Итого нагрузка от покрытия (без учета влияния временных нагрузок):

Содержание

 

Задание на выполнение курсовой работы... 3

Введение.. 4

1. Расчет клеефанерной балки.. 4

1.1. Сбор нагрузок на балку.. 4

1.2. Выбор конструкции балки.. 6

1.3. Расчет сечения.. 7

1.4. Проверка принятого сечения.. 8

1.4.1. Проверка нижнего пояса на растяжение.. 8

1.4.2. Проверка верхнего пояса на сжатие.. 9

1.4.3. Проверка на срез стенки в опорном сечении.. 9

1.4.4. Проверка на скалывание по клеевому шву.. 9

1.4.5. Расчет по деформациям... 9

1.5. Расчет опирания балки на стойку.. 10

2. Расчет клеедосчатой стойки.. 10

2.1. Сбор нагрузок.. 10

2.2. Определение усилий в стойке.. 12

3. Проверки стойки.. 12

3.1. Проверка прочности стойки.. 12

3.2. Проверка опорной части стойки на скалывание при изгибе.. 13

3.3. Проверка устойчивости из плоскости изгиба стойки.. 13

4. Расчет и конструирование прикрепления стойки к фундаменту.. 14

4.1. Расчет прикрепления накладки к стойке.. 15

Список использованной литературы... 16

 

Задание на выполнение курсовой работы

 

Введение

В качестве несущей конструкции покрытия будет применяться клеефанерная балка с плоской стенкой. Эта балка включает клеедощатые пояса и фанерные стенки, образующие коробчатое сечение, а также вертикальные и наклонные ребра жесткости, прикрепленные к стенкам.

В строительных конструкциях такого типа обычно применяют водостойкую строительную фанеру, склеенную на водостойких смоляных клеях, или бакелизированную совершенно водостойкую фанеру, склеенную из слоев шпона, частично или полностью пропитанных смоляными клеями под давлением в прессе.

 Для данного одноэтажного бесчердачного неотапливаемого промышленного здания с нормальной влажностью принимаем балку покрытия двухскатной с уклоном верхнего пояса i= 0,1, трапециевидного очертания коробчатого сечения с фанерой марки ФСФ и поясами выполненными из сосны 2 сорта влажностью более 12%.

Это конструкция заводского изготовления, а т.к. доставка таких габаритов затруднена, клеефанерную балку изготовляют в виде двух полубалок. Каждая полубалка легко транспортируется. На месте монтажа полубалки соединяют при помощи монтажного стыка на нагелях или клеестальных шайбах.

В составных балках клеефанерной конструкции сплошная стенка из водостойкой фанеры обеспечивает непрерывную связь между сжатым и растянутым поясами. Основное назначение фанерной стенки— воспринимать сдвигающие усилия.

При изготовлении балок фанерная стенка заранее выкраивается и стыкуется «на ус», а доски поясов соединяются на всю длину монтажного блока при помощи зубчатого стыка. Сплачивание поясных досок должно производиться тоже на всю длину блока полубалки по проектному очертанию поясов. После уравнительной чистой строжки каркас балки (в составе поясов и ребер жесткости) склеивается под прессом с фанерной стенкой. Отверждение клеевого шва производится при помощи гибких контактных электронагревателей. Все внутренние полости клеефанерных конструкций коробчатого сечения целесообразно подвергать защитному покрытию комбинированными растворами антисептиков и антипиренов.

Малый вес и высокие эксплуатационные качества являются преимуществами балок клеефанерной конструкции.

