- •1.Задание на проектирование
- •2.Выбор конструктивного решения.
- •3.Расчет плиты покрытия.
- •Прочность по нормальным напряжениям при изгибе:
- •Прочность по нормальным напряжениям при изгибе:
- •4. Расчет фермы
- •4.3. Подсчет нагрузок на ферму
- •4.4. Статический расчёт фермы
- •4.5. Расчет элементов фермы
- •Расчет панели верхнего пояса
- •4.5.2. Расчет нижнего пояса дд/
- •4.5.3. Расчет стоек аб и вд
- •4.5.4. Расчет раскоса дг
- •4.6. Расчет узловых соединений
- •4.6.2. Расчет промежуточного узла верхнего пояса (в)
- •4.6.3. Расчет промежуточного узла д нижнего пояса
- •4.6.4. Расчет опорного узла а
- •4.6.5. Расчет конькового узла г
- •Литература
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Инженерно-строительный институт (ИСИ)
Кафедра конструкций из дерева, древесных композитов и пластмасс
Пояснительная записка к курсовому проекту
«Расчет и проектирование покрытия по трапециевидным
металлодеревянным фермам»
Разработал студент 4 курса
гр. 132 |
|
А. А. Шульгинова |
|
(подпись, дата) |
|
Проверил
|
|
И. Н. Шурышев |
|
(оценка, подпись, дата) |
|
Нижний Новгород-2011
|
Содержание
|
Стр. |
Задание на проектирование 3
Выбор конструктивного решения
Расчет плиты покрытия
Расчет фермы
Список литературы
1.Задание на проектирование
Рассчитать и сконструировать деревянное покрытие над отапливаемым зданием . Здание каркасное с размерами в плане: пролет 12 м, высота здания от пола до низа несущих конструкций- 5,4 м . Шаг несущих конструкций В=4,0 м. Район строительства – г.Киров. Температурно-влажностные условия эксплуатации конструкций внутри отапливаемого помещения при относительной влажности воздуха 73% и температуре 210С. Материал основных конструкций пихта.
2.Выбор конструктивного решения.
В качестве несущих конструкций покрытия принимается трапециевидные металлодеревянные фермы с клееным верхним и металлическими нижним поясом. Ферма опирается на деревянные колонны сечением hK×bK=0,33×0,075.
Где: μ – коэффициент, учитывающий условия закрепления концов колонны;
Н = 5,4-0,2=5,2 м – высота колонн, где 0,2 м – высота бетонной подготовки;
lp = - расчетная длина колонны из плоскости изгиба.
Принимаем hK=13*26=338 мм и bK==135 мм. Привязка колонн к продольным осям здания нулевая у крайних колонн шаг – 3,5м.
По верхнему поясу укладываются асбестоцементные утепленные плиты покрытия с деревянным каркасом и соединениями на шурупах с номинальными размерами в плане 4,0×1,5м. По плитам укладываются рулонная кровля типа К-7.
Пространственное крепление несущих конструкций обеспечивается связями жесткости, соединяющими элементы трапециевидных ферм в общую неизменяемую связевую систему. Связевая система состоит из трапециевидных ферм, продольных связей в виде сборных плит покрытия, вертикальных продольных связей и горизонтальных поперечных связей.
Связевые поперечные фермы располагаются в плоскости верхнего пояса несущих ферм непосредственно у торцовых стен и в промежутках между ними не реже 30м. В качестве поясов связевых ферм используются верхние пояса несущих ферм покрытия, а решетка выполняется из брусьев сечением 100х100 мм. Продольные вертикальные связи располагаются в плоскости деревянных стоек трапециевидных ферм, соединяя их попарно. Вертикальные связи изготавливаются в виде ферм, решетка которых выполняются из досок сечением 50×150мм, а стойки – из брусьев 125×125мм.
3.Расчет плиты покрытия.
Унифицированной шириной плит покрытий при шаге несущих конструкций 3-6 м является номинальный размер, равный 1,5 м. С учетом зазоров между плитами на неточность изготовления в продольном (20мм) и поперечном (5мм) направлении размеры плит принимаются равными:
Длина ln=4000-20=3980 мм
Ширина bn=1500-5=1495 мм
Рекомендуемая высота плит покрытия с деревянным каркасом и асбестоцементными обшивками составляет (1/20-1/32) длины плиты.
Каркас плиты выполняется из 4 продольных несущих ребер сечением 194×69 мм (из досок до острожки 200×75 мм), 4 поперечных ребер сечением 94×69 мм (из досок до острожки 100×75 мм) и 2 поперечных ребер сечением 144×69 мм (из досок до острожки 150×75 мм). Продольные ребра изготавливаются из древесины пихты 2го сорта, поперечные - древесины 3го сорта по ГОСТ 24454-80. Для образования продольных стыков между плитами к наружным несущим ребрам каркаса прибиваются гвоздями деревянные бруски сечением 50х50 мм и доски сечением 50х125 мм, образующие четверть.
