Курсовая работа: Деревянные конструкции одноэтажного промышленного здания
Исходные данные
1.
Назначение
здания: Механический цех
2.
Длина здания: B=40м
3.
Пролет: L=18м
4.
Колонна:
клеедощатая
5.
Несущая
конструкция покрытия: ферма на врубках
6.
Крыша: рулонная
7.
Режим
эксплуатации: А-3
8.
Степень
ответственности здания: II
9.
Место постройки:
Санкт-Петербург
- Район по снегу: 3
- Район по ветру: 2
I. Компоновка конструктивной схемы
II. Расчет конструкций деревянных
покрытий
Принимаем рулонное покрытие по
двойному настилу из досок в двух направлениях, уложенных по прогонам,
опирающимся на треугольную ферму. Настил состоит из нижнего - рабочего настила
из досок 22х150,уложенных с промежутками 30 мм; верхнего – сплошного настила
под двухслойный рубероид на горячей мастике из досок 16х100 мм. Рабочий настил
укладывается по прогонам, защитный – под углом 45° к первому.
Расчет рабочего настила.
Согласно [2] доски из древесины 3-го
сорта с сопротивлением Ru =13
Мпа. Уклон ската - 0.333.
Нагрузка на рабочий настил, кН/м2
(кгс/м2)
Табл.1
| Элемент |
Нормативная
нагрузка
|
|
Расчетная нагрузка |
|
Двухслойная рубероидная
кровля на горячей мастике
Защитный настил из досок
16 мм:5х0.016
Рабочий настил из досок
22х150мм с расстоянием
между осями 180мм:
5.0х0.022х0.15/0.18
|
0.06(6.0)
0.08(8.0)
0.092(9.2)
|
1.3
1.1
1.1
|
0.078(7.8)
0.088(8.8)
0.1012(10.12)
|
| Итого вес покрытия |
0.232(23.2) |
|
0.2672(26.72) |
|
Снеговая нагрузка на покрытие
для СПб с учетом угла наклона
Sнxμxcosα =1.8x1x0.946
|
1.19(119) |
1.4 |
1.703(170.3) |
| Итого |
1.423(142.3) |
|
1.97(197) |
При α =18.42˚
< 25˚ коэффициент µ = 1.0.
Ветровая нагрузка при ho/l=9/18=0.5 согласно прил. [I ,c. 23]
положительного давления не создает (се1=-0.42).
Рассчитываем рабочий
настил как двух пролетную неразрезную балку. Расчет ведем на полосе шириной
100см на два случая нагружения.
I случай нагружения – постоянная нагрузка и снег.
Проверка прочности
настила.
Погонная
нагрузка-нормативная.
Погонная
нагрузка-расчетная.
Максимальный изгибающий
момент на середине опоры
при моменте сопротивления
настила шириной в=100см
и высотой δ=2.2см
напряжение изгиба в досках щита:
Проверка жесткости
настила.
Момент инерции настила - 
см4;
Максимальный прогиб щита
II случай нагружения – постоянная нагрузка и
сосредоточенный груз Р=100кгс.
Сосредоточенный груз
передается на полосу шириной 0.5 м ,
поэтому, на расчетную
полосу передается нагрузка:
Рн =Р/0.5=2·Р
Нормативная
сосредоточенная нагрузка
Рнв=2·1.0=2кН
Расчетная сосредоточенная
нагрузка
Ррв=
Рр · γ п =2·1.2=2.4кН;
.
Собственный вес настила
Максимальный изгибающий
момент на середине опоры
Расчет прогонов.
Принимаем разрезной
прогон из сосны II сорта. 
по табл.3 [1],
установленный по скату с шагом 1.5 м. Прогон будет испытывать косой изгиб ввиду
наличия скатной составляющей. Задаем предварительно сечение бруса прогона
175х200 мм.
Собственный вес прогона:
Полная погонная нагрузка,
действующая на прогон
– номативная:
- расчетная:
Проверка прочности
прогона.
Изгибающие моменты ,
действующие в плоскости перпендикулярной скату
;
.
Соответствующие моменты
сопротивления и инерции:
см3; 
см3.
см4; 
см4
Напряжения изгиба:
Определение жесткости
прогона.
Прогиб в плоскости,
перпендикулярной скату
.
Проверка прочности по
касательным напряжениям.
;
где 
расчетное сопротивление
скалыванию поперек волокон по табл.3 [1]
Устойчивость
плоской формы изгиба обеспеченна т.к. сжатый пояс закреплен по всей длине от
смещения из плоскости изгиба сплошным рабочим настилом.
III. Расчет фермы покрытия
Нагрузка на ферму покрытия, кН/м2
(кгс/м2)
| Элемент |
Нормативная
нагрузка
|
|
Расчетная нагрузка |
|
Двухслойная рубероидная
кровля на горячей мастике
Защитный настил из досок
16 мм:5х0.016
Рабочий настил из досок
22х150мм с расстоянием
между осями 180мм:
5.0х0.022х0.15/0.18
Утеплитель из мин.плит ( =1.5 кН/м3
толщиной 8 см):
1.5х0.08
Черепные бруски 5х5см:
2х0.052х6.0
Доски щитов под утеплитель δ=19мм:
6.0х0.019х(1.5-0.175)
Собственный вес прогона:
0.175х0.20х6.0
|
0.06(6.0)
0.08(8.0)
0.092(9.2)
0.12(12)
0.03(3.0)
0.151(15.)
0.21(21.0)
|
1.3
1.1
1.1
1.2
1.1
1.1
1.1
|
0.078(7.8)
0.088(8.8)
0.1012(10.12)
0.144(14.4)
0.033(3.3)
0.166(16.6)
0.231(23.1)
|
| Итого вес покрытия |
0.743(74.3) |
|
0. 841(84.1) |
|
Собственный вес несущей
конструкции:
(1.216+0.743)/((1000/6*18)-1)
|
0.24(24) |
1.1 |
0.264(26.4) |
|
Снеговая нагрузка на покрытие
для СПб с учетом угла наклона
Sнxμxcosα =1.8x1x0.946
|
1.216(121.6) |
1.4 |
1.703(170.3) |
| Итого |
2.199 (219.9) |
|
2.808(280.8) |
Нормативная погонная
нагрузка:
-
кН/м = 491.5 кгс/м;
- 
кН/м = 608 кгс/м.
Расчетная погонная
нагрузка:
-
кН/м = 552.5 кгс/м;
-
кН/м = 851.5 кгс/м.
Расчетная нагрузка
узловая
-
=784 кг
-
кН = 1208кгс
Определение усилий в
ферме.
|
Элемент фермы
|
Номер стержня
|
Усилия в стержнях, кг
|
|
От
|
|
Расчетные усилия
|
|
Слева
|
Справа
|
По всей ферме |
|
Верхний
пояс
|
1-II |
-11403.7 |
-12801.4 |
-6690.4 |
-17571.0 |
-25974.7 |
| 2-II |
-7684.9 |
-7071.4 |
-6690.4 |
-11841.0 |
-19525.9 |
|
Нижний
пояс
|
1-I |
+10584.4 |
+11783.1 |
+6347.1 |
+16308.0 |
+26892.4 |
|
Раскосы
|
1-2 |
-3718.8 |
-5730.0 |
0 |
-5730.0 |
-9448.8 |
<
