50525

Склад сыпучих материалов. Расчет деревянных конструкций поперечника

Курсовая

Архитектура, проектирование и строительство

В данном курсовом проекте подобрано наиболее рациональное кон-структивное решение проектируемого здания, сконструированы и рассчитаны основные несущие и ограждающие конструкции, узловые соединения, выбраны мероприятия по защите элементов здания от гниения и возгорания. Все принятые конструктивные решения и расчетные алгоритмы соответствуют требованиям действующих нормативных документов

Русский

2014-03-11

276.98 KB

20 чел.

РЕФЕРАТ

В курсовом проекте: 30 стр.; рис. 1; табл. 3

5 источников, 9 приложений, иллюстративная часть – 1 лист формата А1

ПОПЕРЕЧНАЯ РАМА, СТРЕЛЬЧАТАЯ АРКА, ПРОГОНЫ, СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫЕ ЛИСТЫ, УЗЛЫ.

В курсовом проекте произведен расчет деревянных конструкций поперечника. Определены расчетные и нормативные нагрузки на покрытие и поперечную раму здания.

Подобрано сечение элементов поперечника. Выбраны конструктивные  решения. Осуществлены расчеты узлов поперечника.

Перечень графического материала: 1 лист формата А1.


Содержание

Введение …………………………………………………………………. 4

1 Исходные данные ……………………………………………………... 5

2  Компоновка конструктивной схемы здания .……………………….. 6

3  Расчет и конструирование ограждающих конструкций ….……...…. 7

4  Расчет и конструирование треугольной распорной системы ………10

5 Расчет и конструирование узлов ……………………………………...17

6 Расчет и конструирование колонн ...………………………….............23

7 Обеспечение пространственной жёсткости здания ………………….29

8 Мероприятия по обеспечению долговечности деревянных               конструкций…………………………………………………………….29

9 Определение расхода материалов на несущие и ограждающие

конструкции, разработка указаний по производству работ ...………...29

Список использованных источников…………………………………...30

Введение

Курсовое проектирование – важный раздел изучения курса «Конструкции из дерева и пластмасс». Цели курсового проектирования заключаются в закреплении теоретических знаний, полученных в процессе изучения дисциплины, развитий навыков расчета и конструирования несущих и ограждающих конструкций из древесины, выработка навыков самостоятельной работы с научно-технической и нормативной литературой.

В данном курсовом проекте подобрано наиболее рациональное конструктивное решение проектируемого здания, сконструированы и рассчитаны основные несущие и ограждающие конструкции, узловые соединения, выбраны мероприятия по защите элементов здания от гниения и возгорания. Все принятые конструктивные решения и расчетные алгоритмы соответствуют требованиям действующих нормативных документов.

1 Исходные данные

Вариант № 135

Наименования несущих конструкций: стрельчатая арка

Район строительства:  г. Пермь

Расчетный пролет: 17 м

Высота здания от уровня пола до конька: 8,4 м

Шаг несущих конструкций: 4,4 м

Длина здания: 48,4 м

Вид покрытия:  холодный

Расчетный вес снегового покрова: 3,2 кПа

Нормативный скоростной напор ветра: 0,23 кПа

Вес транспортерной галереи: 10 кН

Временная нагрузка от давления нагрузочной тележки: 40 кН

2 Компоновка конструктивной схемы здания

Здание неотапливаемое, однопролётное. Пролёт здания 17 м, шаг колонн 4,4 м. Длина здания принимается равной по заданию 11 шагам несущих конструкций и равна 48,4 м.

Стропильные конструкции – стрельчатые арки постоянного сечения с железобетонными опорами. Полуарки шарнирно соединены в коньковом узле.

Ограждающая часть покрытия состоит из прогонов, укладываемых непосредственно на арки. По прогонам устраивается светопрозрачная кровля из волнистых листов стеклопластика.

Для унификации размеров панелей стенового ограждения привязку полуарок к разбивочным осям принимаем нулевой по наружной грани полуарок.

3 Расчет и конструирование ограждающих конструкций

3.1 Расчет волнистых листов полиэфирного стеклопластика

Шестиволновые листы длиной 1,8 м, шагом волны bв=20 см, высотой волны hв=5,4 см и шириной 1,12 м располагаем по прогонам, которые поставлены по скату с шагом 1,0 м.

