Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа

Федеральное агентство по образованию Русской Федерации

Уральский Муниципальный Технический Институт - УПИ

Кафедра строй конструкций

П.С.270102.55011.КП.2008

Объяснительная записка

к курсовому проекту

по курсу: «Деревянные конструкции»

тема: ”Проектирование неутепленного строения с несущими древесными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания”

Студент: Барсукова И.С.

Группа: СЗ-55011ну

Педагог: Шур И.П.

Екатеринбург 2008


Задание на проектирование

Запроектировать Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа неотапливаемое (прохладное) складское здание с применением несущих древесных конструкций.

- Район строительства г.Курган

- Длина строения 33м.

- Просвет строения 15 м.

- Высота строения в карнизном узле 3,2 м.

- Шаг несущих конструкций 3 м.

- Кровля из асбоцементных листов волнистого профиля.

- Уровень ответственности строения – 2-ой (СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия).


Содержание

Введение

1. Выбор конструктивной схемы и общая сборка строения

2. Сборка рамы

3. Сбор нагрузок Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа на покрытие от собственного веса и снега

4. Расчет прогона

4.1. Расчет по предельному состоянию первой группы на крепкость

4.2. Расчет по предельному состоянию 2-ой группы на прогиб

4.3. Расчет узла опирания прогона на раму

5. Статический расчет рамы

5.1. Усилия в раме от неизменной и снеговой нагрузок

5.2. Усилия в раме от ветровой нагрузок

6. Определение расчетных сочетаний усилий в сечениях Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа рамы

7. Конструктивный расчет рамы

7.1. Расчет рамы на крепкость

7.2.Расчет рамы на устойчивость плоской формы деформирования

8.Конструирование и расчет узлов рамы

Заключение

Перечень литературы


Введение

Данная курсовая работа представляет собой исследование проектирования неутепленного строения с несущими древесными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания.

Передо мной как создателем стоят последующие задачки:

1.Избрать конструктивную схему и общая сборка строения

2. Также найти сборка рамы

3. Высчитать Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа нагрузки на покрытие от собственного веса и снега

4.1. Расчет по предельному состоянию первой группы на крепкость и по предельному состоянию 2-ой группы на прогиб

5. Статический расчисть рамы

6. Найти расчетные сочетания усилий в сечениях рамы

7. Выполнить конструктивный расчет рамы, также расчет рамы на крепкость

8.Сконструировать и высчитать узлы рамы

При всем этом нужно выявить последующие познания Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа и способности:

- уметь на научной базе организовать собственный труд, обладать компьютерными способами сбора, хранения и обработки (редактирования) инфы, используемые в сфере его проф деятельности;

- быть способным в критериях развития науки и изменяющейся социальной практики к переоценке скопленного опыта, анализу собственных способностей, уметь получать новые познания, используя современные информационные образовательные технологии Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа;

- осознавать суть и социальную значимость собственной будущей профессии, главные задачи дисциплин, определяющих определенную область деятельности, лицезреет их связь в целостной системе познаний;

- быть способным к проектной деятельности в проф сфере на базе системного подхода, уметь строить и использовать модели для описания и прогнозирования разных явлений, производить их высококачественный и количественный Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа анализ;

- быть способным поставить цель и сконструировать задачки, связанные с реализацией проф функций, уметь использовать для их решения способы изученной теории;

- быть готовым к кооперации с сотрудниками и работе в коллективе, знаком с способами управления, умеет организовать работу исполнителей, отыскивать и принимать управленческие решения в критериях разных Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа воззрений.


1. Выбор конструктивной схемы и общая сборка строения

В качестве основной несущей конструкции проектируемого строения принимаем трехшарнирные гнуто-клееные рамы ступенчатого очертания.

Покрытие строения двускатное с внешним водоотводом. Кровлю назначаем из волнистых асбестоцементных листов профиля 54/200-7,5 ГОСТ 30340-95. Листы асбестоцементные волнистые.

Назначаем уклон ската покрытия i = 25 %, при нормативном требовании к Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа уклону кровли из волнистых асбестоцементных листов более 20 % СНиП 11-26-76. Кровли.

Древесные прогоны принимаем из брусьев цельного сечения. Исходя из длины листов 54/200-7,5 и требований СНиП II-26-76, табл. 4 - расстояние меж осями прогонов по скату назначаем равным 1,5 м.

Прогоны проектируем однопролетными, свободно опертыми на поперечные рамы. Длина опирания прогона на раму не должна быть наименее 60 мм Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа.

Пространственную неизменяемость и твердость несущих конструкций строения, устойчивость рам из их плоскости, также восприятие и передачу на фундамент нагрузки от ветрового напора на торцевые стенки строения, обеспечиваем постановкой системы связей. Система связей включает: поперечные скатные связи в плоскости верхних граней несущих конструкций покрытия; прогоны покрытия; продольные вертикальные Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа связи по карнизным узлам рам; вертикальные связи по стойкам фахверка продольных стенок строения. Скатные связи располагаем по торцевым секциям строения и в промежной секции. В тех же секциях располагаем вертикальные связи по стойкам. Вертикальными связями по карнизным узлам рамы соединяем попарно.

В качестве продольных вертикальных связей по карнизным узлам рам применяем Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа балки с волнистой стеной. Другие связевые элементы исполняем из древесных брусьев.

Для производства несущих конструкций строения, связей и деталей узлов применим древесную породу сосны 2 и 3 сорта по ГОСТ 24454-80Е.

2. Сборка рамы

Конструируемые древесные трехшарнирные гнутоклееные рамы имеют ступенчатое изменение высоты и постоянную ширину поперечного сечения по длине Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа рамы. Уменьшенную высоту сечения назначаем на расстоянии в плане примерно равном четверти просвета от опоры рамы. Уклон внешней кромки прямолинейной части ригеля проектируем равным уклону кровли tga = 0,25 (a = 14°).

Рама состоит из 2-ух полурам промышленного производства, соединяемых в коньке монтажным стыком при помощи древесных накладок и железных болтов.

Полурамы изготавливают методом Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа гнутья и склеивания заготовок в виде мультислойного пакета досок.

По СНиП II-3-79* “Нормы проектирования. Строительная теплотехника” устанавливаем, что г.Курган находится в сухой зоне влажности. Тогда температурно-влажностные условия эксплуатации древесных конструкций снутри неотапливаемого помещения – А1.

Древесная порода перед склеиванием конструкции, созданной для критерий эксплуатации А1, обязана Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа иметь влажность 8...12%. В согласовании с п.2.6. СНиП II-25-80 для склеивания древесной породы назначаем синтетический фенольно-резорциновый клей марки ФРФ-50 ( ТУ 6-05-281-17-77).

Склеивание досок по длине производим зубчатым клеевым соединением с вертикальными зубчатыми шипами ГОСТ 19414-79.

Доски в пакете склеиваем по пласти. Перед склеиванием доски каждого слоя фрезеруем с 2-ух пластей по 1-й Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа группе припусков. По условию гнутья в мультислойных криволинейных конструкциях отношение радиуса кривизны к толщине доски (r/d) > 150. Для обеспечения может быть наименьшего радиуса кривизны криволинейного карнизного узла рамы толщину доски (слоя), получаемую после фрезеровки пластей, принимаем d = 16 мм.

Беря во внимание малый припуск на фрезерование и исходя из сортамента Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа пиломатериалов (ГОСТ 24454-80Е), для получения досок шириной после фрезеровки 16 мм используем доски-заготовки шириной 22 мм.

Ширину сечения полурамы проектируем равной ширине одной доски (исключается технологически сложное склеивание досок по ширине). При предназначении проектной ширины сечения исходим из сортамента пиломатериалов (ГОСТ 24454-80Е) и учитываем припуск на фрезерование боковых поверхностей конструкции после Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа склеивания. Величина припуска составляет при длине конструкции до 12 м –15 мм, выше 12 м – 20 мм.

Длина полурамы не превосходит 12 м. Припуск на фрезерование ее боковых поверхностей - 15 мм. Проектную ширину сечения полурамы принимаем b = 135 мм. Ширина начальной доски-заготовки равна 150 мм.

Высота сечения полурамы меняется ступенчато.

Огромную высоту сечения полурамы Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа h1 можно принять: при шаге рам 3м

h1 = 1/20 • l; где l – просвет рамы; h1 = 1/20 • 15000 = 750мм

Наименьшую высоту сечения полурамы h2 следует принимать в границах (0,5…0,6) •h1: h2 = 0,5 • 750 = 375мм;

Высота сечений h1, h2 должна быть кратна номинальной (после фрезерования) толщине доски d.

Назначаем: h1 = 752; n = 752/16 = 47 – из 47 досок шириной d = 16 мм.

h2 = 384; n = 384/16 = 24 – из 24 досок Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа шириной d = 16 мм.

Принимаем радиус кривизны карнизного узла по внутренней кромке поперечного сечения полурамы rв = 2500 мм.

Отношение rв /d= 2500/16 = 156 > 150.

Радиус кривизны по внешней кромке сечения

rн = rв + h1 = 2500 + 752 = 3252 мм, то же по центральной оси сечения

r = rв + 0,5h1 = 2500 + 0,5 • 752 = 2876 мм.

При сборке поперечного сечения гнутоклееных частей будем использовать пиломатериалы 2-ух видов Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа. В последних зонах на участках длиной равной 0,15 высоты сечения применим более прочные пиломатериалы (2-го сорта), а в средней зоне на 0,7 высоты сечения - наименее крепкие (3-го сорта).

Для выполнения статического расчета рамы нужно задаться ее расчетной осью. Все размеры рамы следует привязать к расчетной оси.

e = (h Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа2/2) – (h2 -50)/2 = (384/2) – (384-50)/2 = 25 мм

За расчетную ось рамы принимаем параллельную внешней кромке линию, проходящую через центр масс конькового сечения рамы. Расстояние от внешней кромки до расчетной оси: hр = 384/2 + 25 = 217 мм. Из-за несовпадения расчетной оси рамы с ее центральной осью определяемая статическим расчетом в отдельных сечениях продольная сила N действует с эксцентриситетом относительно оси поперечного Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа сечения, что учитывается в предстоящем при выполнении конструктивного расчета.

Длину по расчетной оси участка полурамы с высотой сечения h2 = 384 мм принимаем равной 3000 мм.

