Деревянные конструкции

= 0,28 кг/см.

Составляющие вертикальной нормативной нагрузки:

Прогиб в крайних пролетах:

 ;

.

Тогда:

Относительный прогиб:

- условие выполняется.

Прогон имеет необходимую прочность, его прогиб не превышает допускаемой величины.

Проверка прочности гвоздей стыка прогона сечением 150х225 мм:

    -    расчетная длина защемления 1 гвоздя в доске:

   -    несущая способность 1 гвоздя из условия его изгиба:

 кгс > 400d2=400·0,62=144 кгс;

- прочность на смятие древесины  окологвоздевого гнезда:

 кгс.

В расчет принимаем меньшее значение, при котором может произойти разрушение гвоздевого соединения, т.е. кгс.

Требуемое количество гвоздей: штуки.

Принимаем: количество гвоздей = 4  шт.

Расстановку гвоздей по высоте поперечного сечения оставляем без изменений (п.2.1.2).

 

 

 

3. Проектирование арки

3.1.Статический расчёт арки.

Сбор постоянных нагрузок от веса покрытия приведен в таблице 3.1.1.

Таблица 3.1.1

Наименование	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэфф. надежности по нагрузке, γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
Волнистые асбоцементные листы	0,2	1,1	0,22
Прогоны 150x225 мм через 1,5 м	0,167	1,1	0,184
Итого	0,367		0,404

 

Статический расчёт арки выполняется на ЭВМ с помощью программы “Arca”.

Исходные данные для расчёта:

• Номер варианта                                                              328
• Тип трёхшарнирной арки                                              кругового очертания
• Пролёт                                                                             L=20м
• Стрела подъёма                                                              Н=9м
• Шаг арок                                                                         В=5м
• Тип кровельной конструкции                                       по прогонам
• Шаг прогонов                                                                 1,5м
• Снеговой район                                                              II
• Нормативная ветровая нагрузка                                   W0=0,38кПа
• Нормативная нагрузка на прогон                                 334,87кгс/м2
• Расчётная нагрузка на прогон                                       455,71кгс/м2
• Коэффициент надёжности по назначению                  1,00
• Сорт древесины                                                              1    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подбор поперечного сечения арки

Для изготовления арки принимаем пиломатериал из древесины сосны 1-го сорта толщиной 4,5 см.

Относительная высота поперечного сечения арки находится в пределах (1/40…1/50)l=(1/40…1/50)20000=500…400 мм.

Приняв h/b=5…6 получим:

h × b= 429 × 75 мм из 15 слоев толщиной 3,3 см после острожки.

Согласно СНиП II-25-80 коэффициенты условий работы древесины будут при h=4,29cм, δсл=3,3 см, rк/а=1006/3,3=304,85:

mн=1,2;     mб=1;     mсл=1;     mгн=1.

 

Расчет арки на прочность выполняем по п. 4.17 СНиП II-25-80.

Rc=16,800 МПа.

Определим гибкость:

Проверяем сечение на комбинацию усилий Ммах=21,071 кНм; Nсоот=11,270кН.

Согласно п.6.27, при определении коэффициента ξ вместо N в формулу (30), п.4.17, СНиП II-25-80 подставляем N = 20,77 кН – усилие в ключевом сечении для расчетного сочетания нагрузок:

момент:

расчетный момент сопротивления:

- условие выполняется,

т.е. прочность сечения достаточна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Проектирование узлов

3.2.1. Опорный узел

 

Qрасч = 40,699 кН; Nрасч = 4,559 кН.

Для создания шарнирности в опорном узле арку в месте упора в фундамент срезаем в торце симметрично относительно ее оси (3.5.1.1). Производим проверку торца на смятие:

,

м2;

Nсм = 4,559 кН;

- условие выполняется.

Предусматриваем крепление арки к фундаменту с помощью гнутых уголков из листовой стали марки С235 толщиной 10 мм на болтах диаметром 16 мм. Уголки крепятся в фундаменте анкерными болтами диаметром 24 мм.

Рассчитываем крепление гнутых уголков и анкерных болтов на восприятие поперечной силы Q = 40,699 кН.

Количество болтов для прикрепления гнутых уголков:

,

где пср = 2 – количество плоскостей среза болта;

Тн = 460,8 кгс – минимальная несущая способность болта.

Принимаем пб = 6 шт.

Проверяем анкерные болты на срез:

,

- условие выполняется.

Проверяем анкерные болты на смятие:

,

- условие выполняется.

Проверка анкерного болта на растяжение по ослабленному нарезкой сечению:

,

- условие выполняется.

Расчет опорного узла окончен.

 

 

 

Рис. 3.5.1. Опорный узел

1 – арка;

11 – гнутый уголок 255х100х10 мм;

10– болт d = 16 мм, l = 150 мм;

5 – швеллер 10П;

9 – болт d = 16 мм, l = 550 мм;

7 – анкерный болт d = 24 мм;

 

3.2.2. Коньковый узел

Qрасч = 0,761 кН.

Соединение полуарок в коньковом узле предусматриваем упором торцов со срезкой сверху и снизу (рис. 3.5.2.1). Концы полуарок перекрываются парными клееными деревянными накладками, обеспечивающими восприятие поперечной силы Qрасч и поперечную жесткость арки из плоскости.

Для крепления накладок на каждой полуарке ставим по 3 болта диаметром 12 мм.