Для определения коэффициента μ перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие определим угол α наклона хорды полуарки при касательной с углом 600 и угол β наклона касательной в ключе арки:

(вычисление φ и φ0 см. в п. 4.1)

В соответствии с таблицей Г.1 СП 20.13330.2011 коэффициент μ при данных значениях α и β составит 0,51.

Расчетное значение веса снегового покрова с учетом коэффициента μ Sg=3,2·0,51=1,63 кПа, нормативное значение - кПа. Рассчитаем лист и прогон, расположенные около ключа арки, где нормальная составляющая снеговой нагрузки будет наибольшей.

Листы проектируем двухпролетными неразрезными. Расчетные изгибающий момент и поперечная сила на средней опоре

кНм

кН

Принимаем листы полиэфирного стеклопластика толщиной δ=1,5 мм.

Момент инерции сечения одного листа

,см4

где nв=6 – число волн одного листа, шт.

.

Момент сопротивления сечения одного листа

см3.

Расчетные сопротивления изгибу и срезу, а также длительный модуль упругости стеклопластика в атмосферных условиях средней полосы

МПа;

МПа,

МПа.

где 0,75 и 0,85– коэффициенты условий работы полиэфирных стеклопластиков.

Проверка устойчивости волны в сжатой зоне

МПа < МПа,

где - коэффициент устойчивости листа при изгибе.

Проверка прочности листа при скалывании

МПа < МПа

В соответствии с таблицей Е.1 СП 20.13330.2011 расчет прогиба листа выполняем на длительно действующую часть нормативной снеговой нагрузки кН/м=0,0089 кН/см

3.2 Расчет прогона

Прогон устраиваем разрезным брусчатым из древесины 2 сорта. После нескольких приближений примем сечение прогонов 12,5х15,0 см. Расчетное сопротивление изгибу при принятых размерах сечения прогона МПа, модуль упругости МПа. Нормативная нагрузка от прогонов с этим сечением

кН/м2

Т а б л и ц а  1 – Сбор нагрузок на прогон

Вид нагрузки

Нормативная нагрузка, кПа

Коэфф. надеж. по нагрузке γf

Расчетная нагрузка в проекции на y, кПа

Вес полиэфирного листа

0,04

1,1

0,044

Вес прогонов

0,094

1,1

0,103

Итого постоянная

0,134

0,147

Снеговая

1,14 x cosβ = 0,99

1,63 x cosβ = 1,42

Длительная часть

0,8 x cosβ = 0,7

ВСЕГО

1,129

1,568

Постоянная и длительная нагрузки на 1 пог. м.

кН/м

Расчетная нагрузка на 1 пог. м.

кН/м

Расчетные нагрузка и изгибающий момент при α=29,40 в плоскости, перпендикулярной скату

кН/м    кНм

в плоскости ската

кН/м    кНм

Моменты сопротивления сечения прогона

см3

см3

Выполняем проверку напряжений от косого изгиба

МПа.

Определяем моменты инерции сечения прогона

см4

см4

Находим составляющие прогибов

см

см

Относительный прогиб прогона проверяем по формуле

,

где согласно таблице 19 СП 64.13330.2011.

Прогиб прогона не превышает предельного значения, установленного СП 64.13330.2011.

4 Расчет и конструирование стрельчатой арки

4.1 Расчет стрельчатой арки

В качестве основных несущих конструкций покрытия склада приняты арки стрельчатого очертания из клееной древесины. Металлические элементы конструкции выполнены из оцинкованной стали. В средней части покрытия вдоль всего склада расположена галерея для транспортера.

Продольная устойчивость покрытия обеспечивается системой связей соединяющих попарно арки у торцов здания и в середине.

Стрела подъема арки в соответствии с заданием f = 7,8 м

Длина хорды полуарки:

 м

где l=16 м - пролет несущей конструкции;

Стрела подъема полуарки:

м

Радиус кривизны оси полуарки:

м

Угол φ раствора полуарки:  

Длина дуги полуарки:

 м

Угол наклона хорды полуарки к горизонту:

Угол φ0 наклона радиуса, проходящего через опору арки:

Для определения расчетных усилий каждую полуарку делим на шесть равных частей. Длина дуги и центральный угол, соответствующие одному делению, равны

 

За начало координат принимаем левую опору, тогда координаты центра кривизны оси полуарки будут равны:

x0 = Rcos φ0 = 22,7cos 30,1 = 19,7 м;

y0 = Rsin φ0 = 22,7sin 30,1= 11,4 м.

