Проектирование поперечной ломано-клееной рамы

Введение

Конструкции из дерева относятся к классу легких строительных конструкций, применение которых является одним из важных направлений по пути к эффективности и ускорению строительного процесса.

Древесина обладает следующими достоинствами:

1. малые энерго- и трудозатраты на ее изготовления;

2. малый коэффициент линейного расширения;

3. малый коэффициент теплопро

водности;

4. экологический чистый материал.

К недостаткам можно отнести:

1. Гниение

2. Горение.

Древесина надежно склеивается синтетическими клеями. Благодаря этому изготавливаются клеенодеревяные элементы крупных сечений, больших длин и форм. Из таких элементов изготавливают объекты больших пролетов. Применение деревянных конструкций снижает массу зданий и сооружений, повышает капитальность и длительность эксплуатации. Уменьшают трудоемкость при возведении зданий и сооружений.

В данном курсовом проекте необходимо запроектировать несущие конструкции гражданского здания рамной системы:

- дощатоклееная трехшарнирная рама с зубчатым соединением стоек и ригеля (2 опоры и конек);

- настил двойной, прогон неразрезной;

- пролет 22м;

- шаг несущих конструкций 3,3 м;

- высота до низа несущих конструкций – 8,0 м;

- условия эксплуатации – Б3;

- Общая длина здания -36,3 м.

1. Расчет конструкций покрытия

Выбор конструктивной схемы:

Расчет настила двойного из древесины выполняют на прочность и прогибам при изгибах. В устройстве покрытия поверх настила укладывают утеплитель, как правило, из негорючего материала – фибролита, пеностекла и т.д. При изготовлении устраивают ровную поверхность из твердого листового материала (фанера или доски), которые обеспечивают их надежную прочность и крепление к каркасу.

Дощатые настилы состоят из досок на гвоздях и укладывают на прогоны при расстоянии между ними не более 3,3 м.

Принимаем двойной перекрестный настил, состоящий из 2-х слоев: нижнего - рабочего и верхнего – защитного (рис. 1.1). Защитный выполнен из сосновых досок 2-го сорта с обязательной пропиткой защитным составом. Минимальная толщина 16 мм и ширина 100мм. Их укладывают на рабочий (более толстый) настил под углом 45°-60° и крепят гвоздями.

Рис. 1.1 - Дощато-гвоздевой щит настила покрытия

Рис. 1.2 - Расчетные схемы настилов: а) – схема усилий первого сочетания нагрузок; б) – схема усилий второго сочетания нагрузок

Расчетная схема дощатого настила (рис. 1.2) представляет собой двухпролетную шарнирно опертую балку с пролетом l (неразрезная). В качестве условной длины пролетов принимаем горизонтальную проекцию, расстояние между его опорами L (в нашем случае при скатном покрытии с углом наклона ά) l=L х cos ά. Расчетную ширину настила принимают условно В=1,5 м, уклон кровли i =1: 4. ά=14°; sin ά= 0,25, cos ά.=0,97. Шиты настила длиной в 3,3 м, опираются на прогоны, расположенные с шагом L=1,5м,

l=L х cos ά =1,5 х 0,97=1,45 м

Сбор нагрузок.

Таблица 1.1

Сплошной косой защитный настил из досок сечением 10 х1,6 см прибит под углом 45°. Подбор сечения рабочего настила при 1-м сочетании расчетных нагрузок

g = gпост + Sн =0,881+1,8=2,681кН/м2

Расчетный изгибающий момент в сечении над средней опорой:

M= =0.000705МН м

Т.к. принимаем древесину 2 сорт, расчетное сопротивление изгибу Ru=13МПа

Требуемый момент сопротивления:

принимаем доски сечением bхh 10х2,5 см

Требуемая общая ширина досок на полосе шириной 1 м

шаг расстановки досок:

Проверка несущей способности настила при втором сочетании расчетных нагрузок от собственного веса g=0,881 кН/м и веса 2-х человек с грузами Р=1,2х2=24 кН, приложенного на расстоянии от крайней опоры :

а =0,43х l = 0,43 х 1,45=0,625 м.

Максимальный изгибающий момент, возникающий в сечении под грузом:

М=0,07 х g х l2=0,21хРх l=0,07х0,881х1,452+0,21х2,4х1,45=0,8605кН х м=0,0008605 МПа∙м

Расчетное сопротивление изгибу с учетом кратковременного действия сосредоточенной силы:

Ruґ= Ru х Mu=13 х1,2 =15,6 МПа

Напряжение δ= МПа> Ruґ

Следовательно, необходимо:

1) использовать древесину 1-го сорта для рабочего настила, учитывая, что у первого сорта Ru=14 МПа;

Ruґ= Ru х Mu=14 х1,2 =16,8 МПа

Тогда:

δ=15,8 МПа < Ruґ=16,8 МПа

или

2) уменьшить расстояние между прогонами.

Выбираем первый вариант: использовать древесину первого сорта.

Прочность обеспечена.

Проверяем прогиб при первом сочетании нормативных нагрузок от собственного веса и веса снега:

=0.002МН/м

Момент инерции:

Модуль упругости фанеры Еф=9000МПа.

Относительный прогиб настила (максимальный):

Следовательно, относительный max прогиб настила удовлетворяет требованием

Двойной перекрестный настил рассчитывается на изгиб только рабочего настила и только от нормальных составляющих нагрузок, поскольку скатные составляющие воспринимаются с помощью защитного настила.

 Скачать реферат