При расстоянии между болтами и находим вертикальные усилия в болтах:

;

.

Расчетная несущая способность двух двухсрезных болтов из условий изгиба нагеля при направлении усилий под углом к волокнам :

;

.

Напряжение в накладках:

;

.

- условие выполняется.

Расчет конькового узла окончен.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                         Рис. 3.5.2.1. Коньковый узел

 

1 – арка;

15 – болт d = 12 мм, l = 250 мм;

14– клееные накладки сечением 66х160 мм;

8 – швеллер 10П;

9 – болт d = 16 мм, l = 550 мм

 

4. Мероприятия по защите конструкций от возгорания и гниения

К химическим мерам защиты деревянных конструкций от возгорания относится применение пропитки огнезащитными составами или нанесение огнезащитных красок. Огнезащитные средства представляют собой вещества, способные при нагревании разлагаться с выделением большого количества негорючих газов, либо, увеличиваясь в объеме, создавать защитный слой, препятствующий возгоранию древесины и распространению в ней огня. Как правило, огнезащитные средства наносятся в виде водных растворов.

Для клееных конструкций рекомендуется применять вспучивающиеся составы (вспучивающееся покрытие ВПД) и антипирены, наносимые на поверхность конструкций (ОФП-9).

Для защиты деревянных элементов каркаса ограждающих конструкций требуется глубокая пропитка антипиренами под давлением.

Антипирены ВПД и ОФП-9 повышают предел огнестойкости конструкций сечением менее 120 x 120 мм на 5 мин. И уменьшают пределы распространения огня по деревянным конструкциям (по вертикали менее 40 см, по горизонтали менее 25 см) и переводят древесину в группу трудносгораемых материалов.

Конструкционные меры защиты от возгорания: не рекомендуется применять конструкции из дерева в условиях длительного нагрева, если температура окружающего воздуха превышает 50 0С для не клееной древесины и  35 0С – для клееной.

Деревянные конструкции должны быть разделены на части противопожарными преградами из несгораемых материалов.

Деревянные конструкции не должны иметь сообщающихся полостей с тягой воздуха, по которым может распространяться пламя, недоступное для тушения.

В противопожарном отношении предпочтительнее деревянные конструкции массивного прямоугольного сечения с закруглениями, имеющие большие пределы огнестойкости, чем дощатые и клеефанерные.

Защита от гниения.

Суть конструкционных мероприятий:

- обеспечение воздушно-сухого состояния  деревянных элементов здания. Это  достигается следующими способами:

- устройство гидро- и пароизоляции;

- отвод воды с крыши;

- применение водонепроницаемой  наружной обшивки.

- устройство хорошей вентиляции;

- правильный подбор породы древесины  для изготовления соответствующих деревянных конструкций и элементов.

 

 

Химические средства бывают двух видов:

- влагозащитные лаки и эмали;

- антисептические водные и масляные  пропиточные составы и пасты.

Выбор средств для биологической защиты древесины осуществляется с учетом условий эксплуатации деревянных конструкций и элементов, назначения защитного средства, химической совместимости вновь используемого защитного средства с примененным ранее.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ТЭП проекта

 

Расход древесины на 1 арку:   ;

Расход древесины на 1 прогон: .

 

Материал	Расход
	общий	на 1 м2 площади
Древесина	508,94 м 3	0,593 м 3
Металл	7582,6 кг	8,84 кг

 

Коэффициент расхода металла:

,

где   35,41 кг – расход металла на одну арку;

320 кг – расход древесины на  одну арку.

 

6.  Библиографический  список

 

1. СНиП II-25-80*. Деревянные конструкции. Нормы проектирования / Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1996.-31 с.

 

2. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия – М.: ГУП ЦПП Госстроя России, 2003. – 44 с.

 

3. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80) / ЦНИИСК им. Кучеренко. – М.: Стройиздат,1986. – 216 с.

 

4. Конструкции из дерева и пластмасс. Легкие ограждающие конструкции покрытий из эффективных материалов: Учебное пособие для строит. спец. вузов. / Сост. С.А. Малбиев. Иванов. инж.-строит. ин-т. Иваново, 1990. – 108 с.

 

5. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования: Учеб. пособие для вузов / Под. ред. проф. Иванова В.А. – 3-е изд., перераб. и доп. - Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1981. – 392 с.

 

6. Строительные конструкции. Учебное пособие / Иван. гос. архит.- строит. универ./ ост.: С.А. Малбиев, А.Л. Телоян, А.Н. Лопатин – Иваново, 2006. – 128 с.

 

Исходные данные по шифру 328

ИГАСУ Кафедра СК   Задание на курсовое проектирование по дисциплине:   «Конструкции из дерева и пластмасс »		Номер зачетной книжки:            05128   Шифр курсового проекта: 328
		Составил и принял к исполнению студент группы ПГС – 54**         ___________________  / Моисеев  С.А. /
№ п/п	Наименование		Показатель
1	Пролет здания		L = 20 м
2	Высота		Н = 9 м
3	Шаг		B = 3 м
4	Тип несущих конструкций здания		Трехшарнирная круговая арка из клееных элементов
5	Длина производственного здания		Lзд =33 м
6	Место строительства		г. Волгоград
9	Вес снегового покрова (II Район)		1,2 кПа (120 кгс/м3)
10	Ветровое давление (III Район)		0,38 кПа (38 кгс/м2)
11	Тип здания		Неотапливаемое
12	Схема каркаса