Координаты расчетных сечений арки определяем по формулам:

xn = x0 - Rcos φn;

yn = Rsin φn - y0,

где φn = φ0 + nφ1 (n - номер рассматриваемого сечения). Вычисление координат приведено в таблице 4.1.

Т а б л и ц а  4.1-Координаты оси арки

№ сечения

nϕ1

ϕn

cos ϕn

sin ϕn

R · cos ϕn

R · sin ϕn

xn

yn

0

0

30,1

0,865

0,501

19,65

11,39

0,00

0,00

1

5,08

35,2

0,817

0,576

18,57

13,08

1,09

1,70

2

10,17

40,3

0,763

0,646

17,33

14,68

2,32

3,29

3

15,25

45,3

0,703

0,711

15,97

16,16

3,69

4,77

4

20,34

50,4

0,637

0,771

14,47

17,51

5,18

6,12

5

25,42

55,5

0,566

0,824

12,86

18,72

6,79

7,33

6

30,50

60,6

0,491

0,871

11,15

19,79

8,50

8,40

4.2 Нагрузки

На арку действуют собственный вес покрытия арки и транспортерной галереи, снеговая нагрузка и вес тельфера. Сосредоточенные нагрузки от технологического оборудования, приложенные в точке его подвески, слагаются из постоянной (собственного веса транспортерной галереи) - 10 кН - и временной нагрузки от давления тельфера - 40 кН.

Постоянные равномерно распределенные нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия определяем с введением коэффициента k =         = S/(0,5l) = 12,1/8,5 = 1,42, учитывающего разницу между длиной дуги полуарки и ее горизонтальной проекцией.

Распределенные нагрузки от веса кровли приведены в таблице 1. Умножив нормативное и расчетное значения полной нагрузки от кровли на коэффициент k получим

gнп = 0,134*1,42=0,19 кН/м2; gрп = 0,147*1,42=0,209 кН/м2.

Интенсивность равномерно распределенной по всему пролету арки нагрузки, эквивалентной сосредоточенной нагрузке от собственного веса галереи, определяем из условия равенства моментов по середине пролета простой балки пролетом l :

Pнэкв = 4Pa/l2 = 410,08,5/172 = 1,18 кН/м,

где P = 10,0 кН сосредоточенная нагрузка; a - расстояние от опоры до сосредоточенного груза.

Находим зону Xc, в пределах на каждой полуарке которой угол наклона к горизонту касательной не превышает 60°:

м

Снеговая нагрузка (п. 3.1):

кПа;

кПа.

Собственный вес арки в зависимости от нормативного веса покрытия, снега и транспортерной галереи определим по формуле:

Равномерно распределенные расчетные нагрузки на 1 м горизонтальной проекции арки:

постоянная нагрузка от собственного веса покрытия и арки

qрп = (0,134 + 0,1791,1) 4,4 = 1,79 кН/м;

временная (снеговая нагрузка)

qрсн = 1,634,4 = 7,18 кН/м.

Расчетную ветровую нагрузку, нормальную к поверхности сооружения, определяем по СП 20.13330.2011

w = γfw0kc,

где k - коэффициент, зависящий от высоты сооружения, определяется по табл. 11.2, п. 11.1.6 (при высоте до 10 м k = 0,65); c - аэродинамический коэффициент, принимаемый при f/l = 0,49 с наветренной стороны на участке активного давления cе1 = 0,79; на участке отрицательного давления и с заветренной стороны для верхней части сооружения cе2 = -1,19, а для нижней части cе3 = -0,4 (см. схему Д.1.3); w0 - нормативный скоростной напор, равный по заданию 0,23 кН/м2 ; γf = 1,4 – коэффициент надежности по нагрузке.

Боковые зоны ветрового давления ограничены точками, разбивающими арку на четыре равных части. Расчетная ветровая нагрузка на 1 м арки по участкам:

p1 = 0,650,790,231,44,4 = 0,73 кН/м;

p2 = p3 = -0,651,190,231,44,4 = -1,1 кН/м;

p4 = -0,650,40,231,44,4 = -0,37 кН/м.