Расчетную ось разобьем точками на участки и определим ее геометрические характеристики:

- расчетный просвет рамы считаем равным просвету строения, определенному заданием, l = 15000 мм;

- высота рамы по расчетной Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа оси в коньке:

f = Нк + i(l/2) = 3200 + 0,25(15000/2) = 5075 мм,

Нк = 3,2м (высота в карнизном узле)

- радиус кривизны расчетной оси в гнутой части полурамы:

rр = rн – hр = 3252 – 217 = 3035 мм;

- величина углов: a = 14°; y = 90°+ a = 90°+ 14° = 104°;

j = 180° – y = 180° – 104° = 76°;

- длина прямолинейной стойки полурамы:

lст = l01 = Hк – rр /tg(y/2) = 3200 – 3035/tg(104°/2) = 810 мм;

- длина дуги гнутой Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа части полурамы:

lгн = l13 = p• rр • j /180° = p• 3035 • 76°/180° = 4024 мм;

- длина прямолинейного ригеля полурамы:

lриг = l38 = (l/2 – rр • (1 – cosj))/cosa =

= (15000/2 – 3035 • (1 – cos76°))/cos14° = 5354 мм;

- полная длина расчетной оси полурамы:

lпр = l08 = lст + lгн + lриг = 810 + 4024 + 5354 = 10188 мм

Координаты xn , yn точек расчетной оси (n – номер точки):

x0 = 0; y0 = 0;

x1 = 0; y1 = l01 = 810 мм;

x Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа2 = rр • (1 – Cos(j/2)) = 3035 • (1 – Cos(76°/2)) = 637 мм;

y2 = l01 + rp • Sin(j/2) = 810 + 3035 • Sin (76°/2) = 3181 мм;

x3 = rp • (1 – Cosj) = 3035 • (1 – Cos76°) = 2306 мм;

y3 = l01 + rp • Sinj = 810 + 3035 • Sin76° = 3754 мм;

для точек 4…8 найдем шаг: Dx =(0,5•l – x3 )/5 = (0,5•15000 – 2306)/5 =1039 мм,

тогда координаты точек 4…10 вычислим по формулам:

xn = xn-1 + Dx; yn = Hк + i • xn ;

x4 = 2306 + 1039 = 3345 мм; y4 = 3200 + 0,25 • 3345 = 4036 мм;

x5 = 3345 + 1039 = 4384 мм; y Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа5 = 3200 + 0,25 • 4384 = 4296 мм;

x6 = 4384 + 1039 = 5423 мм; y6 = 3200 + 0,25 • 5423 = 4556 мм;

x7 = 5423 + 1039 = 6462 мм; y7 = 3200 + 0,25 • 6462 = 4816 мм;

x8 = 6462 + 1039 = 7500 мм; y8 = 3200 + 0,25 • 7500 = 5075 мм;

Результаты вычислений сведены в табл. 1
Координаты точек расчетной оси Таблица 1
№ сечения 0 1 2 3 4 5 6 7 8
xn , мм 0 0 637 2306 3345 4384 5423 6462 7500
yn , мм 0 810 3181 3754 4036 4296 4556 4816 5075

3. Сбор нагрузок на покрытие от собственного веса и снега

Нагрузку от собственного веса волнистых асбестоцементных листов 54/200 – 7,5 на 1м2 плана строения с учетом Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа нахлестки принимаем gа.л. = 220 Па.

Для определения нагрузки от собственного веса древесных прогонов на 1м2 плана строения gпр за ранее принимаем сечение прогонов bxh = 150 x 250 мм, шаг прогонов апр = 1,5 м, плотность древесной породы rд = 500 кг/м3 .

Тогда

gпр = rд •b• h• 10/(апр ×Cosa) = 500 • 0,15 • 0,25• 10/(1,5 • Cos 14°) = 129Па.

Нормативное значение снеговой нагрузки S для Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа находящегося в IV снеговом районе г.Курган, п. 5.1 [4]:

S = S0 • m = 1,5 • 1 = 1,5 кПа

Нормативная нагрузка от собственного веса рамы:

gрам = = (220 + 129 + 1,5)/ [1000/(7 • 15) - 1] = 219 Па,

где kс.в. = 7 коэффициент собственного веса.

Расчетные значения нагрузок получены умножением нормативных значений на надлежащие коэффициенты надежности по нагрузке gf , в согласовании с [4] и приведены в таблице 2.

Нормативные и расчетные Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа нагрузки на 1 м2 плана строения

Таблица 2
Вид нагрузки

Нормативная

нагрузка, Па

Коэффициент

надежности

по нагрузке gf

Расчетная

нагрузка

при gf > 1, Па

Неизменная:

Волнистые асбестоцементные листы

54/200 - 7,5 с учетом нахлестки

220 1,2 264

Древесные кровельные прогоны

bxh =150 x 250

129 1,1 142
Свой вес рамы 219 1,1 241
Итого: 588 647

Краткосрочная:

Снег

1500 1,6 2400

4. Расчет прогона

Прогон работает как однопролетная опора в критериях косого извива. Поперечное сечение прогона за ранее принято bxh = 150 x 250 мм. Геометрические свойства Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа сечения относительно основных осей

x, y (рис.3): Wx = 1562 см3 ; Wy = 938 см3 ;

Jx = 19531 см4 ; Jy = 7031 см4 ;

Рис.3 Поперечное сечение прогона, работающего в критериях косого извива

4.1. Расчет по предельному состоянию первой группы на крепкость

Вертикальная расчетная нагрузка на 1 метр прогона (см. табл. 2):

q = (142 + 264 + 2400) • 1,5 • Cos 14° = 4083 Н/м

Составляющие вертикальной нагрузки, действующие перпендикулярно q1 и параллельно q Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа2 скату кровли (см.рис. 3)

q1 = q • Cos a = 4083 • Cos 14° = 3962 Н/м

q2 = q • Sin a = 4083 • Sin 14° = 988 Н/м

Расчетный просвет прогона l = 3,0 – 0,135 = 2,865 м (3,0 м – шаг рам; 0,135 м – ширина сечения рам). Сорт древесной породы прогона – 2-ой.

Расчетные значения нагрузок следует множить на коэффициент надежности по уровню ответственности gn . Данный уровень ответственности Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа строения – 2-ой. В согласовании со СНиП 2.01.07.-85*. Нагрузки и воздействия gn = 0,95

Составляющие расчетного изгибающего момента для основных осей сечения с учетом gn :

Mx = gn • q1 • l2 /8 = 0,95 • 3962 • 2,8652 /8 = 3861 Нм

My = gn • q2 • l2 /8 = 0,95 • 988 • 2,8652 /8 = 963 Нм

Проверку на крепкость в согласовании с п. 4.12 [СНиП II-25-80. Нормы проектирования. Древесные конструкции.] исполняем по формуле:

Mx / Wx + My / Wy £ Ru

Имеем Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа:

[3861/(1562 • 10-6 )] • 10-6 + [963/(938 • 10-6 ) • 10-6 = 3,5 МПа < Ru = 15 МПа

где Ru = 15 МПа – по табл. 3 [СНиП II-25-80. Нормы проектирования. Древесные конструкции.] для древесной породы прогона 2 сорта.

Крепкость прогона обеспечена.

4.2. Расчет по предельному состоянию 2-ой группы на прогиб

Вертикальный предельный прогиб fu прогонов покрытия ограничивается, исходя из конструктивных требований, т.к. значимый прогиб прогонов может привести Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа к повреждению (растрескиванию) асбестоцементных волнистых листов кровли [СНиП 2.01.07.-85*. Нагрузки и воздействия.]. В согласовании с табл. 19 [СНиП 2.01.07.-85*. Нагрузки и воздействия.] величина вертикального предельного прогиба прогона fu = l / 150

(l – просвет прогона).

Прогиб прогона f определяем от сочетания нагрузок: неизменной и снеговой с полным нормативным значением ([СНиП 2.01.07.-85*. Нагрузки и воздействия.] разд 10, прил Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа.6.)

Вертикальная расчетная нагрузка на 1 метр прогона равна нормативной, умноженной на gf = 1;

Имеем (см. табл.2):

q = (129 • 1 + 220 • 1 + 1500 • 1) • 1,5 • Cos 14° = 2690 Н/м

Находим составляющие q1 и q2 вертикальной нагрузки (см. рис.з)

q1 = q • Cos a = 2690 • Cos 14° = 2609 Н/м

q2 = q • Sin a = 2690 • Sin 14° = 651 Н/м

Больший прогиб определяем в согласовании с п. 4.33 [СНиП II Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа-25-80. Нормы проектирования. Древесные конструкции.]

Значение вертикального прогиба равно геометрической сумме погибов f1 и f2 от нагрузок q1 и q2 : f=

Найдем составляющие прогиба без учета деформаций сдвига:

f01 =(5/384)•gn •q1 •l4 /(E•Jx )=(5/384)•0,95•2609•2,8654 •103 /(1•1010 •19531•10-8 )=1,1мм;

f02 = (5/384)•gn •q2 •l4 /(E••Jy )=(5/384)•0,95•633•2,8654 103 /(1•1010 •4219•10-8 )= 1,24мм;

где Е = 1×1010 Па – модуль упругости древесной породы повдоль волокон.

В формуле Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа 50 СНиП II-25-80 имеем: k = 1 – для прогона неизменного сечения.

с = 15,4 + 3,8 • b = 15,4 + 3,8 • 1 = 19,2 (b = 1 – для неизменного сечения). Составляющие прогиба с учетом деформаций сдвига:

f1 = (f01 /k) • [1 + c• (h / l)2 ] = (1,1/1) • [1 + 19,2 • (0,25/2,865)2 ] = 1,7 мм;

f2 = (f02 /k) • [1 + c• (b / l)2 ] = (1,24/1) • [1 + 19,2 • 0,15/2,865)2 ] = 1,6 мм,

Полный вертикальный прогиб:

f = = = 2,3 мм = l / 1245 < fu = l / 150

Фактический прогиб прогона не превосходит Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа предельный. По результатам проверки совсем принимаем прогон с размерами поперечного сечения bxh = 150 x 250 мм.


4.3. Расчет узла опирания прогона на раму

Скатная составляющая (q2 ) нагрузки в месте опирания прогона на раму воспринимается бобышкой, прибитой к раме гвоздями (рис.4).

Рис.4. Узел опирания прогонов на раму (вид сверху)

1-рама; 2-прогоны; 3-бобышка Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа bб х hб = 125 х 75, l = 320;

4-брусок 50 х 50, l = 525; 5-гвозди 5 х 150.

Расчетное усилие, передаваемое на бобышку от 2-ух прогонов:

N = 2 • (gn • q2 • lпр )/2 =2 • (0,95 • 988 • 3)/2 = 2816 Н

где lпр = 3,0 м – длина прогона, равная шагу рам.

Число гвоздиков крепления бобышки к раме определим в согласовании с указаниями п. 5.13[СНиП II-25-80. Нормы проектирования. Древесные конструкции.]. За Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа ранее принимаем: бобышку высотой hб = 75 мм, гвозди поперечником dгв = 5 мм, длиной lгв = 150 мм. Соединение бобышки с рамой является несимметричным односрезным.

Расчетная длина защемления конца гвоздя в раме:

агв = lгв – hб – 2 – 1,5•dгв = 150 – 75 – 2 – 1,5•5 = 65,5мм > 4•dгв = 4•5=20 мм

Расчетная несущая способность гвоздя на один шов сплачивания принимается меньшей из значений, отысканных по формулам

([СНиП Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа II-25-80.Нормы проектирования.Древесные конструкции.],табл. 17):

Тu = 2,5 • dгв 2 + 0,01 • а2 (кН), но менее 4 • dгв 2 (кН)

Тс = 0,35 • c• dгв (кН)

Та = 0,8 • а • dгв (кН)

где а и с – соответственно наименьшая и большая длина защемления гвоздя в соединяемых элементах.

Имеем: а = агв = 65,5 мм и с = hб = 75 мм, т.к. hб = 75 мм > агв Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа = 65,5 мм;

Тогда:

Тu = 2,5 • 0,52 + 0,01 • 6,552 = 1,054 кН > 4 • 0,52 = 1 кН, Tu = 1 кН

Тс = 0,35 • 7,5 • 0,5 = 1,312 кН

Та = 0,8 • 6,55 • 0,5 = 2,62 кН

Меньшая расчетная несущая способность Т = 1 кН.

Нужное число гвоздиков крепления бобышки:

nгв = N/Т = 2816/1000 = 2,82;

Принимаем 4 гвоздя, при расстановке гвоздиков принимаем расстояния:

S1 меж осями гвоздиков повдоль волокон древесной породы и от гвоздя до торца элемента: более 15 • dгв = 15 • 5 = 75 мм;

S2 меж осями гвоздиков поперек Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа волокон древесной породы и S3 от последнего ряда гвоздиков до продольной кромки элемента: более 4 • dгв = 4 • 5 = 20 мм;

Крепление прогонов к раме исполняем гвоздями через брусок

bxh = 50 x 50 мм (см. рис. 4).