Обшивку плиты выполняют из плоских асбестоцементных листов сорта Б по ГОСТ 18124-75 с номинальными размерами 3000×1500мм. Толщина верхнего листа – 10 мм, нижнего – 8 мм.
В качестве утеплителя используются полужесткие минераловатные плиты толщиной 50мм на синтетической связке (с плотностью =100кг/м3) по ГОСТ 9573-72, которые приклеивают к нижней обшивке на слое битума, выполняющего одновременно роль пароизоляции.
Верхняя обшивка плиты на заводе-изготовителе оклеивается одним слоем рубероида марки РЭМ-350 на битумной мастике марки МБК-Г-65.
Исходные данные для расчета и проектирования
Расчетный пролет плиты:
lP=ln - 60=3980-60=3920 мм=3,92 м
Расчетная ширина плиты: bP=bn=1,495м
Расчетные сопротивления материалов плиты:
для древесины ребер
-расчетное сопротивление пихты 2госорта изгибу RU=13×mп×mв×mд=13×0,8×1=10,4 МПа
-расчетное сопротивление древесины 2госорта скалыванию вдоль волокон Rск=1,6×mп×mв=1,6×0,8×1=1,28 МПа
-расчетный модель упругости Е=104×mв×mд=104×1×0,8=0,8×104 МПа
для асбестоцементных листов
-расчетное сопротивление изгибу при продольном расположении волокон Rа,u=14МПа
-расчетное сопротивление изгибу при поперечном расположении волокон Rа,u,90=11,5МПа
- модуль упругости Еа=104МПа
Подсчет нагрузок на плиту.
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, Па |
Коэффициент перегрузки |
Расчетная нагрузка, Па |
Постоянные нагрузки |
|||
1.Трехслойная рулонная кровля 30×3 |
90 |
1,3 |
117 |
2.Плита покрытия: |
|||
2.1 Слой рубероида на битумной мастике. |
30 |
1,2 |
36 |
2.2Верхная обшивка |
180 |
1,2 |
216 |
2.3Нижная обшивка |
144 |
1,2 |
172,8 |
2.4Продольные ребра (4·bp·hp· g·g)/bn= =(4·0.194·0.069·500·10)/1.5 |
178.5 |
1.1 |
196.4 |
2.5Продольные бруски(bp/·h/p+bp//·h//p) g·g/bn= =(0,050·0,150+0,050·0,050)·500·10/1,5 |
33,3 |
1,1 |
36,7 |
2.6Попереч. ребра[(4·bp.n.·hp.n.+2b/pn·h/pn)ρ gg]/(bnln)= [(4·0,094·0,069+2·0,144·0,069)·500·10]/(4·1,5) |
38,2 |
1,1 |
42,02 |
2.7Утеплитель[3·а(ln-2b/pn-bpn)·hy· y·g]/(bn·ln)= =[3·0,388(3,98-2·0,144-0,094)·0,05·100·10]/(1,5·4) |
34,9 |
1,2 |
41,9 |
2.8Пароизоляция
|
19,5 |
1,2 |
23,4 |
Итого нагрузка на плиты – gпл |
658,4 |
- |
765,2 |
3.Постоянная нагрузка на 1м2 площади покрытия gn |
748,4 |
- |
882,2 |
4.Постоянная нагрузка на 1м2 верхней обшивки gв.о. |
300 |
- |
369 |
5.Постоянная нагрузка на 1м2 нижней обшивки gн.о. |
199,7 |
- |
239,6 |
Временная нагрузка |
|||
6.Снеговая нагрузка на горизонтальную поверхность верхней обшивки |
1680 |
|
2400 |
7. Снеговая нагрузка на горизонтальную поверхность плиты |
1680 |
|
2400 |
8.Полная нагрузка на верхнюю обшивку qв.о. |
1500 |
|
2769 |
9. Полная нагрузка на нижнюю обшивку qн.о. |
200 |
|
240 |
10.Полная нагрузка на плиту g |
1948 |
|
3282 |
11.Полная линейная нагрузка на продольное ребро qр.=g·C |
890,2 |
|
1500 |
Проверка плиты на прочность и жесткость.
Проверка верхней обшивки
Верхняя обшивка рассчитывается на прочность и жесткость, как трехпролетная плита, находящиеся под воздействием постоянной и снеговой нагрузки и дополнительно проверяется на прочность от воздействия монтажной сосредоточенной нагрузки Р=1,2 кН при расчетной ширине обшивки 1м :
Рис. 3.2. Расчётная схема верхней обшивки.
м3)
м4)
Максимальный изгибающий момент в обшивке от полной равномерно распределенной нагрузки: Нм