Проектирование деревянных конструкций одноэтажного промышленного здания

Тип работы: Курсовая работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 28 страниц
В избранное:

Министерство образования и науки Республики Казахстан

ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. СЕРИКБАЕВА
Школа архитектуры, строительства и дизайна

Факультет Строительство зданий и сооружении

Курсовая работа

на выполнение курсового проекта по дисциплине

по дисциплине: Конструкции из дерева и пластмасс)

Тема: "Проектирование деревянных конструкций одноэтажного промышленного здания"
специальности 5В072900,
группы 18-СТкз-3

Руководитель

____________________ Кангалакова К.Ж (подпись)

"____" ______________ 2020 г.

Студентка

___________________ Сагымжанов К.К.
(подпись)

"____" ______________ 2020 г.

Усть-Каменогорск
2020г.
задание № 9

на выполнение курсового проекта по дисциплине
Строительные конструкции III (КДП)

группа: студент: Сагымжанов Канат Сейтханович

Исходные данные для выполнения проекта:

1
Назначение здания
Складское
2
место строительства
Павлодар
3
Вид кровли
Теплая
4
Несущая конструкция покрытия
Балка клеедощатая
5
Число пролётов
15
6
Длина пролета
4
7
Длина здания
60
8
Шаг колонн

9
Отметка верха колонны
4,8
10
Тип колонны
дощатоклеенной
11
Условия эксплуатации конструкций
В
12
Класс бетона фундамента
В15
13
Материал конструкций:

древесина
осина

Сталь
С 235, RУ=240 МПа

задание выдано:
срок сдачи проекта:

Содержание

1. Задание на проектирование
2. Расчёт элементов покрытия
3. Конструирование клеефанерной панели покрытия
4. Проектирование сегментной фермы
5. Конструирование и расчёт дощатоклеенной колонны
6. Расчет узла защемления колонны в фундаменте.
7. Литература

1. Задание на проектирование

Исходные данные для проектирования.
Расчётный пролёт l1=24 м;
Высота от уровня пола до низа несущей конструкции покрытия Н1=4,8 м;
Район строительства по весу снегового покрова - II, по ветровой нагрузке -III;
Расстояние (шаг) между несущими конструкциями (рамами) В=4 м;
Здание цеха - однопролётное. Основной несущий элемент -сегментная ферма со сплошными дощатоклеенными стойками.
Дополнительные данные.
Порода древесины - осина;
Все здания - утеплённые;
В качестве ограждающих элементов покрытий - клеефанерные панели;
В качестве несущей конструкции покрытия - сегментная ферма;
Длину здания принимаем равной 15 шагам несущей конструкции - 60 м;
Фундаменты отдельно стоящие, под стойки рамы, проектируем из бетона класса В15. Расчётное сопротивление грунта - 0,2 МПа;
Тип местности для определения ветровых нагрузок - В;
Температурно-влажностные условия эксплуатации конструкций принять AI;
Здание II уровня ответственности, коэффициент надёжности по назначению γn=0,95.
Устойчивость конструкций обеспечивается постановкой связей в покрытии и вертикальных продольных связей между стойками.

2. Расчёт элементов покрытия

2.1 Конструирование клеефанерной панели покрытия

Материалы плиты:
Древесина рёбер - осина 2 сорта по ГОСТ 8486-86*Е.
Обшивки из фанеры марки ФСФ сорта IIIII по ГОСТ 3916.1-89.
Клей марки ФРФ-50.
Утеплитель - минераловатные плиты толщиной 80 мм.
Пароизоляция - полиэтиленовая плёнка толщиной 0,2 мм.
Конструктивная схема плиты. Ввиду малости уклона верхнего пояса балки покрытия (уклон принимается до 10 %) считаем длину верхнего пояса балки равной пролету здания, т.е. 24 м. В этом случае размеры плиты в плане назначаем 1470 3980 мм. Направление слоёв наружных слоёв фанеры верхней и нижней обшивок принимаем продольными. Деревянный каркас плиты образуем 4 продольными рёбрами из досок, жёстко склеенных с фанерными обшивками. Высоту ребер каркаса принимаем h = l 35 = 450 35 = 12,85 см. С учетом сортамента досок и их острожки сечение средних продольных ребер 46 169 мм, крайних продольных ребер - 28 169 мм. Общее число продольных ребер - 4, что обеспечивает расстояние в свету между ребрами менее 50 см. Обшивки толщиной по 8 мм предварительно состыкованы по длине. Под стыками обшивок и в торцах предусматриваем поперечные рёбра. Плиту рассчитываем как свободно лежащую на двух опорах однопролётную балку. Торцевые и поперечные ребра принимаем составного сечения высотой 169 мм и толщиной 28 мм. Число поперечных ребер - 3, что обеспечивает расстояние между ними не более 1,5 м.
Для удержания утеплителя в проектном положении принимаем решетку из брусков 25 25 мм, которые крепятся гвоздями к ребрам.

