Проектирование несущих конструкций в виде рам из дерева курсовая скачать бесплатно скачать бесплатно
«МОСКОВСКИЙ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ – МОСКОВСКИЙ АРХИТЕКТУРНО - СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ»
Кафедра
Строительство и городское хозяйство
Строительство 08.03.01
Промышленное и гражданское строительство
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине: Конструкции из дерева и пластмасс
На тему: Проектирование несущих конструкций в виде рам из дерева
МОСКВА- 2022
неотапливаемое с температурно-влажностными условиями эксплуатации Б1.
Пролет рам L=18м, шаг рам В = 6м. Ограждающие конструкции покрытия —
асбестоцементные панели с дощатыми ребрами и утеплителем из
минераловатных плит толщиной 60мм плотностью 100 кг/м³. Плита размером
1490х5980х180 мм. Класс надежности здания II.
Принимаем несущие конструкции в виде рам из прямолинейных элементов
(рис.3.). Уклон ригеля 1 : 4. Поперечное сечение рамы прямоугольное с
постоянной шириной b = 20,5 см и переменной высотой (рис. 3.). Ригель и
стойку компонуем из досок 22,5 X 4 см (после острожки 20,5 X 3,3 см) в виде
прямоугольных пакетов с последующей распиловкой.
L=18м; В=6м; Н=4,5м; Район строительства г. Махачкала.
Рис.3. Трехшарнирная дощатоклееная рама из прямолинейных элементов
3.2. Определение основных размеров рамы.
Высота сечения в карнизном узле, см. рис.3:
Принимаем
Принимаем
3.3. Определение координат характерных сечений рамы
Разбиваем раму на точки в характерных сечениях см. рис. 6.
Таблица. 2. К определению координат точек.
3.4. Определение нагрузок, действующих на раму
На раму действует постоянная нагрузка от веса покрытия и собственного
веса рамы и временная нагрузка снеговая и ветровая.
Расчётный снеговой покров 2 / 120м кгс
Ветровое давление 2 / 60м кгс
Постоянная нагрузка:
- нормативная нагрузка от веса плиты покрытия;
Нормативный вес рамы определяем по формуле:
где qпокн и qснн – соответственно нормативная постоянная и временная
снеговая нагрузки; Ксв – коэффициент для нагрузки от веса конструкций,
принимаемый в зависимости от вида и пролета конструкции и нагрузки на
нее (по табл.1); L – пролет конструкции, м.
Снеговая нагрузка:
где В – шаг рам, равный ширине грузовой площади действующей на раму.
Расчетная ветровая нагрузка:
Аэродинамические коэффициенты находим по интерполяции согласно СП
20.13330.2011 Нагрузки и воздействия
Подсчитаем ветровую нагрузку по формуле:
где k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по
высоте (см. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия) с —
аэродинамический коэффициент (см. СП 20.13330.2011 Нагрузки и
воздействия ) Рвр = Рвн*·n = 0,43 * 1,4 = 0,6кН/м2 – расчетная ветровая
нагрузка
Разбиваем ветровую нагрузку на ригеле на 2 составляющие, вертикальную и
горизонтальную.
Слева:
Справа:
3.5. Статический расчет рамы
3.5.1. Расчет усилий от постоянной нагрузки
Постоянная нагрузка на раму qпост = 3,786 кН/м (см. рис.6б);
Реакции опор:
Изгибающие моменты соответствующих сечений:
где x и y – координаты центра тяжести сечений (принимаем начало в пятовом
шарнире).
Продольные усилия:
где угол φn – угол между касательной к соответствующему сечению и
горизонталью.
Поперечные усилия:
3.5.2. Расчет усилий от снеговой нагрузки по всему пролету (рис.6в).
Снеговая нагрузка на раму qсн = 7,2 кН/м;
Реакции опор:
Изгибающие моменты:
Продольные усилия:
Поперечные усилия:
3.5.3. Расчет усилий от снеговой нагрузки на левой полураме (рис.6г).
Реакции опор:
Определение внутренних усилий на левой полураме
Изгибающие моменты:
Продольные усилия:
Поперечные усилия:
3.5.4. Определение усилий от снеговой нагрузки на правой полураме.
Изгибающие моменты.
Продольные усилия:
Поперечные усилия.
3.5.5. Расчет усилий от ветровой нагрузки, действующей на раму (рис.6а).
Реакции опор:
Определение усилий в характерных сечениях левой полурамы, при
действии ветровой нагрузки.
Изгибающие моменты:
Продольные усилия:
Поперечные усилия:
Определение усилий в характерных сечениях правой полурамы, при
действии ветровой нагрузки.
Изгибающие моменты:
Продольные усилия :
Поперечные усилия:
3.6. Определение расчетных усилий в характерных сечениях рамы
Данные расчетов заносим в таблицу 4. По полученным значениям составляем
основное сочетание: постоянная + 90% (снеговой и ветровой).
Мсоч = Мпост + 0,9(Мснег + Мветр).
3.7. Проверка принятых сечений рамы
Проверяем максимальные напряжения в биссектрисном сечении 3 по
формуле (1).
