Министерство  образования и науки РФ

Саратовский государственный технический университет 
 
 

Кафедра: Промышленное и гражданское  строительство

Пояснительная записка

к курсовому  проекту на тему:

“Конструирование  и расчет деревянных

 конструкций  одноэтажного промышленного здания” 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

студент ПГС – 51

Фролов  Д. П

Принял:                                                                                                  

                                                                                          Пшенов А. А 
 
 
 
 
 
 

2010 
Содержание 

 

Введение 

   Цель  курсового проекта состоит в  ознакомлении студентом с методикой проектирования и расчёта клееных деревянных конструкций. Самостоятельная работа над проектом позволяет студенту закрепить теоретические знания по курсу « Конструкции из дерева и пластмасс», более детально познакомиться с нормативными документами. 

   Задание на проектирование

   Пролёт  21м.

   Шаг несущих конструкций 4м.

   Длина здания 80м.

   Высота  колонны 8,5м.

   Район строительства Кемерово.

Балки покрытия – дощатоклееная с параллельными поясами, двутаврового сечения, несимметрично армированная.

   Тип колонны – дощатоклееная прямоугольного сечения.  

 

   Компоновка конструктивной схемы здания 

   Размещение  колонн в плане принимают в  соответствии с пролётом здания и  шагом несущих конструкций по зданию. Привязку наружной грани колонн продольной оси в зданиях без мостовых кранов принимают, как правило, нулевой. Привязку к поперечным осям принимают центральной. У торцов здания колонны обычно смещаются с поперечной разбивочной оси на 500мм внутрь здания для возможности использовании ограждающих конструкций с одинаковой длиной.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         Рис.1 

 

   Конструирование и расчёт клеефанерных плит покрытия 

   Ввиду малости уклона балки покрытия  6%, считаем длину балки равной пролёту здания, т.е. 21 м. В этом случае можно принять номинальные размеры плиты 1,5×4м.

   Рис.2 

   Каркас  плиты принимаем из сосновых досок 2-го сорта с расчётным сопротивлением скалыванию вдоль волокон при изгибе R_ск=1,6МПа.

   Расчётные характеристики фанеры принимаем:

   Для фанеры лиственницы ФСФ толщиной 8мм и более

   R_фс= 13 МПа

   R⁹⁰_фн= 3 МПа

   R_фр = 14 МПа

   R_ск =0,8 МПа

   Конструкция плиты показана на рис. 2.

   Сбор  нагрузок.

   Вес продольных ребер 

     

   Вес поперечных ребер

   

   Всего вес ребер 

   Вес обшивок 

   Вес утеплителя

     

   Снеговая  нагрузка

   Согласно  новым внесениям в СНиП «Нагрузки  и воздействия»

   S_расч для 4 снегового района 2,4МПа.

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проек-

цию покрытия определяем в соответствии с разделом 5 [2]. Город Кемерово относится к 4-му снеговому району (карта 1) – S0 = 2,4 кН/м2. По приложению 3 определяем, что ῃ = 1. Т.к. проектируемое здание однопролетное и без фонарей, а район строительства имеет среднюю скорость ветра за три наиболее холодных месяца V = 3,9 м/с (карта 2), то в соответствии с п. 5.5 коэффициент следует снизить, умножив на коэффициент k:

k = 1,2 – 0,1*V = 1,2 – 0,1 *2,4 = 0,96;

Sн = S0 * ῃ *k = 2,3 кН/м2 

   Определение расчётных усилий

   Т.к. отношение длины плиты к её ширине более 2, то плита рассчитывается как однопролётная балка.                                                              
 
 

        Таблица1 

 

   Определим значение погонной нагрузки

     

   Расчётная длина плиты 

   

   Изгибающий момент и поперечная сила

     

   Расчётное сечение плиты покрытия

   

   Рис. 3 

   Так как 3905<430*10, то для учета неравномерности распределения нормальных напряжений по ширине плиты уменьшаем расчётную ширину обшивки путём введения в расстояние между ребрами коэффициента 0,9. тогда

   

   Материалы, входящие в поперечное сечение плиты, приводим к фанере обшивки. Принимаем Едр=10000МПа Еф=8500МПа.

   Определяем приведенный момент инерции

   

   Приведенный момент сопротивления

   

   Выполним  проверку пяти условий прочности:

   1. Проверка верхней обшивки на сжатие с учетом устойчивости при общем изгибе плиты.

   При расстоянии между ребрами в свету с = 43 см и толщине фанеры 1см имеем отношение

   с/d=43/1=43 < 50, тогда

   j_Ф=1 – 43²/5000=0,63

    <

   2. Проверка верхней обшивки на местный изгиб между продольными ребрами от сосредоточенного груза.

   Предполагается, что в процессе монтажа и эксплуатации на плиту может выходить рабочий, вес которого с инструментом принимают равным 1кН с коэффициентом надежности 1,2. При этом считается, что действие этой нагрузки распределяется на полосу шириной 100см. Расчётная схема балка с обоими защемлёнными концами. Тогда максимальный изгибающий момент:

   

   Момент  сопротивления сечения обшивки  с расчётной шириной 100см

     

   3. Проверка нижней обшивки на растяжение при общем изгибе плиты

    >

  4. Проверка клеевого шва между шпонами фанеры на скалывание.

   Статический момент обшивки относительно нейтральной  оси

       

     

  5. Проверка продольных ребер на скалывание.

   Приведенный статический момент половины сечения  относительно нейтральной оси сечения плиты и приведенный момент инерции половины сечения относительно нейтральной оси сечения плиты находятся из следующих соображений:

   

   

   Приведенный момент инерции половины сечения  относительно нейтральной оси сечения плиты:

    <

   6.Относительный  прогиб плиты от нормативной  нагрузки

   

   Плита отвечает требованиям расчетов по предельным состояниям.

 

   Конструирование и расчет клеефанерной балки с параллельными поясами

Клеефанерные  балки состоят из фанерной стенки толщиной не менее 10 мм и поясов парного  сечения. Пояса выполняют из вертикально  поставленных досок прямоугольной формы. Для устойчивости стенки по длине балки ставяся ребра жесткости с шагом 1/8…1/10l и шириной, равной половине высоты пояса. Ребра жесткости рекомендуется совмещать со стыками стенок и опорами прогонов. Для уменьшения расчетных размеров листа фанерной стенки в опорных панелях устанавливают диагональные ребра. По типу конструкции клеефанерные балки бывают ребристыми и с волнистой стенкой. Ребристые балки, в свою очередь, делятся на балки коробчатого (отличаются повышенной жесткостью из плоскости изгиба и гладкими боковыми поверхностями) и двутаврового сечения.

Проектирование балок осуществляется в следующей последовательности:

   1. Подбирается сечение балки.

   

    , с учетом острошки.

    , с учетом острошки и сортамента пиломатериалов 195

     Принимаем сосновые доски шириной 270 и 32 мм, склеенные между собой плостями в вертикальном положением клеевых швов. В качестве стенок принимаем фанеру ФБФ из лиственницы толщиной 16 мм. В качестве ребер жесткости принимаем доски из сосны размерами 125x32 мм. После обрезки кромок листа его длина принята 1480мм. При этом расстояние между осями ребер жесткости (а₀) получается равным длине фанерного листа, уменьшенного на длину соединения «на ус», которое равно десятикратной толщине фанеры 10δ_ф=10×16=160мм; тогда принимаем