Схема расстановки гвоздиков показана на рис.4.


5. Статический расчет рамы

5.1. Усилия в раме от неизменной и снеговой нагрузок

Схема рамы показана на Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа рис. 5

Неизменная расчетная нагрузка от собственного веса несущих и ограждающих конструкций строения на 1 метр рамы при шаге рам 3 м (см. таблицу 2):

q = (264 + 142 + 241) • 3 = 1941 Н/м

Снеговая расчетная нагрузка на 1 метр рамы (см. таблицу 2):

p = 2400 • 3 = 7200 Н/м

В расчете используем нагрузки, умноженные на коэффициент надежности по уровню ответственности строения gn = 0,95:

gn • q = 0,95 • 1941 = 1843 Н Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа/м

gn • p = 0,95 • 7200 = 6840 Н/м

Нагрузки, действующие на раму, имеют однообразный нрав. Для определения внутренних усилий в раме довольно произвести расчет рамы лишь на единичную нагрузку =1 кН/м, расположенную на половине просвета, а потом пропорционально вычислить значения усилий для неизменной и снеговой нагрузок в табличной форме.

Определение изгибающих моментов в сечениях Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа 1…8 рамы при загружении левой половины просвета единичной нагрузкой =1 кН/м (см.рис.5). Вертикальные опорные реакции:

RA =(3/8) l = (3/8) • 1 • 15 = 5,625 кН

RB =(1/8) l = (1/8) • 1 • 15 = 1,875 кН

Распор HA =HB = l 2 / (16f) = 1• 152 / (16 • 5,075) = 2,771 кН

Изгибающие моменты подсчитаем по формуле:

Mωn = RA xn – xn 2 /2 – HA yn

где n – номер сечения; xn и yn – координаты сечений (точек) расчетной оси рамы Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа (см. табл. 1).

Mω 1 = 5,625 • 0 – 1 • 02 / 2 – 2,771 • 0,810 = - 2,245

Mω 2 = 5,625 • 0,637 – 1 • 0,6372 / 2 – 2,771 • 3,181 = - 5,434

Mω 3 = 5,625 • 2,306 – 1 • 2,3062 / 2 – 2,771 • 3,754 = - 0,089

Mω 4 = 5,625 • 3,345 – 1 • 3,3452 / 2 – 2,771 • 4,036 = 2,037

Mω 5 = 5,625 • 4,384 – 1 • 4,3842 / 2 – 2,771 • 4,296 = 3,146

Mω 6 = 5,625 • 5,423 – 1 • 5,4232 / 2 – 2,771 • 4,556 = 3,175

Mω 7 = 5,625 • 6,462 – 1 • 6,4622 / 2 – 2,771 • 4,816 = 2,124

Mω 8 = 5,625 • 7,5 – 1 • 7,52 / 2 – 2,771 • 5,075 = 0

Определение изгибающих моментов в сечениях 1…8 левой полурамы при загружении правой половины просвета единичной умеренно распределенной нагрузкой =1 кН/м. Вертикальная опорная реакция

RA =(1/8) l = (1/8) • 1 • 15 = 1,875 кН

Распор HA = l 2 / (16f) = 2,771 кН (см. выше).

Изгибающие моменты подсчитаем по формуле

Mωn = RA xn Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа – HA yn

Mω1 = 1,875 • 0 – 2,771 • 0,810 = - 2,245

M ω2 = 1,875 • 0,637 – 2,771 • 3,181 = - 7,620

M ω3 = 1,875 • 2,306 – 2,771 • 3,754 = - 6,079

M ω4 = 1,875 • 3,345 – 2,771 • 4,036 = - 4,911

M ω5 = 1,875 • 4,384 – 2,771 • 4,296 = - 3,684

Mω 6 = 1,875 • 5,423 – 2,771 • 4,556 = - 2,456

Mω 7 = 1,875 • 6,462 – 2,771 • 4,816 = - 1,228

Mω 8 = 1,875 • 7,5 – 2,771 • 5,075 = 0

Вычисленные в раме изгибающие моменты при однобоком ее загружении единичной умеренно распределенной нагрузкой слева и справа сведены в табл. 3. Изгибающие моменты в раме при единичной нагрузке на всем просвете получены алгебраическим суммированием изгибающихмоментов, определенных в соответственных сечениях при однобоком Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа загружении.

Подсчет изгибающих моментов в сечениях рамы от неизменной и снеговой нагрузок выполнен в табл. 3.


Расчетные изгибающие моменты в сечениях рамы Таблица 3
№ сечения Изгибающие моменты в сечениях рамы Мw , кН×м

Расчетные усилия

при сочетании нагрузок
От q_=1кН/м От неизменной нагрузки q = 1,843 кН/м на l от снега р×gn =6,84кН/м от ветра Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа w×gn

Неизменная

и снег слева

на 0.5l

Неизменная и снег справа на 0.5l Неизменная и снег на l

слева

на 0.5l

cправана 0.5l на l слева на 0.5l

справа

на 0.5l

на l слева справа
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 -2,245 -2,245 -4,49 -8,27 -15,35 -15,35 -30,7 1,6 -0,05 -23,62 -23,62 -38,97
2 -5,434 -7,620 -13,05 -24,05 -37,16 -52,12 -89,28 3,95 -0,09 -61,21 -76,17 -113,33
3 -0,089 -6,079 -5,99 -11,039 -0,60 -41,58 -42,18 2,82 -0,97 -11,63 -52,61 -53,20
4 2,037 -4,911 -2,874 -5,298 13,93 -33,59 -19,66 2,06 -1,26 -19,22 -38,88 -52,8
5 3,146 -3,684 -0,538 -0,99 21,51 -25,19 -3,68 1,39 -1,3 20,52 -26,18 -4,67
6 3,175 -2,456 0,719 1,325 21,71 -16,79 4,92 0,80 -1,1 23,03 -15,46 6,24
7 2,124 -1,228 0,896 1,651 14,52 -8,39 6,13 0,27 -0,63 16,17 -6,73 7,78
8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Примечания:

1. Момент Мw действует относительно оси поперечного сечения w – w, пересекающей расчетную ось рамы u – u.

2. Символ минус указывает, что изгибающий момент растягивает внешную кромку сечения рамы Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа, символ плюс – напротив.

5.2. Усилия в раме от ветровой нагрузок

Ветровую нагрузку, действующую на раму, устанавливаем в согласовании с разделом 6 “Ветровые нагрузки” СНиП 2.01.07-85*.Нагрузки и воздействия.

Город Курган находится во II ветровом районе. Для строения, находящегося на городской местности, тип местности – В.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа wm на высоте z над поверхностью земли, п.6.3. СНиП 2.01.07-85* (Нагрузки и воздействия), wm = w0 • k• c. Нормативное значение ветрового давления для II района w0 = 0,3 кПа. Коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, для типа местности В, при высоте строения в коньке

z = 5,075 5,0 м принимаем k = 0,5, п.6.5 СНиП 2.01.07.-85*Нагрузки и воздействия.

Аэродинамические Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа коэффициенты с принимаем по п.6.6 СНиП

2.01.07.-85* Нагрузки и воздействия.

При a = 14°; h1 /l = Hк /l = 3,2/15= 0,21; b/l = 33/15 = 2,2 (b = 33м – длина строения), согласно схеме 2 приложения 4 СНиП 2.01.07.-85* Нагрузки и воздействия, имеем:

ce = + 0,8; ce 1 = - 0,1 (найден по интерполяции), ce 2 = - 0,4; ce 3 = - 0,5

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке gf = 1,4 (п.6.11). Расчетное значение ветровой Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа нагрузки:

w = wm • gf = w0 • k• c• gf ;

Для упрощения вычислений усилий в раме ветровую нагрузку, действующую нормально к скатам кровли, согласно схемы 2 прил. 4 СНиП 2.01.07.-85* Нагрузки и воздействия заменяем ее вертикальнойи горизонтальной составляющими. Расчетные величины ветровой нагрузки на 1 метр рамы при ветре слева (рис 6.):

w1 = w0 • k• ce • gf • B = 0,3 • 0,5 • 0,8 • 1,4 • 3 = 0,5 кН/м

w Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа2 = w0 • k• ce 3 • gf • B = 0,3 • 0,5 • (-0,5) • 1,4 • 3 = - 0,315 кН/м

w3 х = w0 • k • ce1 • gf • B • Sin a = 0,3 • 0,5 • (-0,1) • 1,4 • 3 • Sin 14°=-0,015 кН/м

w3y = w0 • k • ce1 • gf • B • Cos a = 0,3 • 0,5 • (-0,1) • 1,4 • 3 • Cos 14°= -0,06 кН/м

w4х = w0 • k • ce2 • gf • B • Sin a = 0,3 • 0,5 • (-0,4) • 1,4 • 3 • Sin 14° = -0,06 кН/м

w4y = w0 • k • ce2 • gf • B • Cos Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа a = 0,3 • 0,5 • (-0,4) • 1,4 • 3 • Cos 14° =-0,24 кН/м

где В = 3 м – шаг рам.

Символ аэродинамических коэффициентов се отражен на расчетной схеме см. рис.6

Расчетные нагрузки при выполнении статического расчета умножаем на коэффициент gn = 0,95 (см.выше).

Опорные реакции RA , RB , HA , HB находим из равенства нулю суммы моментов всех сил относительно шарниров рамы

(размеры h1 = 3,2 м Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа, h2 = 1,875 м, l = 15 м (см.рис 6):

SMA = gn •(w1 + w2 ) •h1 2 /2 + gn • (w4х – w3х ) •h2 • (h1 + 0,5h2 ) – gn • w3 y •l 2 /8 –

- gn • w4 y • 3 • l 2 /8 + RB • l = 0,95•(0,5 + 0,315)•3,22 /2 + 0,95•(0,06 – 0,015) •1,875• (3,2 + 0,5•1,875) – 0,95•0,06•152 /8 – 0,95•0,24•3,2•152 /8 + RB •15 = 0

откуда RB = 17,82/15 = 1,1 кН

SMB = gn • (w1 + w2 ) •h1 2 /2 + gn • (w4х – w3х )•h2 •(h1 + 0,5h2 ) + gn • w Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа3 y •3 •l 2 /8 +

gn • w4 y •l 2 /8 – RA •l = 0,95•(0,5 + 0,315)•3,22 /2 + 0,95•(0,06 – 0,015) •1,875•

(3,2 + 0,5•1,875) + 0,95•0,06•3•152 /8 + 0,95•0,24•3,2•152 /8 + RА •15 = 0

откуда RA = 15,516035/15 = 1,03 кН

SMC (слева) = HA • (h1 + h2 ) – gn • w1 •h1 (0,5•h1 + h2 ) + gn • w3 x • h2 /2 + gn • w3 y •l 2 /8 – RA • l/2 = HA • (3,2+1,875) – 0,95 • 0,5 • 3,2•(0,5•3,2 + 1,875) + 0,95 • 0,015 • 1,8752 /2 + 0,95 • 0,06 • 152 /8 – 1,03 • 15 /2 = 0

откуда HA = 11,379/5,075 = 2,2 кН

SMC (справа) = HВ • (h1 + h2 ) – gn • w2 • h1 • (0,5• h1 + h2 ) – gn • w4 x •h2 2 /2 – gn Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа • w4 y •l 2 /8 + RB •l /2 = HВ • (3,2 + 1,875) – 0,95 • 0,315 • 3,2 • (0,5• 3,2 + 1,875) – 0,95 • 0,06 • 1,8752 /2 – 0,95 • 0,24 • 152 /8 + 1,1• 15 /2 = 0