Определим равнодействующие ветрового давления на каждом из участков, считая их приложенными посередине соответствующих дуг:

P1 = p13S1 = 0,8532,0 = 4,4 кН;

P2 = P3 = p23S1 = 1,132,0 = 6,6 кН;

P4 = p43S1 = 0,3732,0 = 2,2 кН.

4.3 Статический расчет арки

Расчет арки выполняется на следующие сочетания нагрузок: постоянной и снеговой; постоянной, снеговой, ветровой и от загрузочной тележки.

Опорные реакции от постоянной нагрузки от собственного веса покрытия и арки на всем пролете

VА = VВ = qрпl/2=1,7917/2=15,2 кН

H = qрпl2/(8f) = 1,79  172/(88,4) = 7,7 кН

Опорные реакции от снеговой нагрузки по пролету в пределах уклона кровли α = 60°:

VА = VВ = qрснXс = 7,188,5 = 61,0 кН

H = qрснXс(l - Xс)/(2f) = 7,188,5 (17 - 8,5)/(178,5) = 30,9 кН,

где Xс - горизонтальная проекция участка кровли с уклоном до 60.

Опорные реакции от снеговой нагрузки на половине пролета:

VА = qрснXс(l + Xс)/(2l) = 7,188,5(17+8,5)/(217) = 45,8 кН

VВ = qрснXс(l - Xс)/(2l) = 7,188,5(17-8,5)/(217) = 15,3 кН

H = VВl/(2f) = 15,317/(28,4) = 15,4 кН.

Сосредоточенные нагрузки от собственного веса транспортерной галереи и груза с учетом коэффициентов надежности по нагрузке:

Постоянная 101,2 = 12 кН; временная 401,2 = 48 кН.

Опорные реакции от постоянной нагрузки от собственного веса транспортерной галереи:

VА = VВ = P/2 = 12/2 = 6 кН

H = Pl/(4f) = 1217/(48,4) = 6,1 кН.

Опорные реакции от временной нагрузки на тельфере:

VА = VВ = P/2 = 48/2 = 24 кН

H = Pl/(4f) = 1217/(48,4) = 24,3 кН.

Реакции от ветровой нагрузки:

вертикальные

VА = [P1a1 - P2(a2 + a3) - P4a4]/l =

=[4,47,4 – 6,6 (4,7 + 8,8) – 2,53,0]/17 = -3,8 кН

VВ =[P1a4 - P2(a3 + a2) - P4a1]/l =

 = [4,43,0 – 6,6(8,8 + 4,7) – 2,27,4]/17 = -5,5 кН.

горизонтальные

HА = (VА0,5l - P1b1 + P2b2)/f = (-3,80,517 – 4,48,8 + 6,63,0)/8,4 = -6,1 кН

HВ = (VВ0,5l + P4b1 + P3b2)/f = (-5,50,517 + 2,28,8 + 6,63,0)/8,4 =-0,8 кН ,

где P1, P2, P3, P4 - равнодействующие соответствующих зон ветрового давления; a1, a2, a3, a4 - плечи равнодействующих относительно опорных шарниров; b1, b2 - то же, относительно ключевого шарнира.

Вычислим плечи равнодействующих ветрового давления.

a1 = asin (4,5φ1 + β1) = 9,6sin 49,2 = 7,3 м;

a2 = asin (1,5φ1 + β1) = 9,6sin 32,5 = 5,2 м;

a3 = Rsin (4,5φ1) = 19,0sin 25,1 = 8,0 м;

a4 = Rsin (1,5φ1) = 19,0sin 8,4 = 2,8 м;

b1 = Rsin (4,5φ1) = 19,0sin 25,1 = 8,0 м;

b2 = Rsin (1,5φ1) = 19,0sin 8,4 = 2,8 м,

где

 м

ψ = 90 - (φ0 + φ) = 90 – 30,5 – 30,1 = 29,4 0;

β = arctg [(x0l)/y0] = arctg [(19,7 – 17,0)/11,4] = 13,10;

β1 = ψ - β = 29,4 - 13,1 = 16,30.