Рис.1

Нагрузки на плиту приведены в таблице 1

Таблица №1
Вид нагрузки
Нормативная нагрузка, кНм2
Коэффициент надежности по нагрузке γf
Расчетная нагрузка, кНм2
1. Постоянная

вес кровли
0,15
1,3
0,195
вес ребер
1,10,097

вес обшивок
0,10
1,1
0,11
вес утеплителя
0,134
1,2
0,16
2. Временная

снеговая
0.84
0.7
1.2
Итого:
3.08=2.24+0,84

1.762=1.2+0,562

1. Расчётный пролёт плиты с учётом длины опорного участка не менее 5,5 см(СП 64.13330.2011 "Деревянные конструкции") составит l=4,58-0,06=4,52 м.

;

Максимальный изгибающий момент в середине пролёта плиты с учётом II уровня ответственности

Максимальная поперечная сила с учётом II уровня ответственности

Рис. 2

Геометрические характеристики поперечного сечения:
Расстояние между продольными рёбрами по осям равно a=44,1+4,6=48,7 cм,
l=4726a=6*48,7=292,2 см. Расчётная ширина фанерных обшивок

.

Положение нейтральной оси симметричного сечения

Рис.3.
Приведённый момент инерции поперечного сечения плиты

Момент сопротивления поперечного сечения плиты

Проверка плиты на прочность.
Напряжение в нижней растянутой обшивке

р

Напряжение в верхней сжатой обшивке

, здесь
, .

Усилие в верхней обшивке при местном изгибе определяем как в балке, заделанной по концам (у продольных рёбер). Изгибающий момент в обшивке

.

Рис.4

Момент сопротивления обшивки шириной 100 см

.

Напряжение от изгиба верхней обшивки сосредоточенной силой

Напряжение скалывания клеевых швов между слоями фанеры (в пределах ширины продольных рёбер) проверяем по формуле:

где Sпр - приведённый статический момент фанерной обшивки относительно центра тяжести сечения

.

Проверка жёсткости плиты.
Прогиб плиты с учётом II уровня ответственности при qn=4,04 м=0,040кНсм и Еф=900 кНсм2 вычисляем по формуле

Запроектированная клеефанерная плита покрытия имеет прогиб от нормативных нагрузок не превышающий предельного допустимого значения, и ее несущая способность имеет дополнительный запас несущей способности.

4. Проектирование сегментной фермы

Расчет сегментной фермы.

Рис. 5 Схема к расчету фермы.

Пролет 24 м, шаг ферм 4 м. Шаг прогонов 1,5м.
Геометрические размеры фермы.
Из условия размещения прогонов с шагом 1,5м длину дуги по верхней грани верхнего пояса определим по формуле:

SВ = 1,5 10 = 15 м;

Принимаем центральный угол дуги =73 , тогда радиус кривизны дуги по верхней грани:

.

H = {высота сечения верхнего пояса} = L60 = 0,27 м = радиус кривизны дуги по оси верхнего пояса:

R = Rb-0,133 = 13,19-0,135 = 13,055 м.

Длина дуги по оси:

.

Расчетная высота фермы в коньке находится из выражения:
= и равна: H = 2,436 м.
Длина хорд АБ; А'Б':

;

Длина стрелки БВ;Б'В':

Длина хорды ББ':
;

Длина раскоса БД:

;

Длина раскоса:

;

Длина блоков верхнего пояса:

SАБ = 3 м; SБВ = 4.8 м;

Статический расчет.
В качестве покрытия принимаем решение по прогонам

Таблица 2 Нагрузки на кровлю
№ пп
Наименование
Норм., кгм2
f
Расч., кгм2
1.
Гидроизоляция (3 слоя рубероида)
9
1,3
11,7
2.
Утеплитель = 100 мм, =200 кгм3
20
1,2
24
3.
Пароизоляция (1 слой рубероида)
3
1,3
3,9
4.
Щит (25-40 см, =500 кгм3)
20
1,2
24
5.
Распред. Бруски (15%) (4)
3
1,2
3,6

55,0

67,2
6.
Снег
84
0,7
120

Нагрузка от несущих конструкций:
;
gфр = gфн 1.1 = 57,8*1,1=63,58 кгм2;
;

Суммарные постоянные нагрузки:
нормативные

qн=gкрн+gсрн = 14,2+55 = 69,2 кгм2;

расчетные
р = gфр+gкрр = 57,8+63,8= 121,38кгм2

Узловые нагрузки:
Узел А:
постоянная:

;

снеговая: .
Узлы Б и В:
постоянная: ;
снеговая: .