Расчет клеефанерной балки

Сбор нагрузок на балку

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка  gн, кН/м	Расчётная нагрузка gр, кН/ м
Покрытие	0,365	0,4
Собственный вес балки	0,15	0,21
Временная нагрузка(снег)	1,26	1,8
Суммарная	1, 7 7	2, 41

Для III района строительства, соответствует снеговая нагрузка 1,8 кН/ м

Нагрузка от покрытия:

- Мягкая рулонная кровля – ;

- Защитный настил δ=16 мм –  (защитный настил укладывают под углом 30…45° к рабочему. Устройство связей в плоскости скатов не обязательно);

- Рабочий настил δ=22 мм ;

- Прогоны 150х175 мм длиной 6 м, с шагом 1,4 м –

Выбор конструкции балки

Оба пояса балки принимаем одинакового сечения из четырех вертикальных слоев досок. Средние слои выполняют из черновых заготовок по сортаменту пиломатериалов сечением50х150 мм, а крайние из двух досок 50х75 мм, после острожки – 44х144 мм и 44х69 мм. Крайние слои, примыкающие к фанерным стенкам, устанавливаются с зазором 5 мм (согласно п. 6.2 [1], для компенсации разности температурно-влажностных деформаций древесины и фанеры). Получаем общую ширину пояса   и итоговую высоту пояса  (рис. 1).

Рис. 1. Детали крепления поясов и ребер жесткости к стенкам.

Доски верхнего и нижнего пояса соединяются по длине зубчатыми стыками, располагаемыми вразбежку, причем в одном сечении не более 1 стыка, а расстояние между стыками не менее 300 мм.

В расчете элементов сечения, требуемую толщину фанерных стенок балки определяем из условия прочности их на срез по формуле:

, принимаем толщину 16 мм.

Стенка балки проектируется из 2 листов семислойной березовой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной .

Фанеру на опоре и в пролете располагают волокнами рубашек параллельно поясам. Так она воспринимает как касательные и часть нормальных напряжений, хорошо работает на сжатие и растяжение при изгибе балки, а стыки легко выполняются склеиванием листов на «ус» (рис. 2).

Рис.2. Соединение фанеры на «ус»

Поперечная устойчивость плоской фанерной стенки обеспечивают дощатыми ребрами. Ребра балки совпадают со стыками фанерной стенки и располагаться в местах приложения сосредоточенных нагрузок (места расположения прогонов), их ставят по длине балки на расстоянии 1,4 м (таким образом уменьшая поле фанерной стенки, способное потерять устойчивость). Опорные ребра принимают такой же ширины, как пояса – 144 мм после осторожки (воспринимают опорную реакцию), а промежуточные, с шагом, делают вдвое уже –69 мм после осторожки (150/2-6). Ребра приторцовывают к поясам балки и приклеивают. Их устанавливают на равных расстояниях, а у опор, при необходимости, ставят чаще, но не ближе, чем на расстоянии, равном высоте стенки.

Верхний пояс балки проектируем с одним стыком впритык в середине пролета. Этот стык перекрывается парными стыковыми накладками сечением 200х75 мм и длиной 660 мм, крепятся с каждой стороны стыка четырьмя болтами d=16 мм длиной 260 мм (рис.3).

Рис.3. Крепление верхнего пояса стыковыми накладками

В целом вся конструкция работает на изгиб.

Расчет сечения

Расстояние х от опоры до наиболее напряженного при изгибе сечения при равномерной нагрузке для двускатной балки:

,

где , где i= tg α.

Высота балки в этом сечении:

;

Расчетные изгибающий момент и момент сопротивления сечения в опасном сечении балки:

;

,

 где Rс =1,5 кН/см² – расчетное сопротивление сжатию для элементов прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см, m _в =0,9 – коэффициент условия эксплуатации,  =0,9 – коэффициент надежности по сроку службы.

 

Проверка принятого сечения

Условие выполняется.

Условие выполняется.

Расчет по деформациям

Относительный прогиб двускатной клееной балки коробчатого сечения при учете переменности сечения и влияния сдвигов в клеевых швах:

,

где f – наибольший прогиб балки, k – коэффициент учета переменности сечений по длине балки равный , с – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы , h – наибольшая высота сечения, а f₀ - прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета деформаций сдвига:

,

.

Условие выполняется.

Расчет клеедосчатой стойки

Стойка клеедощатая прямоугольного сечения по длине.  Длина стойки Н=6,7 м. Задаемся высотой сечения стойки

.