Нагрузки и полученные и опорные реакции приведены в таблице 4.2

Т а б л и ц а  4.2 – Опорные реакции

Вид нагрузки и нагружения

Нагрузка,         кН/м

Опорные реакции, кН

VA

VB

HA

HB

Постоянная, равномерно распределенная

1,79

15,2

15,2

7,7

7,7

Снеговая, равномерно распределенная:

7,18

 

 

 

 

   в пределах уклона кровли до 50°

 

61,0

61,0

30,9

30,9

   на левом полупролете

 

45,8

15,3

15,4

15,4

Постоянная сосредоточенная

 

6,0

6,0

6,1

6,1

Временная сосредоточенная

-

24,0

24,0

24,3

24,3

Ветровая (слева)

-

-3,8

-5,5

-6,1

-0,8

Изгибающие моменты в сечениях арки от постоянной нагрузки:

Изгибающие моменты в сечениях арки от снеговой нагрузки по всему пролету:

Изгибающие моменты в сечениях арки от снеговой нагрузки на половине пролета:

 

Изгибающие моменты в сечениях арки от постоянной нагрузки собственного веса транспортерной галереи:

Используя аналогичные формулы находим изгибающие моменты от временной нагрузки на тельфере.

Полученные значения изгибающих моментов от вертикальных нагрузок сводим в таблицу 4.3.

Т а б л и ц а  4.3 - Изгибающие моменты от вертикальных нагрузок

№ сечения

Координаты, м

Изгибающие моменты от вертикальных нагрузок, кН×м

x

y

постоянной gn

снеговой на левой полуарке qсн

снеговой на правой полуарке qсн

снеговой на всем пролете Pс

постоянной Pп

временной Pвр

1

1,09

1,70

2,4

19,3

-9,6

9,7

-3,8

-15,1

2

2,32

3,29

5,1

36,0

-15,4

20,6

-6,1

-24,3

3

3,69

4,77

7,2

46,3

-17,4

29,0

-6,8

-27,3

4

5,18

6,12

7,7

46,3

-15,4

30,9

-6,1

-24,3

5

6,79

7,33

5,6

32,0

-9,6

22,4

-3,8

-15,1

6

8,50

8,40

0,0

5,68E-14

0

0

0

0

Вычислим изгибающие моменты от ветровой нагрузки по формулам:

в левой полуарке Mn = VАxn - HАyn ± Mbn;

в правой полуарке M'n = VВxn - HВyn ± Mb'n,

где Mbn и Mb'n - моменты от ветровой нагрузки, расположенной слева и справа от сечения n:

Mb1 = -P1rsin (φ1/2)/3; Mb'1 = P4rsin (φ1/2)/3;

Mb2 = -2P1rsin φ1/3; Mb'2 = 2P4rsin φ1/3;

Mb3 = -P1rsin (1,5φ1); Mb'3 = P4rsin (1,5φ1);

Mb4 = -P1rsin (2,5φ1) + P2rsin (φ1/2)/3;

Mb'4= P4rsin (2,5φ1) + P2rsin (φ1/2)/3;

Mb5 = -P1rsin (3,5φ1) + 2P2rsin (φ1)/3;

Mb’5 = P4rsin (3,5φ1) + 2P2rsin (φ1)/3;

Mb6 = -P1b1 + P2b2; Mb'6 = P4b1 + P3b2.

Подставляя значения, находим моменты в левом и правом полупролётах:

Вычисленные моменты от ветровой нагрузки сводим в таблицу 4.4.

Т а б л и ц а  4.4 - Изгибающие моменты от ветровых нагрузок

№ сечения

VАxn

-HАyn

Mbn

Mn

VВxn

-HВyn

Mbn'

Mn'

1

-4,1

10,3

-1,5

4,7

-6,0

1,4

0,7

-3,8

2

-8,8

20,0

-5,9

5,3

-12,7

2,7

3,0

-7,0

3

-14,0

29,0

-13,3

1,7

-20,3

4,0

6,7

-9,6

4

-19,6

37,2

-19,8

-2,2

-28,5

5,1

13,4

-10,0

5

-25,7

44,6

-21,6

-2,8

-37,3

6,1

24,4

-6,8

6

-32,2

51,0

-18,8

0,0

-46,7

7,0

39,7

0,0

В таблице 4.5 приведены значения изгибающих моментов от постоянной, снеговой, ветровой нагрузки и от веса технологического оборудования, а также расчетные значения моментов при неблагоприятных сочетаниях постоянных и временных нагрузок. При учете одновременно двух и более временных нагрузок вводился коэффициент сочетании 0,9.