откуда HB = 1,56016/5,075 = 0,3 кН

Поверка:

SX = gn • (w1 + w2 ) • h1 + gn • (w4х - w3х ) • h2 – HA – HB =

= 0,95 • (0,5 + 0,315) • 3,2 + 0,95 • (0,06 – 0,015) • 1,875 – 2,2 – 0,3 = 0

SY = gn • (w4 y + w3 y ) •l /2 – RA – RB = 0,95 • (0,24 + 0,06) • 15/2 – 1,03 – 1,1 = 0

Изгибающие моменты в сечениях 1…8 левой полурамы при ветре слева:

Mω 1 = HA • y1 – gn •w1 •y1 2 /2 = 2,2 • 0,81 – 0,95•0,5•0,812 /2 = 1,6 кНм

Mω 2 = HA •y2 – RA •x2 – gn Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа •w1 •y2 2 /2 + gn •w3 y •x2 2 /2 =

= 2,2•3,181 – 1,03•0,637 – 0,95•0,5•3,1812 /2 + 0,95•0,06•0,6372 /2 = 3,95 кНм

В сечениях 3…8 момент определим по формуле:

Mω n =HA • yn –RA •xn –gn •w1 •h1 •(h1 /2 + 0,25•xn ) + gn •w3 x • (0,25•xn )2 /2 + gn •w3 y •xn 2 /2

Mω 3 = 2,2•3,754–1,03•2,306 – 0,95•0,5•3,2•(3,2/2 + 0,25•2,306) + 0,95•0,015• (0,25•2,306)2 /2 + 0,95• 0,06•2,3062 /2 = 2,82 кНм

Mω 4 =2,2•4,036–1,03•3,345 – 0,95•0,5•3,2•(3,2/2 + 0,25•3,345) + 0,95•0,015• (0,25•3,345)2 /2 + 0,95• 0,06•3,3452 /2 = 2,06 кНм

Mω 5 = 2,2•4,296–1,03•4,384 – 0,95•0,5•3,2•(3,2/2 + 0,25•4,384) + 0,95•0,015• (0,25•4,384)2 /2 + 0,95• 0,06•4,3842 /2 = 1,39 кНм

Mω 6 = 2,2•4,556–1,03•5,423 – 0,95•0,5•3,2•(3,2/2 + 0,25•5,423) + 0,95•0,015• (0,25•5,423)2 /2 + 0,95• 0,06•5,4232 /2 = 0,80 кНм

Mω 7 = 2,2•4,816–1,03•6,462 – 0,95•0,5•3,2•(3,2/2 + 0,25•6,462) + 0,95•0,015• (0,25•6,462)2 /2 + 0,95• 0,06•6,4622 /2 = 0,27 кНм

Mω 8 = 2,2•5,075–1,03•7,5 – 0,95•0,5•3,2•(3,2/2 + 0,25•7,5) + 0,95•0,015• (0,25•7,5)2 /2 + 0,95• 0,06•7,52 /2 = 0 кНм

При ветре справа изгибающие моменты в сечениях 1…7 левой полурамы Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа равны изгибающим моментам в сечениях 1I …7I правой полурамы, определенным при ветре слева. Находим при ветре справа:

Mω 1 = Mω 1 I = gn •w2 •y1 2 /2 - HB •y1 = 0,95•0,315•0,812 /2 – 0,3•0,81 = 0,05 кНм

Mω 2 = Mω 2 I = gn •w2 •y2 2 /2 + gn •w4y •x2 2 /2 - HB •y2 – RB •x2 =

= 0,95•0,315•3,1812 /2 + 0,95•0,24•0,6372 /2 – 0,3•3,181 – 1,1•0,637= -0,09 кНм

В сечениях 3…8 момент определим по формуле:

Mω n =gn •w2 •h Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа1 •(h1 /2 + 0,25•xn )+gn •w4 x •(0,25•xn )2 /2 +gn •w4 y •xn 2 /2 - HB •yn – RB •xn

Mω 3 =Mω 3 I =0,95•0,315•3,2•(3,2/2+0,25•2,306)+0,95•0,06•(0,25•2,306)2 /2+

+0,95•0,24•2,3062 /2 – 0,3•3,754 – 1,1•2,306 = -0,97 кНм

Mω 4 = Mω 4 I =0,95•0,315•3,2•(3,2/2+0,25•3,345)+0,95•0,06•(0,25•3,345)2 /2+

+0,95•0,24•3,3452 /2 – 0,3•4,036 – 1,1•3,345 = -1,26 кНм

Mω 5 = Mω 5 I =0,95•0,315•3,2•(3,2/2+0,25•4,384)+0,95•0,06•(0,25•4,384)2 /2+

+0,95•0,24•4,3842 /2 – 0,3•4,296 – 1,1•4,384 = -1,3 кНм

Mω 6 = Mω 6 I =0,95•0,315•3,2•(3,2/2+0,25•5,423)+0,95•0,06•(0,25•5,423)2 /2+

+0,95•0,24•5,4232 /2 – 0,3•4,556 – 1,1•5,423 = -1,1 кНм

Mω 7 = Mω 7 I =0,95•0,315•3,2•(3,2/2+0,25•6,462)+0,95•0,06•(0,25•6,462)2 /2+

+0,95•0,24•6,4622 /2 – 0,3•4,816 – 1,1•6,462 = -0,63 кНм

Mω 8 = Mω 8 I =0,95•0,315•3,2•(3,2/2+0,25•7,5)+0,95•0,06•(0,25•7,5)2 /2+

+0,95•0,24•7,52 /2 – 0,3•5,075 – 1,1•7,5 = 0 кНм

Значения изгибающих моментов в сечениях рамы от ветровой нагрузки слева и справа сведены в табл.3.


6. Определение Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа расчетных сочетаний усилий в сечениях рамы

Нагрузки от собственного веса конструкций, снега и ветра действуют на раму в сочетании вместе. Расчет рамы следует выполнить с учетом более неблагоприятных сочетаний нагрузок либо соответственных им усилий, установленных в согласовании с требованиями пп. 1.10 – 1.13 СНиП Нагрузки и воздействия.

Для проектируемой рамы составляем главные сочетания усилий Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа (п.1.11 СНиП Нагрузки и воздействия). 1-ое сочетание состоит из усилий от неизменной и одной краткосрочной (снеговой) нагрузок, 2-ое - из усилий от неизменной и 2-ух краткосрочных (снег + ветер) нагрузок, умноженных на коэффициент сочетаний y2 = 0,9 (п. 1.12 СНиП Нагрузки и воздействия). Ввиду малости изгибающих моментов в раме от ветровой нагрузки можно ограничиться составлением Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа только первого основного сочетания усилий.

Расчетные изгибающие моменты в сечениях рамы, вычисленные при одновременном действии на раму неизменной нагрузки и снеговой в 3-х вариантах, приведены в таблице 3.

Значения расчетных продольных усилий N, соответственных расчетным значениям изгибающих моментов Мw , определяются в разделе “Конструктивный расчет”.


7. Конструктивный расчет рамы

7.1. Расчет рамы Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа на крепкость

Рама работает на сжатие и поперечный извив. Расчет на крепкость трехшарнирных рам в их плоскости допускается делать по правилам расчета сжато-изгибаемых частей с расчетной длиной, равной длине полурамы по осевой полосы СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции”, п. 6.28.

На участке рамы с размерами поперечного сечения Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа bxh1 = 135 х 752мм больший расчетный изгибающий момент относительно оси w-w действует в сечении № 2 (карнизный узел), Мw 2 = 113,33 кНм (см. табл. 3). Момент растягивает внешную кромку сечения. Значение расчетной продольной силы, действующей по расчетной оси рамы в сечении № 2 при таком же сочетании нагрузок, как идля момента Mw 2 , найдем поформуле:

N2 = [RA - (q Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа• gn + p•gn ) x2 ] • Sinφ2 + HA •Cosφ2 ,тут

RA = (q• gn + p•gn ) •l /2 = (1,941•0,95 + 7,2•0,95) • 15/2 = 65 кН

HA = (q• gn + p• gn ) • l 2 /(8 •f) =(1,941•0,95 + 7,2•0,95)•15 2 /(8 • 5,075)=48 кН

φ2 = arcSin [(rp – x2 ) / rp ] = arcSin [(3035 – 637) / 3035] = 52°

Тогда

N2 = [65 - (1,941 • 0,95 + 7,2 • 0,95) • 0,637] • Sin 52 + 48•Cos52 = 76,4 кН

На участке рамы с размерами поперечного сечения bxh2 = 135 x 384мм больший расчетный изгибающий момент относительно оси w – w действует в Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа сечении № 5, Мw 5 = 26,18 кНм (см. табл. 3). Момент растягивает внешную кромку сечения. Значение расчетной продольной силы, действующей по расчетной оси рамы в сечении № 5 при таком же сочетании нагрузок, как и для момента Мw 5 , найдем по результатам расчета по формуле:

N5 = (RA – q •gn • x5 ) • Sin α + HA • Cos α, тут

RA = q • gn • l /2 + p •gn • l Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа /8 = 1,941 • 0,95 • 15/2 + 7,2 • 0,95 • 15/8=26,64кН

HA = q • gn • l 2 /(8•f) + p •gn • l 2 /(16•f) =

= 1,941 • 0,95 • 15 2 /(8•5,075) + 7,2 • 0,95 • 152 /(16•5,075) = 29,16кН

Тогда

N5 = (26,64 – 1,941 • 0,95 • 4,384) • Sin 14 + 29,16 • Cos 14 = 32,78кН

Расчетная ось рамы u – u не совпадает с ее центральной осью z – z. Продольную силу N и изгибающий момент Мw , определенные относительно расчетной оси, следует перенести на центральную ось и учитывать дополнительный изгибающий момент Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа, относительно главной центральной оси Х сечения от переноса продольной силы.

Расстояние от расчетной оси рамы u – u до ее центральной оси z – z составляет:

е1 = 0,5 • h1 – h0 = 0,5 • 752 – 217 = 159мм -для сечения высотой h1 =752 мм

e2 = 0,5 • h2 – h0 = 0,5 • 384 – 217 = 25мм -для сечения высотой h2 = 384 мм

Расчетный изгибающий момент относительно главной центральной оси сечения Х с Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа учетом дополнительного момента от переноса продольной силы:

в сечении №2: Мх2 = Мw 2 – N2 •е1 = 113,33 – 76,4•0,159 = 101,18 кНм

в сечении № 5: Мх5 = Мw 5 + N5 •e2 = 26,18 + 32,78•0,025 = 27 кНм

Расчетную длину в плоскости рамы принимаем равной длине полурамы по расчетной оси СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции” п. 6.28: l0 x = l пр = 1018, 8 см.

Упругость рамы, соответственная сечению с наивысшими Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа размерами СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции”, п.4.8:

lх = l0 x /rx = l0 x /(0,289•h1 ) = 1018,8/(0,289•75,2) = 46,8

Коэффициент продольного извива СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. 4.17, прим. 1 jx = А/lx 2 = 3000/46,82 = 1,36

Для частей переменного по высоте сечения коэффициент jx следует множить на коэффициент kж N (СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции”, п. 4.17, прим. 4). СНиП П-25-80 не Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа позволяет найти значение kж N для частей со ступенчатым конфигурацией высоты сечения. Потому коэффициент kж Nx проектируемой рамы вычисляем при помощи приложения 3, таблицы 1 методического пособия, составленной в развитие норм СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.” При всем этом имеющую криволинейный участок полураму условно рассматриваем как прямолинейный элемент ступенчато-переменного сечения шарнирно Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа опертый по концам.