Для сжатой зоны вдоль оси под углом α к волокнам
где расчетное сопротивление смятию под углом α к направлению волокон по
формуле:
Определяем площадь и момент сопротивления биссектрисного сечения:
Изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок,
определяемый из расчета по деформированной схеме по формуле (4):
Коэффициент ξ определяем по формуле (5):
- длина полурамы по осевой линии
см. рис.4
Коэффициент КжN по таблице П7 приложения
Коэффициент mб по таблице П3 приложения.
Для растянутой зоны вдоль оси х под углом α к волокнам по формуле (2):
Для сжатия вдоль оси Y под углом β к волокнам по формуле (3)
Проверяем прочность по нормальным напряжениям сечения 4:
Раскрепляем раму в плоскости, перпендикулярной плоскости рамы,
стеновыми панелями, плитами покрытия, поперечными (скатными) связями,
расположенными по наружному контуру рамы, а также вертикальной связью,
установленной в биссектрисном сечении 3 (рис.4).
Находим расположение нулевой точки в эпюре изгибающих моментов.
Определяем координаты нулевой точки.
где
x3, у3 — координаты центра тяжести биссектрисного сечения 3.
Решая уравнения, получаем координаты точек: х0 = 4,741 м; х10 = 8,65 м
(положение конькового шарнира);
у0 = 0,302*4,741+3,89=5,322м.
На всех участках (от опорного узла до биссектрисного сечения, от
биссектрисного сечения до точки с координатами х0 = 4,741 м; у0 =5,322 м и
от этой точки до конькового узла) устойчивость плоской формы
деформирования рамы проверяем по формуле с учетом переменности
сечений:
на первом участке (от опорного до биссектрисного сечения)
L0 - расчетная длина участка рамы, равная длине ее внешней подкрепленной
кромки.
где Кф коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на
участке 0 l и определяемый по табл. П8 (см.приложение).
3/(2 ) 3/ 2 1,5. ф
Проверяем устойчивость плоской формы деформирования на втором участке
от биссектрисного сечения до точки с координатами
х0 = 4,741 м; у0 = 5,322 м:
Проверяем устойчивость на третьем участке (от точки с координатами х0
= 4,741 м; у0 = 5,322 м до конькового узла).
Максимальные значения изгибающего момента и соответствующей
продольной силы на третьем участке определяем в сечении, где поперечная
сила равна 0.
3.8. Расчет и конструирование узлов рамы
3.8.1. Карнизный узел.
Карнизный узел представляет собой непосредственное соединение ригеля и
стоек зубчатым шипом (рис.7). Тип соединения принимаем I – 50, с
размерами:
длина L = 50мм, шаг t = 12мм, затупление b = 1,5мм. Клей можно применить
фенолрезорциновый, резорциновый, алкилрезорциновый (марок ФР-12,
ФРФ-50, ФР-100).
3.8.2. Опорный узел.
Проверяем клеевые швы на скалывание в опорном сечении рис. 3 (сеч.5-5).
Опорный узел решаем по рис.1, д. Проверяем торец стойки на смятие вдоль
волокон:
Кромка стойки на смятие поперек волокон:
Определим высоту упорного листа (рис.8):
Принимаем
Рассчитываем сварные швы по СП 16.13330.2011 Стальные конструкции
Из условия:
Рассчитываем анкерные болты по СП 16.13330.2011 Стальные конструкции
Марка стали Вст3кп2
следовательно
Принимаем 2 болта
Рассчитываем стальные элементы башмака по СП 16.13330.2011 Стальные
конструкции
Определим толщину упорного листа (см. рис.8):
Определим параметры опорного листа:
Изгибающий момент в листе:
Тогда толщина опорного листа будет:
Принимаем (см.рис.8).
3.8.3. Коньковый узел.
Коньковый узел решаем по схеме, приведенной на рис.1, г. Накладки из
брусьев сечением 125 X 200 мм (после острожки 115 X 190 мм) длиной 1000
мм. Болты диаметром 20 мм располагаем в два ряда по высоте. Расстояние: е1
= 280 мм; е2 = 720 мм (см.рис.9)
Взаимное смятие торцов полурам под углом к волокнам
Усилия в коньке:
Где
Проверяем накладки на изгиб:
Рассчитываем болты:
Значения усилий в болтах определяем по формулам (7):
где R1 и R2 – реактивные усилия в болтах от действия поперечной силы Q при
нагружении арки несимметричной нагрузкой;
Тmin – наименьшая несущая способность одного болта в одном рабочем шве;
nб – количество болтов в ряду;
nср – количество рабочих швов (срезов) болта.
4. Пример оформления графической
части курсового проекта по дисциплине «Конструкции из дерева и
пластмасс»
Графическая часть проекта включает в себя схемы расположения плит
покрытий,
расположения рам и связей, разрезы продольный и поперечный, узлы связей
и рамы (см. стр.36,37). Кроме этого в графической части необходимо дать
чертежи плиты покрытия и спецификацию.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции».
2. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»