Постоянная

Снег

ветер

Усилия все в кН

Таблица 3. Расчетные усилия в стержнях фермы
Элементы фермы и опорные реакции
Стержни
Усилия от постоянной и временной нагрузок
Обозначение усилий

Расчетное усилие, кН -312,77 -275,38 276,42 267,07 -6,7 4,64

Верхний пояс
АБ

O1

БВ

O2
Нижний пояс
АД

U1

ДД1

U2
Решетка
БД

Д1

ДВ

Д2
Опорные реакции
-
217,02

Согласно расчетным схемам, приведенным на рис. 10, будем производить расчет.
Стрела выгиба:

;

Расчетные схемы элементов верхнего пояса (АБ;БВ)

Внешние нагрузки:

g1 = (gкрр+gфр+pснр)6 cos 1 = (121,38+320) 5,334 cos28 = 1891 кгм2;
g2 = (gкрр+gфр+pснр)6 cos 2 = (121,38+320) 5,334 cos11 = 2105 кгм2;
1 =28 ;
2 =11 ;

Изгиб

. ;
. ;

Разгружающий:

. Мf = O1 f = -312,77 0,1672 = -52,3 кН м;
. Мf = O2 f = -275,38 0,1672 = -46,0 кН м;

Расчетный:

. М = Mg-Mf = 21,5-52,3 = 30,8 кН м;
. М = 77,58-46 = 31,58 кН м;

Верхний пояс:
). Элемент АБ
Расчет элементов верхнего пояса ведется по схеме сжато-изогнутого стержня.
Задаемся сечением: bxhb = 120x315 мм. Геометрические характеристики сечения: Fнт = 378 см2; Wр = 1984,5 см3; r = 0.289 hb = 9.10 см. Гибкость: = 33,0.

Проверка принятого сечения по нормальным напряжениям ;
Моменты инерции сечения:

см4;
см4.

Момент сопротивления сечения:

см3.

Площадь сечения:

см2.

Проверку несущей способности панели верхнего пояса производим как для внецентренного сжатого стержня с учетом предварительного изгиба досок введением коэффициента тги:

,

гибкость элемента в плоскости фермы:

, т.е.
кН;
кНм = 3080 кНсм.
.

Условие выполняется, значит принимаем сечение верхнего пояса 120х315мм.
). Элемент БВ
Расчет элементов верхнего пояса ведется по схеме сжато-изогнутого стержня.
Задаемся сечением: bxhb = 120x315 мм. Геометрические характеристики сечения: Fнт = 378 см2; Wр = 1984,5 см3; r = 0.289 hb = 9.10 см. Гибкость: = 59,41.
Проверка принятого сечения по нормальным напряжениям ;
Моменты инерции сечения:

см4;
см4.

Момент сопротивления сечения:

см3.

Площадь сечения:

см2.

Проверку несущей способности панели верхнего пояса производим как для внецентренного сжатого стержня с учетом предварительного изгиба досок введением коэффициента тги:

,

гибкость элемента в плоскости фермы:

, т.е.
кН;
кНм = 3158 кНсм.

Нижний пояс:
Требуемая площадь сечения стального пояса ( рассчитываем по АД):

кН;тр = U2(mR) = 27642(1 2100) = 13,16 cм2;

Принимаем по сортаменту два уголка: 2 70х6: Атр = 8.15 см2: Fнт = 16.3 см2; rx = 2.15 см; gм = 6.39 кг.
Зная расчетную длину и радиус инерции, определим гибкость как:

.

Проверяем принятое сечение. Изгибающий момент от собственного веса:

.

Момент сопротивления одного уголка:

.

Тогда:

.

По длине уголки соединены между собой планками с шагом 80 rx.
Решетка:
Все раскосы проектируем одного сечения из досок толщиной 3,5 см, шириной равной ширине верхнего пояса, т.е 12см. Сечение подбираем по гибкости: l0 = 361 см; r = 0.289h0;

= 120 =.
Количество досок в пакете n = hтр3.5 4 = фактическая высота сечения раскосов hp = 3 3.5 = 14 см.
Моменты инерции сечения:

см4;
см4.

Площадь сечения:

см2.

Проверяем сечение:
Проверка прочности на осевое растяжение:

,

1. где mб = 1 - коэффициент условий работы, учитывающий влияние размеров поперечного сечения, находится по п. 3.2.д СП 64.13330.2011 "Деревянные конструкции".;
2. mсл = 1 - коэффициент условий работы, учитывающий толщину слоев дощатоклееных балок, значение по п. 3.2.еСП 64.13330.2011 "Деревянные конструкции.

кгссм2кгссм2.

Проверка прочности на осевое сжатие:
.
.

Условие выполняется, значит принимаем раскосы из 3-х досок шир 3,5см, т.е 120х140
Конструирование и расчет узловых соединений.
Опорный узел:
Расчетные усилия: O1 = -31277 кгс; U1 = 27642 кгс; Ra = 21702 кгс.
Площадь опирания верхнего пояса на плиту башмака из условия смятия торца:

;

Длина плиты: Lп = 240,612 = 20,05 см; принимаем 250 мм.

Определяем толщину упорной плиты. Для этого рассчитываем участок плиты, опертый по контуру, со сторонами bxa = 120x60 мм. При R6 = 2 1 = 0.1 и ;
М = 1 п а2 = 0.1 104,6 5,3342 = 298кг см;
.

Принимаем толщину упорной плиты равной 12 мм.
Проверяем упорную плиту с тремя подкрепляющими ребрами 10х80 мм как балку пролетом 120 мм на изгиб:

.

Расстояние от наружной грани плиты до центра тяжести сечения:

.

Момент инерции сечения:

.

Максимальные напряжения в упорной плите:

.

Боковые листы башмака принимем толщиной 10 мм.
Рассчитываем горизонтальную опорную плиту с размерами: bxh = 250x300 мм. проверка на ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.