Определим геометрические характеристики полурамы aж и b (прил.3,табл. 1):

aж = l1 / l = 6820/10188 = 0,66

где: l1 = 810 + 4024 + (5354 – 3000 – 736/2) = 6820 мм - длина по расчетной оси участка полурамы с большей высотой сечения (h1 ), принимаемая равной от опорного сечения № 0 до средней части участка конфигурации высоты сечения;

1 = 1пр = 10188 мм; b = h2 /h Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа1 = 384/752 = 0,51

При a = 0,66 и b = 0,51 по табл. 1, прил. 3 способом интерполяции вычисляем kж Nx = 0,715

Проверка прочности по сечению № 2. Геометрические свойства сечения №2: площадь брутто: F1 = b•h1 = 13,5•75,2 = 1015 см2 ; момент сопротивления брутто относительно главной оси сечения X, Wх1 = b•h1 2 /6 = 13,5•75,22 /6 = 12723 см3

Сечение № 2 находится на криволинейном участке рамы. В согласовании с п. 6.30 СНиП “Нормы проектирования. Древесные Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа конструкции.”, при отношении: h1 /r = 752/2876 = 0,26 > 1/7, расчетный момент сопротивления сечения Wх следует множить на коэффициент:

при проверке напряжений по внутренней кромке:

kr в =(1–0,5•h1 /r)/(1–0,17•h1 /r) =(1–0,5•752/2876)/(1–0,17•752/2876) = 0,9

при проверке напряжений по внешней кромке:

kr н =(1+0,5•h1 /r)/(1+0,17•h1 /r) = (1+0,5•752/2876)/(1+0,17•752/2876)=1,12

Расчетное сопротивление древесной породы сосны 2 сорта с учетом коэффициентов критерий Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа работы по СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции”, п. п. 3.1, 3.2.:

а) сжатие повдоль волокон Rс = 15•mв •mт •mб •mсл •mгн (МПа),

тут mв = 1 - для критерий эксплуатации Б2

mт = 1 – для температуры эксплуатации до +35°С

mб = 0,9225 – при h1 = 75,2 см

mсл = 1,15 – при толщине слоя d = 16 мм

mгн = 0,812 – при rк /а = rв /d = 156

тогда Rс = 15•1•1•0,9225•1,15•0,812 = 12,92 МПа

б Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа) растяжение повдоль волокон Rр = 9•mв •mт •mгн (МПа)

тут mв = 1; mт = 1; mгн = 0,710 - при rк /а = rн /d = 3252/16= 203

тогда Rр = 9•1•1•0,710 = 6,39 МПа

В согласовании со СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции”, п.4.17, прим.1, находим:

x = 1–N2 /(jx •kж Nx •Rc •Fбр ) = 1 – 76,4/(1,36•0,715•12,6•103 •1015•10-4 ) = 0,94

(Fбр = F1 = 1015 см2 );

Мд2 = Мх2 /x = 101,18/0,94 = 107,6 кНм

Расчет прочности сечения № 2 рамы производим по формуле Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа (28) п. 4.17, с учетом требований п. 6.30 СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции”:

проверка напряжений до сжатой внутренней кромке:

sв = N2 /Fрасч + Мд2 /(Wрасч •kr в ) = 76,4/1015•10-4 + 107,6/(12723•10-6 •0,9) = 10150 кПа = 10,15 МПа < Rс = 12,92 МПа

проверка напряжений по растянутой внешней кромке:

sн =N2 /Fрасч –Мд2 /(Wрасч •kr н )=76,4/1015•10-4 –107,6/(12723•10-6 •1,12)=6 МПа < Rp = 6,39 МПа

где Fрасч = F1 = 1015 см2 ; Wрасч = Wх1 = 12723 см Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа3

Крепкость рамы по сечению №2 обеспечена.

Проверка прочности по сечению № 5. Ггеометрические свойства сечения №5: площадь брутто: F2 = b×h2 = 13,5×38,4 = 518см2 ; момент сопротивления бруттоотносительно главной оси сечения X: Wx 2 = b×h2 2 /6 = 13,5×38,42 /6 = 3318 см3 .

Расчетное сопротивление древесной породы сосны 2 сорта при сжатии повдоль волокон СНиП II-25-80 “Нормы проектирования. Древесные конструкции”, п.п. 3.1, 3.2:

Rc = 15×mв Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа ×mт ×mб ×mсл (МПа).

Имеем mв = 1 СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. 3.2.а;

mт = 1 СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. 3.2.6;

mб = 1 – при h2 = 38,4 см;

mсл = 1,15 – при толщине слоя d = 16мм.

тогда Rс = 15×1×1×1×1,15 = 17,25 МПа;

В согласовании с СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. 4.17, прим.1 находим:

x = 1 – N5 /(jx ×kж Nx Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа ×Rc ×Fмакс ) = 1 – 32,78/(1,36×0,715×17,25×103 ×1015×10-4 ) = 0,980;

тут значения jх , kж Nx , Rc , Fмакс приняты для наибольшего по высоте сечения № 2, СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. п. 4.8, 4.17 прим. 4;

Мд5 = Мх5 /x = 25/0,980 = 25,51 кН×м.

Расчет прочности сечения № 5 рамы производим по формуле (28) п. 4.17 СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”

s = N5 /Fрасч + Мд 5 /Wрасч = 32,78/518×10-4 + 25,51/3318×10-6 = 7,75 МПа < Rс = 17,25 МПа Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа;

где Fрасч = F2 = 518см2 ; Wрасч = Wх2 = 3318см3 .

Крепкость рамы по сечению № 5 обеспечена.

7.2.Расчет рамы на устойчивость плоской формы деформирования

Устойчивость плоской формы деформирования рамы проверяем в согласовании с указаниями п. 6.29 СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”

Закрепление рам из их плоскости обеспечивают прогоны и продольные вертикальные связи. Любая полурама меж опорным сечением Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа № 0 и коньковым - №8 раскреплена из плоскости деформирования прогонами на участке ригеля и продольными вертикальными связями (опора с волнистой стеной) - на криволинейном участке в сечении № 2. Прогоны раскрепляют внешную кромку полурамы, а продольные связи - внешную и внутреннюю.

Участки полурамы меж сечениями, раскрепленными по внешней и внутренней кромкам, обозначим:

участок 0 – 2, длиной l Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа02 = 2822 мм - меж сечениями № 0 и № 2;

участок 2 – 8, длиной l28 = 7366 мм - меж сечениями № 2 и № 8.(см.рис.7,а).

Утрата стойкости плоской формы деформирования рамы может наступить как в случае деяния наибольшего отрицательного, так и положительного изгибающего момента. Анализ ординат эпюр расчетных изгибающих моментов в раме (табл. 3) и критерий ее раскрепления из плоскости Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа извива позволяет установить необходимость выполнения 2-ух проверок стойкости. 1-ая проверка - на участке 0 – 2 при действии наибольшего изгибающего момента в сечении № 2 Мw 2 = 113,33 кН×м.(табл.3) (см. рис.7,в). 2-ая проверка - на участке 0 – 8 при действии наибольшего изгибающего момента в сечении № 2 Мw 2 = 76,17 кН×м (табл.3), (см. рис.7,в).

Проверка стойкости на участке 0 - 2

Расчетные усилия в сечении Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа № 2 относительно главной оси сечения х – х (см. выше)

N2 = 76,4 кН, Мх2 = 101,18 кН×м. (при Мw 2 = 113,33кН×м);

Расстояние меж точками закрепления рамы от смещения из плоскости извива:

lр = l02 = 282,2см СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. 4.14.

Упругость участка 0 – 2 рамы из плоскости деформирования:

lу = lр /rу = lр Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа /(0,289×b) = 282,2/(0,289×13,5) = 72,3

Коэффициент продольного извива для гибкости из плоскости деформирования:

jу = 3000/lу 2 = 3000/72,32 = 0,57

Коэффициент jм определяем по формуле (23) СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.” с введением в знаменатель правой части коэффициента mб .

Значение mб = 0,915 получено для сечения высотой h1 = 752 мм.

jм = 140×[b2 /(lp ×h1 ×mб )]×kф = 140×[13,52 /(282,2×75,2×0,915)]×1,75 = 2,29, где коэффициент kф , определен по табл Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа. 2 прил. 4 СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.” при треугольной форме эпюры изгибающих моментов на участке 0 – 2, отношение концевых моментов a = 0, которой заменена действительная эпюра (см.рис.7,г).

Имеем kф = 1,75 – 0,75×a = 1,75 – 0,75×0 = 1,75.

Согласно СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. 4.18 к коэффициенту jу вводим коэффициенты kп N и kж Ny , а к коэффициенту jм Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа - коэффициенты kпм и kжм .

Рама на участке 0 – 2 не имеет промежных закреплений из плоскости деформирования по растянутой от момента кромке (см.рис.7,а). (m = 0 – число закреплений). Тогда kп N =1 и kпм = 1 (см. формулы (34) и (24) СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”).

Высота сечения рамы по длине участка 0 – 2 постоянна (срез на опоре не учитываем), тогда Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа kж Ny = 1 и kжм = 1 “Пособие по проектированию древесных конструкций”, п. 4.24.

Расчетное сопротивление древесной породы сосны 2 сорта при сжатии и извиве повдоль волокон для сечения № 2 рамы “Нормы проектирования. Древесные конструкции.” п.п. 3.1, 3.2: Rс = Rи = 15×mв ×mт ×mб ×mсл ×mгн = 15×1×1×0,915×1,15×0,870 = 13,73 МПа,

тут mв = 1; mт = 1; mб = 0,915; mсл = 1,15 - определены для сечения Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа № 2 выше; mгн = 0,870 определен по табл. 9 СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”

при rк /а = rp /d = 3035/16 = 190, для радиуса кривизны rp расчетной оси рамы.

Находим по СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции., п. 4.17, прим. 1:

x = 1 – N2 /(jx ×kж Nx ×Rc ×Fбр ) = 1 – 76,4/(1,36×0,715×13,73×103 ×1015×10-4 ) = 0,943;

где jx ×kж Nx = 1,36×0,715 получены для сечения № 2 см.выше; Fбр = F Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа1 = 1015 см2 ,

Мд2 = Мх2 /x = 101,18/0,943 = 107,29 кН×м.

Подставив отысканные значения в формулу (33) СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции”, получим:

N2 /(jy ×kп N ×kж Ny ×Rc ×Fбр ) + [Мд2 /(jм ×kпм ×kжм ×Rи ×Wбр )]n = 76,4/(0,57×1×1×13,73×103 ×1015×10-4 ) + [107,29/(2,29×1×1×13,73×103 ×12723×10-6 )]2 = 0,096+0,072 = 0,168 < 1,

где n = 2 – т. к. нет закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования;

Fбр = F1 = 1015см2 ; Wбр = Wх1 = 12723см3 .

Устойчивость плоской Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа формы деформирования рамы на участке 0 – 2 обеспечена.

Проверка стойкости на участке 2 – 8

Расчетный изгибающий момент в сечении № 2 относительно оси w – w при действии на раму неизменной и снеговой однобокой справа нагрузках Мw 2 = 76,17 кН×м. Значение расчетной продольной силы, действующей по расчетной оси рамы в сечении № 2 при таком же сочетании Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа нагрузок, как и для момента Мw 2 = 76,17 кН×м, найдем по формуле:

N2 = (RA - q gn x2 ) Sin (ψ/2) + HA Cos (ψ/2) =

= (26,64 – 1,843·0,637) Sin (104°/2) + 29,16Cos (104°/2) = 38,02 кН

Где значения RA = 26,64кН и НA = 29,16кН найдены выше

Продольную силу N2 перенесем с расчетной оси рамы на ее центральную ось. Тогда расчетный изгибающий момент в сечении № 2 относительно главной центральной Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа оси

х – х с учетом дополнительного момента от переноса продольной силы:

Мх2 = Мw 2 – N2 ×e1 = 76,17 – 76,4×0,159 = 64,02 кН×м.