Для изготовления колонн используем сосновые доски 2 сорта, толщиной 40 мм. После двухстороннего фрезирования, толщина досок

 мм.

Нам понадобится 17 досок, тогда =561 мм.

Выбираем ширину сечения в пределах , тогда мм или мм.

Окончательно принимаем стойку 195х561 мм.

Сбор нагрузок

Вертикальные нагрузки на стойки:

- постоянная нагрузка (от веса балки) ;

- временная нагрузка (снеговая нагрузка) .

Собственный вес стойки:

- нормативная

- расчетная

Нагрузка от стенового ограждения, передается на фундамент через рандбалку, поэтому на стойку влияния не оказывает.

Постоянная нагрузка на стойку, включая собственную массу:

.

Суммарная вертикальная нагрузка на стойку:

Рис.1. Ветровая нагрузка на конструкцию

Горизонтальная ветровая нагрузка определяется как:

;

,

 где ɣ _f =1,4 – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, a – шаг несущих конструкций, с – аэродинамический коэффициент (0,8 с наветренной стороны и 0,6 со стороны отсоса), q₀ = нормативное значение ветровой нагрузки, которое определяется, как сумма средней W_m и пульсационной W_p,

,

где - нормативное значение ветрового давления для третьего района 0,38 кН/м²,  - коэффициент изменения ветрового давления по высоте для типа местности В,  - коэффициент пульсации ветра для типа местности В,  - коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра.

Рис. 2. К расчету стоек

Сосредоточенная сила от ветровой нагрузки на уровне верха стойки:

Определение усилий в стойке

Определяем неизвестную Х:

.

Изгибающий момент у основания стойки:

.

Поперечная сила:

.

Проверки стойки

Проверка прочности стойки

 

Проверка производится по геометрическим характеристикам:

;

;

;

;

;

;

.

Тогда:

.

Список использованной литературы

1. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия.

2. СП 64.13330.2011 Деревянные конструкции.

3. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП П-25-80). М.: Стройиздат, 1986.

4. Конструкции из дерева и пластмасс: Учебник / Под ред. Г.Г. Карлсена и Ю.В. Слицкоухова. Изд. 5. М.: Стройиздат, 1986.

6. Г.Г. Никитин, Л.Р. Куправа Разработка конструций зданий и сооружений с использованием древесины – СПб: СПбГАСУ., 2007 – 53 с.

7. Проектирование элементов каркасных зданий с применением клееной древесины и пластмасс. Примеры проектирования. / Е.И. Светозарова и др. / ЛИСИ. Л., 1974, 1976.

8. Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования / Под ред. Ю.В. Слицкоухова. М.: Стройиздат, 1991.

9. Ограждающие конструкции: Метод, указания / ЛИСИ. Л., 1988.

10. Расчет основных стоек деревянного каркаса здания: Метод, указания / ЛИСИ. Л., 1988.

11. Расчет конструкций деревянных покрытий зданий: Метод, указания / СПбГАСУ. СПб., 1994.

12. Серов Е.Н., Санников Ю.Д. Проектирование клееных деревянных конструкций: Ч. 1. Балки и стойки. СПбГАСУ. СПб., 1995.

13. Серов Е.Н., Санников Ю.Д. Проектирование клееных деревянных конструкций: 4.2. Проектирование рам и прямолинейных элементов. СПбГАСУ. СПб., 1998.