Т а б л и ц а  4.5 – Изгибающие моменты в арке

№ сеч.

Изгибающие моменты, кНм, от

Расчетные величины моментов, кНм

от собств. веса

снеговой нагрузки

ветровой нагрузки

веса оборудования

слева

справа

полная

слева

справа

постоян.

времен.

1

2,4

19,3

-9,6

9,7

4,7

-3,8

-3,8

-15,1

-27,1

20,2

2

5,1

36,0

-15,4

20,6

5,3

-7,0

-6,1

-24,3

-43,0

36,3

3

7,2

46,3

-17,4

29,0

1,7

-9,6

-6,8

-27,3

-48,4

43,6

4

7,7

46,3

-15,4

30,9

-2,2

-10,0

-6,1

-24,3

-43,1

41,3

5

5,6

32,0

-9,6

22,4

-2,8

-6,8

-3,8

-15,1

-26,6

28,1

6

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

Наибольший изгибающий момент согласно таблице находится в сечении 3. Для вертикальных нагрузок определяем значения балочных поперечных сил от:

собственного веса арки и покрытия:

собственного веса транспортерной галереи:

снеговой нагрузки на правом полупролете:

временной сосредоточенной нагрузки:

Суммарное значение балочной поперечной силы в сечении:

Q1+Q2+Q3+Q4=49,9 кН

Суммарный распор от тех же загружений:

Н1+Н2+Н3+Н4=7,7+6,1+0,9*15,4+0,9*24,3=49,5 кН

Нормальная сжимающая сила от вертикальных нагрузок:

Нормальная сила от ветровой нагрузки:

Суммарное значение нормальной силы равно:

Расчетные усилия в сечении 3:

Определим усилия в коньковом узле при том же загружении:

;

 

Q1+Q2+Q3+Q4=39,2 кН; H= 47,2 кН.

Определим усилия в опорном узле в сечении 0:

Q0 = 15,2+0,9·61,0+6+0,9·24 = 97,7 кН

H0 = 7,7+0,9·30,9+6,1+0,9·24,3 = 63,4 кН

4.4 Подбор сечения арки

Для изготовления арок принимаем пиломатериал из древесины сосны 2 сорта толщиной 3,3 см. Оптимальная высота поперечного сечения арки находится в пределах (1/40 - 1/50)l = (1/40 - 1/50)·1700 = 42,5 - 34 см.

Сечение принимаем прямоугольное с шириной 11,7 см (получаем после фрезерования доски шириной 125мм) высотой h=42,9 см, склеенное из 132 досок толщиной 33мм

м

Площадь сечения:

см2

Момент сопротивления:

см3

Гибкость арки:

Согласно пп. 5.1 и 5.2 при h<500 мм, δсл = 3,3 см и rk/a = 22714/33 = 688 > 250 коэффициенты условий работы будут mн = 1,2, mб = 1,0, mсл = 1 и mгн = 1; соответственно расчетное сопротивление сжатию и изгибу

Rс = Rи = 1,21,01114 = 16,8 МПа.

Расчет арки на прочность выполняем в соответствии с указаниями СП 64.13330.2011, п. 6.17, формула (30).

Изгибающий момент:

Расчет на прочность сечения арки:

МПа < МПа

Проверка устойчивости производится в соответствии с п. 4.18 по формуле (38) СП 64.13330.2011:

где  Nпродольная сила на криволинейном участке арки;

 МД – изгибаемый момент, определяемый из расчета по деформированной схеме;

φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле (25) СП 64.13330.2011;

 п – коэффициент, учитывающий наличие закреплений растянутой зоны из плоскости деформирования;

φМ - коэффициент, определяемый по формуле (25) СП 64.13330.2011.