На участке 2 – 8 изгибающий момент растягивает внешную кромку рамы. Расстояние меж точками закрепления сжатой внутренней кромки рамы от смещения из плоскости извива lр = l28 = 736,6 см (см.рис.7,а).

Упругость участка 0 – 8 рамы из Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа плоскости деформирования:

lу = lр /rу = lр /(0,289×b) = 736,6/(0,289×13,5) = 189

Коэффициент продольного извива для гибкости из плоскости деформирования:

jу = 3000/lу 2 = 3000/1892 = 0,084 по СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. 4.18).

Коэффициент jм определяем по формуле (23) СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.” с учетом указаний п.4.25 “Пособие по проектированию древесных конструкций”.

jм = 140×[b2 /(lp ×h1 ×mб )]×kф = 140×[13,52 /(736,6×75,2×0,915)]×1,5 = 0,755,

где h1 = 752 мм Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа – наибольшая высота поперечного сечения на участке lp ,

mб = 0,915 - получен для сечения высотой 752 мм выше;

коэффициент kф , определен по табл. 2 прил. 4 СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.” при треугольной форме эпюры изгибающих моментов, которой заменена действительная эпюра с учетом закрепления на участке 2 – 8 по концам и растянутой от момента Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа М кромке, отношение концевых моментов a = 0, тогда

kф = 3/(2 + a) = 3/(2 + 0) = 1,5.

К коэффициентам jу и jм следует ввести коэффициенты kп N х kж Ny , и kпм х kжм соответственно согласно СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. 4.18. По формулам (34) и (24) СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.” имеем:

kпN = 1 + [0,75 + 0,06×(lp /h1 )2 + 0,6×ap ×(lp /h1 ) – 1]×m2 /(m Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа2 + 1);

kп м = 1 + [0,142×(lp /h1 ) + 1,76×(h1 /lp ) + 1,4×ap – 1]×m2 /(m2 + 1);

Центральный угол, определяющий участок расчетной длины радиального очертания (меж сечениями № 2 и № 3) по радиусу кривизны расчетной оси,

ap = j/2 = 76°/2 = 0,663 рад

Фактическое число промежных подкрепленных точек растянутой кромки на участке 2 – 8 равно четырем. Расчетная модель частей, использованная при выводе формул СНиП П-25-80 для расчета на Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа устойчивость плоской формы деформирования, предугадывает, что дискретные промежные подкрепления растянутой либо наименее напряженной кромки элемента идут на участке lр с схожим шагом “Пособие по проектированию древесных конструкций”. Для приближения фактического раскрепления внешней кромки на участке 2 – 8 к идеализированной расчетной модели подкрепляющее действие второго от конькового узла прогона не учитываем Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа.

Число промежных подкрепленных точек принимаем m = 2. Находим:

kп N = 1 + [0,75 + 0,06×(736,6/75,2)2 + 0,6×0,663×(736,6/75,2) – 1]×22 /(22 + 1) = 8,52

kпм = 1 + [0,142×(736,6/75,2) + 1,76×(75,2/736,6) + 1,4×0,663 – 1]×22 /(22 + 1) = 2,19;

Коэффициенты kж Ny и kжМ проектируемой рамы вычисляем при помощи табл. 1 и 2 прил. 3 методического пособия, составленных в развитие норм СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции”.

При определении kж Ny участок 2 – 8 условно рассматриваем как прямолинейный элемент ступенчато-переменного сечения. Геометрические характеристики по табл Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа.1, прил.3 методического пособия:

aж = l1 /l28 = 4366/7366 = 0,538; b = h2 /h1 = 384/752 = 0,510

По табл. 1 прил. 3 методического пособия способом интерполяции вычисляем kж Ny = 0,884.

При определении kжм участок 2 – 8 условно рассматриваем как прямолинейный элемент с линейно изменяющейся высотой сечения от h1 = 752 мм до h2 = 384 мм. Тогда для условно принятой треугольной формы эпюры моментов, a = 0 и Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа b = h2 /h1 = 0,510 по табл.2, прил. 3 методического пособия получим:

kжм = b1/ (3,5 – 1,4 × a ) = 0,5101/ (3,5 – 1,4 × 0) = 0,825

По СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. 4.17, прим. 1 находим:

x = 1 – N2 /(jx ×kж Nx ×Rc ×Fбр ) = 1 – 76,4/(1,36×0,715×13,73×103 ×1015×10-4 ) = 0,943;

где jx , kж Nx , Rc , Fбр то же что для сечения № 2 выше;

Мд2 = Мх2 /x = 101,18/0,943 = 107,29 кН×м.

Подставив отысканные значения в Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа формулу (33) СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, получим:

N2 /(jy ×kп N ×kж Ny ×Rc ×Fбр ) + (Мд2 /(jм ×kпм ×kжм ×Rи ×Wбр ))n = 76,4/(0,084×8,52×0,884×13,73×103 ×1015×10-4 ) + (107,29/(0,755×2,19×0,825×13,73×103 ×12723×10-6 ))1 = 0,539 < 1,

где n = 1 - т. к. растянутая зона раскреплена из плоскости деформирования.

Устойчивость плоской формы деформирования рамы на участке 2 – 8 обеспечена.


8.Конструирование и расчет узлов рамы

Коньковый узел Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа. Соединение полурам в коньковом узле предусматриваем упором торцов, срезанных по внешней кромке под углом на 50 мм для большей шарнирности узла и предотвращения откола последних волокон при повороте частей узла. Концы полурам перекрывают парные клееные древесные накладки на болтах, обеспечивающие восприятие поперечной силы при однобокой нагрузке на рамы и поперечную твердость Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа узла из плоскости.

Торцы полурам в коньковом узле подвержены сминающему действию горизонтальной силы. Наибольшая величина горизонтальной силы в сечении № 8 соответствует воздействию на раму неизменной и снеговой нагрузок на всем просвете.

N8 = HA = (qgn + pgn ) l 2 /(8 f) = 48 кН (см.выше)

Площадь смятия торцов полурамы в узле(см.рис.2):

Fсм = 13,5×34,6 = 467,10 см Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа2

Смятие происходит под углом a = 14° к волокнам. Расчетное сопротивление древесной породы смятию СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. 3.1, табл.3,прим. 2:

Rc м. 14 = Rc м ×mв ×mт /[1 + (Rсм / Rc м.90 –1) Sin3 14°] =

= 11×1×1/[1 + (11/3 – 1)×Sin3 14°] = 10,6 МПа

где Rсм = 11 МПа - принято для древесной породы 3 сорта.

Расчетная несущая способность соединения из условия смятия древесной породы:

Т Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа = Rсм. 14 ×Fсм = 10,6×103 ×467,10×10-4 = 495,13 кН > N8 = 48 кН

Крепкость торца полурамы на смятие обеспечена.

Расчетная поперечная сила в коньковом узле (сечение № 8) при загружении рамы однобокой снеговой нагрузкой р×gn = 6,84 кН/м на половине просвета(см.рис.5) будет:

Q8 = р×gn ×l / 8 = 6,84×15/8 = 12,8 кН

Поперечную силу Q8 воспринимают клееные древесные накладки и железные болты. Накладки принимаем Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа шириной сечения bн = 90 мм, склеенными из пакета досок сечением после фрезеровки 35 х 90 мм (сечение заготовок 40 х 100 мм - по сортаменту пиломатериалов ГОСТ 24454-80Е; припуски на фрезеровку заготовок по пласти и пакета по боковым поверхностям приняты в согласовании с управлением по изготовлению и контролю свойства древесных клееных конструкций). Высоту Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа сечения накладок hн и их длину lн определим дальше, исходя из требований по расстановке болтов. Болты принимаем поперечником d = 20 мм.

Рис.8 Коньковый узел рамы

а – конструкция узла; б –эпюра изгибающих моментов в накладках.

Накладки работают как многопролетные неразрезные балки на поперечный извив. Опоры накладок – болты. Расстояния меж болтами повдоль волокон древесной породы Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа накладки, с учетом требований п. 5.18 СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, назначаем е1 = 300 мм, е2 = 1000 мм (см. рис.8,а).

Усилия R1 , R2 , действующие на болты, определим, беря во внимание кососимметричную схему работы накладок и прикладывая к ним поперечную силу Q8 в точке перегиба их оси:

R1 = Q8 /(1 – e Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа1 /e2 ) = 12,8/(1 – 0,3/1) = 18,2 кН

R2 = Q8 /(e2 /e1 – 1) = 12,8/(1/0,3 – 1) = 5,5 кН

Наибольший изгибающий момент в накладках: Мн = Q8 ×е1 /2 = 12,8×0,3/2 = 1,92 кН×м (см. рис.8,в).

Расчетная несущая способность болта на один шов сплачивания при направлении передаваемого усилия под углом 90° для накладок в согласовании с п.п.5.13, 5.14 СНиП “Нормы проектирования Древесные конструкции.”:

из условия извива болта:

Tu Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа = (1,8×d2 + 0,02×a2 )× = (1,8×22 + 0,02×13,52 )× = 8,04 кН

Tu I = 2,5×d2 = 2,5×22 = 7,42 кН

из условия смятия среднего элемента – рамы:

Тc = 0,5×с×d×ka = 0,5×13,5×2×0,55 = 7,42 кН

из условия смятия последнего элемента – накладки:

Тa = 0,8×a×d×ka = 0,8×9×2×0,55 = 7,92 кН

где с = b = 13,5 см; а = bн = 9 см; ka = 0,55 – по таблице 19 СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.” при a = 90°.

Меньшая расчетная несущая способность Т = Tu I = Тu = 7,42 кН

Нужное Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа число болтов в ближнем к узлу ряду СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, табл. 17, прим. 7 :

nб1 = R1 /(Т×nш ) = 18,2/(7,42×2) = 1,22

где nш = 2 - число расчетных швов 1-го болта. Принимаем два болта.

Нужное число болтов в далеком от узла ряду:

nб2 = R2 /(Т×nш ) = 5,5/(7,42×2) = 0,37

Довольно поставить один болт. Конструктивно для обжатия накладок ставим Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа два болта.

Окончательная вертикальная и горизонтальная расстановка болтов относительно накладки и конькового торца полурам выполнена исходя из требований п. 5.18 СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”(см.рис. 8,а)

Высоту накладок с учетом вертикальной расстановки болтов принимаем hн = 210 мм, из 6 слоев досок шириной 35 мм, длину накладок с учетом горизонтальной расстановки болтов принимаем Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа lн = 1300 мм.

Момент сопротивления накладки, ослабленной в расчетном сечении 2-мя отверстиями поперечником 20 мм:

Wнт.н = Wбр.н - Wосл = 9×212 /6-(9×2×4/6+9×22 /6)= 680 см3

Напряжения в накладках от извива:

sн = Mн /(nн ×Wнт.н ) = 1,92/(2×680×10-6 ) = 1412 кПa = 1,4 MПa < Rи = 12,86 MПa,

где nн = 2 - число накладок

Rи = 13×mв ×mт ×mсл = 13×1×1×0,989 = 12,86 МПа (по СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции”, п. п Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа. 3.1, 3.2)

mсл = 0,989 – при толщине слоя 35 мм.

Крепкость накладок обеспечена.