14. Санников Ю.Д., Серов А.Е. Проектирование деревянных конструкций: Учеб. пособие/СПбГАСУ. СПб.,2011

15. СНиП П-25-80 Деревянные конструкции

 

Содержание

 

Задание на выполнение курсовой работы... 3

Введение.. 4

1. Расчет клеефанерной балки.. 4

1.1. Сбор нагрузок на балку.. 4

1.2. Выбор конструкции балки.. 6

1.3. Расчет сечения.. 7

1.4. Проверка принятого сечения.. 8

1.4.1. Проверка нижнего пояса на растяжение.. 8

1.4.2. Проверка верхнего пояса на сжатие.. 9

1.4.3. Проверка на срез стенки в опорном сечении.. 9

1.4.4. Проверка на скалывание по клеевому шву.. 9

1.4.5. Расчет по деформациям... 9

1.5. Расчет опирания балки на стойку.. 10

2. Расчет клеедосчатой стойки.. 10

2.1. Сбор нагрузок.. 10

2.2. Определение усилий в стойке.. 12

3. Проверки стойки.. 12

3.1. Проверка прочности стойки.. 12

3.2. Проверка опорной части стойки на скалывание при изгибе.. 13

3.3. Проверка устойчивости из плоскости изгиба стойки.. 13

4. Расчет и конструирование прикрепления стойки к фундаменту.. 14

4.1. Расчет прикрепления накладки к стойке.. 15

Список использованной литературы... 16

 

Задание на выполнение курсовой работы

 

Введение

В качестве несущей конструкции покрытия будет применяться клеефанерная балка с плоской стенкой. Эта балка включает клеедощатые пояса и фанерные стенки, образующие коробчатое сечение, а также вертикальные и наклонные ребра жесткости, прикрепленные к стенкам.

В строительных конструкциях такого типа обычно применяют водостойкую строительную фанеру, склеенную на водостойких смоляных клеях, или бакелизированную совершенно водостойкую фанеру, склеенную из слоев шпона, частично или полностью пропитанных смоляными клеями под давлением в прессе.

 Для данного одноэтажного бесчердачного неотапливаемого промышленного здания с нормальной влажностью принимаем балку покрытия двухскатной с уклоном верхнего пояса i= 0,1, трапециевидного очертания коробчатого сечения с фанерой марки ФСФ и поясами выполненными из сосны 2 сорта влажностью более 12%.

Это конструкция заводского изготовления, а т.к. доставка таких габаритов затруднена, клеефанерную балку изготовляют в виде двух полубалок. Каждая полубалка легко транспортируется. На месте монтажа полубалки соединяют при помощи монтажного стыка на нагелях или клеестальных шайбах.

В составных балках клеефанерной конструкции сплошная стенка из водостойкой фанеры обеспечивает непрерывную связь между сжатым и растянутым поясами. Основное назначение фанерной стенки— воспринимать сдвигающие усилия.

При изготовлении балок фанерная стенка заранее выкраивается и стыкуется «на ус», а доски поясов соединяются на всю длину монтажного блока при помощи зубчатого стыка. Сплачивание поясных досок должно производиться тоже на всю длину блока полубалки по проектному очертанию поясов. После уравнительной чистой строжки каркас балки (в составе поясов и ребер жесткости) склеивается под прессом с фанерной стенкой. Отверждение клеевого шва производится при помощи гибких контактных электронагревателей. Все внутренние полости клеефанерных конструкций коробчатого сечения целесообразно подвергать защитному покрытию комбинированными растворами антисептиков и антипиренов.

Малый вес и высокие эксплуатационные качества являются преимуществами балок клеефанерной конструкции.

Расчет клеефанерной балки

Сбор нагрузок на балку

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка  gн, кН/м	Расчётная нагрузка gр, кН/ м
Покрытие	0,365	0,4
Собственный вес балки	0,15	0,21
Временная нагрузка(снег)	1,26	1,8
Суммарная	1, 7 7	2, 41

Для III района строительства, соответствует снеговая нагрузка 1,8 кН/ м

Нагрузка от покрытия:

- Мягкая рулонная кровля – ;

- Защитный настил δ=16 мм –  (защитный настил укладывают под углом 30…45° к рабочему. Устройство связей в плоскости скатов не обязательно);

- Рабочий настил δ=22 мм ;

- Прогоны 150х175 мм длиной 6 м, с шагом 1,4 м –

Итого нагрузка от покрытия (без учета влияния временных нагрузок):

.