Верхняя кромка арки раскреплена прогонами кровли с шагом 1,0 м, соединенными со связевыми фермами, откуда

lр = 2100 = 200 < 140b2/(hmб) = 140122/(42,91,0) = 447 см,

т.е. имеет место сплошное раскрепление при положительном моменте сжатой кромки, а при отрицательном - растянутой, следовательно, показатель степени n = 1

Поскольку на участке lр  имеются закрепления из плоскости деформирования со стороны растянутой от момента кромки, то в соответствии с п.6.14 СП 64.13330.2011 коэффициент φМ  следует умножать на коэффициент knM , определяемый по формуле (26), а коэффициент φ – на коэффициент knN, определяемый по формуле (39) того же СП:

;

Подставляя эти значения в исходную формулу, получим:

,

т.е. общая устойчивость плоской формы деформирования полуарки обеспечена с учетом наличия закреплений по наружному контуру.

 

5 Расчет узлов арки

5.1 Расчет опорного узла

Внешние усилия в опорном узле:

Требуемая площадь смятия:

При выбранной ширине сечения 11,7 см длина составит:

см

Принимаем размеры площадки 15х10 см

Арка крепится к фундаменту с помощью стальных уголков прикрепленных к арке болтами.

На болты, с помощью которых уголки крепятся к фундаменту, действует сила:

Принимаем болты диаметром 24 мм, несущая способность 1 болта:

Необходимое количество будет равно:

Принимаем конструктивно 2 болта и уголок 125х125х12

5.2 Расчет конькового узла

Соединение полуарок в коньковом узле предусматриваем торцов со срезкой их сверху и снизу. Концы полуарок перекрываются парными клееными накладками.

Нормальная сила в коньковом узле:  

Поперечная балочная сила:

Угол смятия α=β=29,40,

Расчетное сопротивление смятию под углом в направлении волокон:

Высоту выреза в коньковом узле арки принимаем: а=70 мм

Расчетная высота сечения равна :

мм

Площадь сечения:

см2.

Напряжение в сечении равно:

Полуарки в коньковом узле соединены с помощью стальных пластин, которые стянуты болтами.

На болты действует сила:

Принимаем болты диаметром 2 мм

Угол смятия древесины

Коэффициент

Несущая способность нагеля диаметром 20 мм:

кН

Опорные реакции в коньковом узле:

кН

кН

Найдем необходимое количество болтов по формулам:

Общее количество болтов принимаем: 5 болтов в первом ряду и 3 во втором диаметром 20 мм с каждой стороны.

Пластину выполняем сечением 200х8 мм

6 Обеспечение пространственной жёсткости здания

Поперечную и продольную устойчивость здания создают пространственным защемлением каждой из стоек каркаса.

 Плоские несущие конструкции здания соединяются между собой связями и образуют жесткую пространственную систему, обеспечивающую надежное восприятие внешних сил и воздействий любого направления.

Конструктивные связи выполнены в виде ферм, направленных поперек здания, продольных распорок, в качестве которых выступают элементы покрытия и связи, установленные в середине высоты колонн.

У торцов здания устанавливают горизонтальные связи, по верхнему поясу состояние из стоек и раскосов т.к. связи выполняются из пиломатериалов.

Вертикальные связи устраиваем в торцах здания, а также в промежуточных пролетах с интервалом 20-30 м.

7 Мероприятия по обеспечению долговечности деревянных  конструкций

Деревянные конструкции необходимо предохранять от гниения, возгорания и увлажнения. В зависимости от условий эксплуатации здания

предусматриваются разные мероприятия. К мерам конструктивной профилактики  относят: устройство надёжной гидроизоляции и пароизоляции, обеспечение свободного доступа к опорным узлам ферм и постоянное проветривание их.

В условиях постоянного или периодического увлажнения конструкций и невозможности устранить эти факторы нужно предусмотреть обработку древесины антисептиками.

Клееные деревянные конструкции массивного сечения имеют предел огнестойкости 40-50 мин и более, поэтому для них обработка антисептиками не требуется.

Стальные детали защищают от коррозии окрашиванием лакокрасочными составами.