Опорный узел (пятовой шарнир)

Опирание рамы решаем продольным лобовым упором торца и поперечным лобовым упором внешней кромки опорного конца полурам в металлической ботинок. Ботинок принимает опорные реакции рамы и передает их на бетонный фундамент. Для обеспечения большей шарнирности узла Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа и уменьшения площади контакта рамы с ботинком опорный торец полурамы срезан под углом со стороны внутренней кромки.

Древесную породу рамы для предотвращения ее конденсационного увлажнения отделяем от железных поверхностей ботинка оклеечной гидроизоляцией из изола марки И-БД (ГОСТ 10296-79).

Опорный конец полурамы скрепляем с ботинком конструктивным болтом класса точности В (обычная точность Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа) поперечником , db = 20 мм. Ботинок к фундаменту крепим 2-мя расчетными анкерными болтами класса точности В класса прочности 4,6. Поперечник анкерных болтов за ранее назначаем dba = 24 мм. Для городка Кургана расчетная температура t = –38°С по СНиП 2.01.01 - 82. “Строительная климатология и геофизика”. Марку стали анкерных и конструктивных болтов при t = –37°С, в согласовании с Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа указаниями «Пособия по проектированию железных конструкций», назначаем ВстЗкп2 по ГОСТ 535-88.

Ботинок проектируем сварным, состоящим из горизонтальной опорной плиты с проушинами для анкерных болтов, 2-ух вертикальных щек с отверстиями для крепежного болта и вертикальной упрямой диафрагмы. Материал для производства частей ботинка – листовая прокатная широкополосная универсальная сталь (ГОСТ 82-70*). Сталь проката Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа - С245, по ГОСТ 27772-88. Выбор стали произведен по табл. 50* СНиП “Нормы проектирования. Железные конструкции” для конструкции группы 3 и расчетной температуре t = –37°С по СНиП 2.01.01- 82, “Строительная климатология и геофизика”.

Фундамент исполняем из бетона класса В12,5 согласно “Управлению по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны построек и сооружений”.

Расчет опорного узла производим Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа на восприятие больших опорных реакций рамы, соответственных воздействию на раму неизменной и снеговой нагрузки на всем просвете. Расчетные усилия на опоре (определены выше):

вертикальная реакция: RA = 65 кН

распор: НA = 48 кН

Опорный конец полурамы в пяте (сечение № 1) проверяем на крепкость:

- по скалыванию клеевого шва силой Q = НA = 48 кН в Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа согласовании с формулой (18) СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, перевоплощенной методом подмены Sбр и Iбр их выражениями для прямоугольного сечения к виду:

tск = 1,5 Q/(h0 ×bрасч ) = 1,5×48×10-3 /(0,6 ×0,135) = 0,88 МПа < Rск = 1,72МПа;

где h0 = 600 мм высота сечения рамы в пяте (см.рис.2); bрасч = b =135 мм;

Rск = 1,5 mв × mт ×mсл = 1,5×1×1×1,15 = 1,72 МПа – для древесной породы 3 сорта Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа(СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.”, п. п. 3.1, 3.2);; mсл = 1,15

- по смятию повдоль волокон древесной породы торцовой поверхности силой RA = 65 кН в согласовании с формулой (52) СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции”:

sсм = RA /Fсм = RA /(h0 ×bрасч ) = 65×10-3 /(0,6×0,135) = 0,82 МПа < Rсм = 11 МПа,

Rсм = 11×mв ×mт = 11×1×1 = 11 МПа - для древесной породы 3 сорта (СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции.” п Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа. п. 3.1, 3.2).

Вертикальная упрямая диафрагма ботинка принимает нагрузку от давления распора рамы НА , передаваемого поперечным лобовым упором внешней кромки опорного конца полурамы (см.рис.10). Высоту упрямой диафрагмы hуд определим из условия смятия древесной породы поперек волокон. Мало нужная высота:

hуд. min = HA /(b×Rсм.90 ) = 48/(0,135×3×103 ) = 0,118 м =118 мм,

где Rсм.90 = 3×mв Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа ×mт = 3×1×1 = 3 МПа (СНиП “Нормы проектирования. Древесные конструкции”, табл. 3, п. 4.а).

Принимаем hуд = 120 мм (ширина проката по ГОСТ 82-70*).

Толщину упрямой диафрагмы dуд находим из условия работы ее на извив как балки просветом lуд = 140 мм, опертой на щеки ботинка, под действием равномерной нагрузки gуд = НА /lуд от давления распора НА Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа . Размер lуд = 140 мм принят, исходя из ширины сечения рамы b = 135 мм, плюс 5 мм на зазор меж опорным концом полурамы и щеками ботинка. Зазор обеспечивает прокладку гидроизоляции и свободную установку рамы в ботинок.

Изгибающий момент в упрямой диафрагме, без учета частичного защемления сварным швом диафрагмы на опорах (щеках), найдем по формуле Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа:

Муд = dуд ×lуд 2 /8 = HA ×lуд /8 = 48×0,14/8 = 0,84 кН×м.

Требуемый момент сопротивления диафрагмы:

Wуд.тр = Муд /(Ry .gc ) = [0,84/(240×103 ×1)]×106 = 3,5 см3

где Rу = 240 МПа - расчетное сопротивление стали С245; gс = 1 - коэффициент критерий работы по СНиП “Нормы проектирования. Железные конструкции”, табл. 6*, прим. 4.

Мало нужная толщина диафрагмы:

dуд. min = 1,32 см

Принимаем dуд. min = 14 мм (толщина Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа проката по ГОСТ 82-70*).

Упрямая диафрагма через сварные угловые швы передает распор рамы НA = 48 кН на щеки ботинка.

Щеки ботинка назначаем шириной dщ = 10 мм, высотой hщ . = 120 мм (размеры проката по ГОСТ 82-70*).

Под действием распора щеки работают на внецентренное растяжение. В согласовании с требованиями СНиП “Нормы проектирования. Железные конструкции.”,п.5.25* проверяем Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа крепкость щек:

s = HA /2×Aщ + МН /2×Wщ = 48/(2×12×10-4 ) + 2,88/(2×24×10-6 ) = 8000 кПа =

=80 МПа < Ry ×gс = 240 МПа

где МН = НА ×hуд /2 = 48×0,12/2 = 2,88 кН×м - момент, возникающий от опрокидывающего деяния распора НА на ботинок;

Ащ = hщ ×dщ = 12×1 = 12 см2 – расчетная площадь сечения;

Wщ = dщ ×hщ 2 /6 = 1×122 /6 = 24 см3 – расчетный момент сопротивления;

Rу ×gc = 240×1 = 240 МПа - расчетное сопротивление стали С245 с учетом gс = 1.

Крепкость Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа щек обеспечена.

Опорная плита ботинка принимает вертикальные нагрузки RA =65кН (вертикальная опорная реакция рамы) и МН = 2,88 кН×м (момент от опрокидывающего деяния распора на ботинок, см. выше), также горизонтальную – распор НА = 48 кН. Под действием вертикальных нагрузок опорная плита, лежащая на железобетонном фундаменте, работает на извив как плита Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа на упругом основании. Распор НА плита передает через шайбу (см.рис.9) на анкерные болты.

Длину опорной плиты конструктивно назначаем lоп = 730 мм, ширину bоп = 340 мм. Толщину опорной плиты dоп найдем из условия работы плиты на извив. Изгибающие моменты в плите вычислим раздельно для нагрузок RA и МH и дальше по Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа более неблагоприятной композиции моментов определим dоп .

Вместе с эпюрами изгибающих моментов в опорной плите, построим для нагрузок RA и МH эпюры реактивных давлений фундамента на плиту.

Построение эпюр реактивных давлений фундамента и изгибающих моментов в опорнойплите ботинка от нагрузки RA . Принимаем, что нагрузка RA передается полурамой на опорную плиту в виде вертикального Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа сплошного давления по площади контакта:

q = RA /(b×h0 ) = 65/(0,135×0,6) = 802 кПа,(смюрис.10) где b и h0 - размеры полурамы в пяте.

Опорную плиту можно высчитать (в припас прочности) исключительно в поперечном направлении (повдоль стороны bоп ) в критериях плоской задачки теории упругости. Для этого из опорной плиты в поперечном Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа направлении выделяем полосу шириной b1 = 1 см(см.рис.10,а, сеч. а-а) Полосу рассматриваем как опору на упругом основании, симметрично нагруженную в средней части умеренно распределенной нагрузкой q. Упругое основание (фундамент) работает в критериях плоской деформации, потому расчет балки можно выполнить способом, разработанным И.А. Симвулиди “Расчет инженерных конструкций на Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа упругом основании”. Для расчета по этому способу нагрузку на опору нужно задавать распределенной по площади, т.е. в нашем расчете q = 802 кПа.

Эпюры реактивных давлений фундамента р1 и изгибающих моментов в опоре М1 построим при помощи приложения 5 методического пособия. За ранее вычислим относительные абсциссы привязки распределенной нагрузки:

bн Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа = lн /L = 102,5/340 = 0,3;

bк = lк /L = 237,5/340 = 0,7;

где lн = 102,5 мм - расстояние от левого конца балки (полосы) до начала распределенной нагрузки q; lк = 237,5 мм - расстояние от левого конца балки до конца распределенной нагрузки q; L = bоп = 340 мм.

В согласовании с указанием прил. 5 методического пособия поначалу разглядим опору, нагруженную нагрузкой q на правом конце на участке Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа от х = lн до х = lк (х - абсцисса сечений балки), потом разглядим ту же опору, нагруженную нагрузкой q с оборотным знаком на правом конце на участке от х = lк до х = L.

Значения безразмерных ординат и вычислим в табличной форме (табл.4 и 5). Для этого из прил Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа. 5, табл. 1 и 2 принимаем значения и от x = 0 до x = 1 (x = х/L - относительная абсцисса сечений балки) для нагрузки, расположенной на участке от х = lн до х = L, т.е. при b = bн = 0,3; и дальше все значения и от x = 0 до x = 1 для нагрузки, расположенной на участке от х = lк до х = L Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа, т.е. при b = bк = 0,7.

Используя принцип независимости деяния сил, определим безразмерные ординаты и для фактической нагрузки q, вычитая из ординат и надлежащие ординаты и .

Ординаты реактивных давлений р1 и изгибающих моментов М1 по длине балки, надлежащие фактическому значению нагрузки q = 802 кПа получаем по формулам

p Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа1 = ×q; M1 = ×q×b1 ×L2

Результаты расчета p1 и М1 приведены в последней строке табл. 4 и 5.

Вычисление ординат эпюры реактивных давлении фундамента p1 = ×q = 820× (кПа)

Таблица 4

x 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
-0,056 0,196 0,377 0,508 0,605 0,688 0,773 0,880 1,025 1,228 1,514
-0,134 -0,057 -0,010 0,024 0,064 0,127 0,232 0,396 0,638 0,975 1,426
0,078 0,253 0,387 0,484 0,541 0,561 0,541 0,484 0,387 0,253 0,088
p1 = ×q 64 207 317 397 444 460 444 397 317 207 72

Вычисление ординат эпюры изгибающих моментов в полосе шириной b1 = 1 см

M1 = ×q×b1 ×L2 = ×820 ×0,01×0,342 = 0,945× = 945× (Н×м)

Таблица 5

x 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
0 -0,001 0,002 0,008 0,013 0,016 0,014 0,011 0,006 0,002 0
0 -0,001 -0,002 -0,003 -0,003 -0,004 -0,003 -0,002 -0,001 0,001 0
0 0 0,004 0,011 0,016 0,02 0,017 0,013 0,007 0,001 0
M1 = ×q×b1 ×L2 0 0 3,78 10,40 15,12 18,9 16,07 12,29 6,62 0,95 0

Построение эпюр реактивных давлений фундамента Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа и изгибающих моментов в опорной плите ботинка от нагрузки МН = 2,88 кН×м. Щеки ботинка через сварные угловые швы передают изгибающий момент МН = НА ×hуд /2 (см. выше) на опорную плиту (см.рис.9). Эпюра вертикального давления на опорную плиту от момента МН , в предположении упругих деформаций стали - треугольная на половине Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа длины плиты (см.рис. 10,б). Наибольшая величина линейного давления у края плиты от одной щеки:

qщ = 0,5×МН /(lоп 2 /6) = 0,5×2,88/(0,632 /6) = 12,77 кН/м

Расчет опорной плиты выполним в критериях плоской задачки, выделив из плиты в поперечном направлении полосу шириной b1 = 1 см от края (см.рис.10,б, вид б-б). Полосу рассматриваем как опору Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа на упругом основании, симметрично нагруженную сосредоточенными силами

Р = qщ ×b1 = 12,77×0,01 = 0,128 кН, на расстоянии а = 95 мм от продольного края плиты. Точки приложения сил Р приняты по центру толщины щек. Длина балки L = bоп = 340мм.