Проверим выбранное сечение прогона:

- Погонная нагрузка – , где a – шаг прогонов;

-Изгибающий момент (расчетной схемой прогона является неразрезная балка) –

;

- Напряжение изгиба, возникающее в сечение прогона –

,

 где Rи =1,5 кН/см² – расчетное сопротивление изгибу для элементов прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см, выполненных из древесины второго сорта, m _п =1 – коэффициент породы, m _в =0,9 – коэффициент условия эксплуатации,  =0,9 – коэффициент надежности по сроку службы.

Собственный вес балки:

 кН/ м

кН/ м

Нагрузка на погонный метр:

 кН/м

 кН/м, где a – шаг балок (6 м).

Высота балки в середине пролета:

  м –   полная высота сечения в середине пролета;

 - предварительная высота обоих поясов;

 предварительная ширина пояса

м - высота балки на опоре;

Выбор конструкции балки

Оба пояса балки принимаем одинакового сечения из четырех вертикальных слоев досок. Средние слои выполняют из черновых заготовок по сортаменту пиломатериалов сечением50х150 мм, а крайние из двух досок 50х75 мм, после острожки – 44х144 мм и 44х69 мм. Крайние слои, примыкающие к фанерным стенкам, устанавливаются с зазором 5 мм (согласно п. 6.2 [1], для компенсации разности температурно-влажностных деформаций древесины и фанеры). Получаем общую ширину пояса   и итоговую высоту пояса  (рис. 1).

Рис. 1. Детали крепления поясов и ребер жесткости к стенкам.

Доски верхнего и нижнего пояса соединяются по длине зубчатыми стыками, располагаемыми вразбежку, причем в одном сечении не более 1 стыка, а расстояние между стыками не менее 300 мм.

В расчете элементов сечения, требуемую толщину фанерных стенок балки определяем из условия прочности их на срез по формуле:

, принимаем толщину 16 мм.

Стенка балки проектируется из 2 листов семислойной березовой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной .

Фанеру на опоре и в пролете располагают волокнами рубашек параллельно поясам. Так она воспринимает как касательные и часть нормальных напряжений, хорошо работает на сжатие и растяжение при изгибе балки, а стыки легко выполняются склеиванием листов на «ус» (рис. 2).

Рис.2. Соединение фанеры на «ус»

Поперечная устойчивость плоской фанерной стенки обеспечивают дощатыми ребрами. Ребра балки совпадают со стыками фанерной стенки и располагаться в местах приложения сосредоточенных нагрузок (места расположения прогонов), их ставят по длине балки на расстоянии 1,4 м (таким образом уменьшая поле фанерной стенки, способное потерять устойчивость). Опорные ребра принимают такой же ширины, как пояса – 144 мм после осторожки (воспринимают опорную реакцию), а промежуточные, с шагом, делают вдвое уже –69 мм после осторожки (150/2-6). Ребра приторцовывают к поясам балки и приклеивают. Их устанавливают на равных расстояниях, а у опор, при необходимости, ставят чаще, но не ближе, чем на расстоянии, равном высоте стенки.

Верхний пояс балки проектируем с одним стыком впритык в середине пролета. Этот стык перекрывается парными стыковыми накладками сечением 200х75 мм и длиной 660 мм, крепятся с каждой стороны стыка четырьмя болтами d=16 мм длиной 260 мм (рис.3).

Рис.3. Крепление верхнего пояса стыковыми накладками

В целом вся конструкция работает на изгиб.

Расчет сечения

Расстояние х от опоры до наиболее напряженного при изгибе сечения при равномерной нагрузке для двускатной балки:

,

где , где i= tg α.

Высота балки в этом сечении:

;

Расчетные изгибающий момент и момент сопротивления сечения в опасном сечении балки:

;

,

 где Rс =1,5 кН/см² – расчетное сопротивление сжатию для элементов прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см, m _в =0,9 – коэффициент условия эксплуатации,  =0,9 – коэффициент надежности по сроку службы.