1-0,125*2) = 13,33 кН

N = 123,5+48,2+148,8+13,33 = 333,83 кН

Временная снеговая: Nв = 0,5*1,6*23,6*4,9 = 94,1 кН

Нормативная ветровая нагрузка:

q0 = 700 кН/м, шаг стоек 4,9 м.

Wа = 1,4*0,67*4,9*0,8*700 = 2,57 кН

W0 = 1,4*0,67*4,9*0,6*700 = 1,93 кН

qа = 1,4*4,9*0,8*700 = 3,84 кН

q0 = 1,4*4,9*0,6*700 = 2,88 кН

Расчетная нагрузка от стенового ограждения (условно считаем, что стеновое ограждение приложено по середине высоты стойки) с учетом элементов крепления:

кН.

Условие прочности выполняется, оставляем принятое сечение.

2.4 Расчет опорного узла балки

Расчет производим для третьего сочетания нагрузок, при этом сочетании нагрузок получим максимальные усилия в анкерах и тяжах конструкции узла защемления.

N = 300,5 кН, М=235,29 кН.

Расчетная длина (в плоскости рамы): l0 = 2.2H = 2.2*11 = 24.2 м

Площадь сечения колонны:

F = bк*hк = 1,221*0,21 = 0,25

Момент сопротивления:

Гибкость:

Rc = 15*1,2*1/0,95 = 18,95 МПа.

При эпюре моментов треугольного сечения поправочный коэффициент к ?:

Предварительный подбор размеров деталей узлов.

Принимаем толщину уширения колонны равной двум толщинам досок после фрезерования.

С учетом принятых уширения получим:

Высоту уширения принимаем равной ширине колонны понизу плюс 150 мм, учитывая конструктивное решение узла и расположение тяжей под углом 450.

.

Определение усилий в анкерных болтах и тяжах.

Усилия в анкерных полосах и наклонных тяжах, которыми обеспечивается крепление колонны к фундаменту, при принятом решении узла защемления колонны вычисляем исходя из равновесия всех сил, действующих на узел. Расчетное сопротивление древесины смятию принимаем с учетом mн и ?n.

Rc = 15*1,2*1/0,95 = 18,95 МПа.

Расчёт болтов ведём по максимальному растягивающему усилию при действии постоянной нагрузки с коэффициентом запаса n=0,9.

кН;

кН.м.

Напряжения на поверхности фундамента:

;

кН/м?;

кН/м?.

Подколонник принимаем из бетона класса В 25 (R=14,5 МПа).

Определяем размер участков эпюры:

м;

м;

Усилия в болтах:

кН.

Площадь сечения болта:

Принимаем 6 болтов d=22 мм.

Траверсу для крепления анкерных болтов рассчитываем как балку.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изгибающий момент:

кН.м.

Из условия размещения анкерных болтов d=27 мм принимаем L100?8 с Ix=147 см4, z0=2,75 см.

Напряжение:

.

?=1,78 МПа ? R=220 МПа.

Проверяем прочность приклеенных досок, на которые опираются траверсы. Принимаем длину клеевого шва hш=1,503 м.

Расчётное среднее сопротивление клеевого шва на скалывание:

МПа;

Напряжения в клеевом шве:

Условие выполняется: ?ш=0,11 МПа ? Rскср=16,72 МПа.

Горизонтальные и скатные связи устанавливаем в пролётах по краям здания и в середине так, чтобы расстояние по длине между ними было не менее 25 м. Аналогично рассчитываем и вертикальные связи.

Площадь поперечного сечения связей определяется исходя из гибкости ??200, м.

Наименьший размер сечения элемента:

м.

Принимаем уголок для вертикальных связей:

горизонтальных 130?130;

поперечных 130?130.

Торцевой фахверк выполняется из бруса сечением:

м.

Принимаем торцевой фахверк 180 мм.

Список литературы

колонна крыша здание плита

1. Гринь И.М. «Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов», Проектирование и расчет, Вища школа, 1975 г.

2. Иванов В.А. «Конструкции из дерева и пластмасс», Примера расчета и конструирования, Вища школа, 1981 г.

3. Лабудин Б.В., Коваленко Н.П. «Конструкции из дерева и пластмасс», Методические указания, Архангельск, 1983 г.

4. Лабудин Б.В., Катаев В.А. «Клеефанерные плиты покрытия», Методические указания, Архангельск, 1989 г.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Конструктивное решение здания. Обследование строительных конструкций: стен, перекрытий, отмостки. Определение прочности бетона в несущих железобетонных конструкциях. Прочность кирпича и раствора несущих стен. План мероприятий по реконструкции здания.

    контрольная работа [25,9 K], добавлен 22.12.2010

  • Конструирование и расчет основных несущих конструкций однопролетного одноэтажного промышленного здания, материалом которых является дерево. Расчеты: компоновка основных несущих конструкций, проектирование плиты покрытия, стропильной фермы, колонны.

    курсовая работа [756,6 K], добавлен 04.12.2007

  • Разработка проекта строительства одноэтажного каркасного производственного здания: стеновые ограждения из панелей "сэндвич", крыша из клеефанерных панелей покрытия. Определение основных размеров несущих конструкций, их статический и конструктивный расчёт.

    курсовая работа [255,9 K], добавлен 12.07.2012

  • Архитектурно-планировочное и конструктивное решение здания. Расчет профнастила, прогона и армированной клеедеревянной балки. Предварительный подбор сечения колонн. Подсчет нагрузок на однопролетную раму. Защита ограждающих и несущих конструкций.нной клеед

    курсовая работа [455,0 K], добавлен 07.03.2011

  • Проектирование и расчет показателей несущих конструкций одноэтажного однопролетного отапливаемого здания производственного назначения. Плита покрытия с деревянным каркасом и фанерными обшивками, балки покрытия: без армирования и с ним, поперечная рама.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 18.04.2014

  • Расчеты поперечной рамы, стоек, решетчатой двускатной балки. Подбор армирования колонн, плиты покрытия. Расчет потерь предварительного напряжения и поперечной арматуры преднапряженного элемента. Определение размеров подошвы и ступеней фундамента.

    курсовая работа [4,3 M], добавлен 16.06.2016

  • 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 02.03.2012

  • Проект 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 28.11.2014

  • Объемно-планировочное и конструктивное решение здания. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Наружная и внутренняя отделка стен. Определение и сбор нагрузок, расчет сечений конструкций. Экономическое обоснование проекта строительства.

    дипломная работа [856,4 K], добавлен 07.10.2016

  • Проект конструкторского расчета несущих конструкций одноэтажного промышленного здания: компоновка конструктивной схемы каркаса здания, расчет поперечной рамы каркаса, расчет сжатой колонны рамы, расчет решетчатого ригеля рамы. Параметры нагрузки усилий.

    курсовая работа [305,8 K], добавлен 01.12.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.