8 Определение расхода материалов на несущие и ограждающие онструкции, разработка указаний по производству работ

Объем пиломатериалов в заготовке определяется с учетом отходов при изготовлении конструкций. Для дощатоклеёных элементов:

Vзаг=k1k2k3k4k5Vчист

 Vчист - объем склеенного и окончательного обработанного элемента

 k1 = 1,2 – коэффициент, учитывающий потери при фрезеровании досок

 k2 = 1,13 - коэффициент, учитывающий потери пиломатериалов при

раскрое и вырезке недопустимых пороков

 k3 = 1,02 - коэффициент, учитывающий потери при зубчатом соединении

 k4 = - коэффициент, учитывающий потери при фрезеровании боковых поверхностей склеенных материалов

 k5 = 1,02 - коэффициент, учитывающий потери при окончательной обработке для прямолинейных элементов постоянного поперечного сечения

 Ркл.ш = 0,25 – - расход клея при нанесении на пластину

Расход пиломатериалов на изготовление треугольной системы

 Vчист = 0,953 м3

              Vзаг .ф = k1k2k3k4k5Vчист,ф = 1,2∙1,13∙1,02∙1,03∙1,02∙1,261 = 1,837 м3

         Расход клея на изготовление треугольной системы

Расход клея на изготовление колонны

Список использованных источников

1. СП 20.13330.2011  «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция».- М.: 2011.

 2. Пособие по проектированию деревянных конструкций. (к СНиП II-25-80).- М.: Стройиздат, 1986.

3. СП 64.13330.2011.«Деревянные конструкции. Актуализированная редакция». - М.: 2011.

4. Зубарев Г.Н.  Конструкции из дерева и пластмасс: учеб. пособие для студентов вузов.-2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высш. школа, 1990. – 287с., ил.

5 Гринь И.М. Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов.  Проектирование и расчет: Учеб. пособие для строительных вузов и ф-тов.-2-е изд., перераб. и доп. Киев-Донецк: Вища школа. Головное изд-во, 1979-272 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18226. Реляційне числення. Мова Альфа 87.5 KB
  Реляційне числення. Мова €œАльфа€ Реляційне числення Кодда є одним із найважливіших наріжних каменів теорії реляційних моделей баз даних. У СУБД що існували до появи реляційного підходу було багато засобів для обробки даних і формулювання запитів. Основою для їх р
18227. Логічне проектування баз даних 106.5 KB
  Логічне проектування баз даних. Функціональна залежність. При логічному проектуванні баз даних вирішуються проблеми відображення об’єктів предметної області в абстрактні об’єкти моделі даних. Це відображення не повинно бути у протиріччі з семантикою предметної
18228. Накриття множин залежності 112.5 KB
  Накриття множин залежності. Стосовно реляційного відношення R ми можемо розглядати множину функціональних залежностей F які визначені на ньому. У.Армстронг досліджуючи властивості таких функціональних залежностей виділив дві групи: система R система Р. Пізніше бу
18229. Особливості мови QBE в середовищі СУБД Paradox 75 KB
  Особливості мови QBE в середовищі СУБД Paradox Реалізація мови QBE в СУБД Paradox є однією з найближчих по функціональним можливостям та по концептуальній схемі до тієї версії яку запропонував Zloof. Але дрібних відмінностей всетаки багато. Функція Print P задається за допом
18230. Query-By-Example 144.5 KB
  QueryByExample Семантична основа мови – теорія відображень. QBE розшифровується як Query By Example запит за зразком є мовою запитів реляційних баз даних. Це графічна мова запитів. Основний спосіб роботи з використанням цієї мови полягає в тому щоб у надані бланки таблиць бази ...
18231. Реляційна модель баз даних. Мови запитів 119.5 KB
  Реляційна модель баз даних. Мови запитів. Теоретичні основи реляційної моделі баз даних були закладені Е.Коддом на початку 70х років [1] і спочатку дійсно мали чисто теоретичний характер. На відміну від поширених на той час систем з ієрархічними чи мережаними типами стр
18232. SQL – абревіатура від Structured Query Language (структурована мова запитів) 231.5 KB
  SQL SQL – абревіатура від Structured Query Language структурована мова запитів. Мова SQL – найбільш поширена мова запитів для реляційних баз даних. Її перші версії називались SEQUEL тому часом SQL називають сіквел але більш правильно його називати еск’юел. Однією з головних переваг мо...
18234. Формирование у дошкольников гуманного отношения к матери 514 KB
  Гуманные чувства формируются и развиваются в процессе гуманного отношения ребенка со взрослыми и сверстниками. Большую часть своего времени ребенок-дошкольник проводит в игре. Игра является мощным фактором развития гуманных отношений у дошкольников.