Эпюру реактивных давлений фундамента p2 на опору (полосу) с достаточной для инженерного расчета точностью можно Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа принять равномерной по длине балки L. Тогда величину реактивного давления фундамента р2 вычислим по формуле:

p2 = 2×Р/(b1 ×L) = 2×0,128/(0,01×0,34) = 75 кПа (см.рис.10,б)

Опора работает на извив как двухконсольная, опертая на щеки ботинка (опорные реакции Р=0,128 кН), нагруженная снизу реактивным давлением фундамента. Изгибающие моменты в опоре M2 определим, используя симметрию Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа, только для левой половины в сечениях x = 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 (x = х/L) и в сечении x = а/L = 0,095/0,34 = 0,279, под силой Р.

Для сечений x от 0 до 0,279:

момент M2 = p2 ×b1 ×(x×L)2 /2 = 75×103 ×0,01×(x×0,34)2 /2 = 43 x2 :

при x = 0, M2 = 0;

при x = 0,1, М2 = 43×0,12 = 0,43 Н×м;

при x = 0,2, M2 = 43×0,22 = 1,72 Н×м;

при x = 0,279, M Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа2 = 43×0,2792 = 3,35 Н×м.

Для сечений x от 0,3 до 0,5:

момент M2 = p2 ×b1 ×(x×L)2 /2 – P×(x×L – a) = 75×103 ×0,01×(x×0,34)2 /2 – 0,128×103 ×(x×0,34 – 0,095) = 43×x2 – 128×(0,34×x – 0,095):

при x = 0,3, M2 = 43×0,32 – 128×(0,34×0,3 – 0,095) = 2,97 Н×м;

при x = 0,4, M2 = 43×0,42 – 128×(0,34×0,4 – 0,095) = 1,63 Н×м;

при x = 0,5, M2 = 43×0,52 – 128×(0,34×0,5 – 0,095) = 1,15 Н×м;

В целях упрощения расчета условно считаем эпюры моментов М1 и М2 совмещенными в Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа одном сечении опорной плиты (поточнее полосе шириной b1 = 1 см). В реальности моменты М1 действуют, на расстоянии 30 мм от края плиты, а моменты M2 , по краю плиты. Ординаты эпюры изгибающих моментов М = М1 + М2 , (расчетная композиция), вычислены в табл. 6.

Расчетная композиция изгибающих моментов в плите М = M1 + M2 (Н×м)

Таблица Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа 6

x 0 0,1 0,2 0,279 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,721 0,8 0,9 1,0
M1 0 0 3,78 8,75 10,40 15,12 18,9 16,07 12,29 10,8 6,62 0,95 0
M2 0 0,43 1,72 3,35 2,92 1,63 1,15 2,04 2,92 3,35 1,72 0,43 0
M 0 0,43 5,50 12,10 13,32 16,75 20,05 18,11 15,21 14,15 8,34 1,38 0

Мало нужную толщину опорной плиты dоп. min определим расчетом плиты по прочности на извив. Наибольший расчетный момент М = 20,05 Н×м (см. табл. 6). На основании формулы (28) СНиП “Нормы проектирования. Железные конструкции”, заменив момент сопротивления его выражением для полосы шириной b1 = 1 см, шириной dоп. min (Wmin = b1 ×d2 оп. min Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа /6), найдем:

dоп. min = = 0,0071 м = 7,1 мм,

где Ry = 240 МПа, gc = 1 - см. выше.

Беря во внимание возможность отличия в передаче давления нагрузкой RA от принятого равномерного рассредотачивания по площади b×h0 контакта торца полурамы с опорной плитой, что может быть из-за поворота опорного конца полурамы, толщину плиты следует Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа назначить с припасом.

Принимаем dоп = 10 мм (толщина проката по ГОСТ 82-70*).

Проверка бетона фундамента по прочности на сжатие

Напряжения сжатия в фундаменте sb равны реактивным давлениям фундамента. В согласовании с эпюрами реактивных давлений (эпюры, как и ранее, условно считаем совмещенными в одном сечении) наибольшее расчетное напряжение сжатия:

sb = р1 + p2 = 460 +75 = 535 кПа – действует Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа посреди ширины опорной плиты.

Имеем sb = 0,535 МПа < Rb = 7,5 МПа, где Rb = 7,5 МПа - расчетное сопротивление бетона класса В12.5 осевому сжатию. Крепкость бетона фундамента на сжатие обеспечена.

Проверка прочности анкерных болтов

Опорная плита ботинка через приваренную к ней прямоугольную шайбу передает распор рамы НA = 48 кН на анкерные болты. Под действием распора анкерные Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа болты работают на срез, шайба - на смятие.

Растягивающее усилие от момента МH = 2,88 кН×м стремится оторвать опорную плиту ботинка от фундамента. Отрыву препятствует вертикальная реакция рамы RA = 65 кН, приложенная с эксцентриситетом е = 15 мм относительно центра продольной стороны опорной плиты. Если эпюра напряжений под опорной плитой от RA Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа и МH имеет растянутую зону, то анкерные болты следует установить в центре масс растянутой зоны эпюры напряжений и нужно проверить по прочности на растяжение. Выясним нрав эпюры напряжений под опорной плитой, предполагая работу бетона фундамента по упругой стадии.

В согласовании с расчетной схемой рис.11,а, построим эпюры напряжений под Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа опорной плитой от совместного деяния нагрузок RA и Мн (см.рис.11).


Рис.11. Определение нрава суммарного напряженного состояния под опорной плитой

а - схема; б – эпюра напряжений под опорной плитой от совместного деяния нагрузок Rа и Мн

Суммарные краевые напряжения под плитой (для напряжений сжатия принимаем символ «+»):

sк1 = Rа /Аоп – RA ×е Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа /Wоп + МН /Wоп = 65/0,214 – 65×0,015/0,03 + 2,88/0,03=367 кПа –сжатие

sк2 = Rа /Аоп + RA ×е /Wоп – МН /Wоп =65/0,214 + 65×0,015/0,03 – 2,88/0,03=240 кПа – сжатие;

Суммарная эпюра напряжений под опорной плитой не имеет растянутой зоны, как следует, отрыва плиты от фундамента не происходит, и анкерные болты на растяжение не работают.

Анкерные болты работают лишь на восприятие распора НA = 48 кН. Расчетное усилие, которое Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа может быть воспринято одним анкерным болтом dba = 24 мм по СНиП “Нормы проектирования.Железные конструкции.” п. 11.7*:

- нacpeз Nbs = Rbs ×gb ×Ab ×ns = 150×103 ×0,9×4,52×10-4 ×1 = 61,0 кН;

- на смятие Nbp = Rbp ×gb ×dba ×tшб = 450×103 ×0,9×0,024×0,008 = 77,8 кН,

где Rbs = 150 МПа - расчетное сопротивление срезу болта класса прочности 4.6 по СНиП “Нормы проектирования. Железные конструкции.”, табл. 58*; Rbp Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа = 450 МПа - расчетное сопротивление смятию частей из стали с Run = 370 МПа (Run принято для стали шайб С245 по СНиП “Нормы проектирования. Железные конструкции.”, табл. 51*), соединяемых болтами класса точности В; gb = 0,9 - коэффициент критерий работы болтового соединения, принят по табл. 35* СНиП “Нормы проектирования. Железные конструкции.” для много-болтового соединения при болтах класса точности Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа В; Аb = 4,52 см2 – площадь сечения болта db а = 24 мм брутто по СНиП “Нормы проектирования. Железные конструкции.” табл. 62*; ns = 1 - число расчетных срезов 1-го болта; tшб = 8 мм – меньшая толщина частей, сминаемых в одном направлении, равная толщине шайбы.

Проверяем крепкость анкерных болтов:

- на срез НА = 48 кН < nb ×Nbs ×gc = 2×61,0×1 = 122 кН

- на смятие Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа НA = 48 кН < nb ×Nbs ×gc = 2×77,8×1 = 156 кН

где nb = 2 - количество болтов; gc = 1 - в согласовании с СНиП “Нормы проектирования. Железные конструкции.”, табл. 6*, прим. 4.

Крепкость анкерных болтов обеспечена.

Проушины в опорной плите под анкерные болты выполним в центре стороны lоп (см.рис.9).

Выбор типа анкерного болта и предназначение глубины его заделки в фундамент производим в согласовании Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа с советами “Управления проектирования фундаментов на естественном основании под колонны построек и сооружений”, п. 5.26. Принимаем болт с отгибом на конце.

Глубина заделки в фундамент lа болта с отгибом должна быть 25 поперечников болта.

Тогда la = 25×dba = 25×24 = 600 мм (см.рис.9).


Заключение

В данной работе мы детально разглядели и высчитали проект Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа. Добавим, что древесная архитектура имеет очень давнишнюю историю. Ей присуща с одной стороны, простота начальных геометрических форм, а с другой - достояние композиций, создаваемых внедрением выразительной фактуры и текстуры дерева, декоративной резьбы и росписей. Применение новых материалов и технологий (антисептиков, антипиренов, прессование и склеивание древесной породы, внедрение плиты и Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа больших частей из дерева и т.д.) сделало древесную архитектуру животрепещущей и в современном строительстве. В текущее время для постройки древесных домов более обширно употребляют три конструктивные системы. - срубная (постройки выполнены из бревен-кругляка), - брусчатая (строения сооружают из брусьев прямоугольного сечения); - каркасная. 1-ые две системы получили распространение в странах Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа Восточной и Северной Европы при строительстве домов, храмов, хозяйственных сооружений Каркасную систему - вертикальные столбы, горизонтальные ригели, раскосы - применяли в Европе (европейский фахверк), в странах Восточной и Юго-Восточной Азии, Африки, Америки, Океании. Дерево - материал, предназначенный для людского жилища самой природой Жить в таком доме не только лишь комфортабельно, да и Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа престижно, он показывает на соответственный соц статус семьи. В экономически продвинутых странах из дерева строят семейные дома, что и обусловило выбор данной темы и ее актуальность.


Перечень литературы

1. СНиП II-25-80. Нормы проектирования. Древесные конструкции. – М.: Стройиздат, 1983. – 32 с.

2. СНиП II-23-81*. Нормы проектирования. Железные конструкции. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990. – 96 с Проектирование неутепленного здания с несущими деревянными гнутоклееными рамами ступенчатого очертания - курсовая работа.

3. СНиП 2.03.01-84*. Нормы проектирования. Бетонные и железобетонные конструкции. / Минстрой Рф – М.: ГП ЦПП, 1996. – 76 с.

4. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. / Минстрой Рф – М.: ГП ЦПП, 1996. – 44 с.

5. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника. – М.: ГП ЦПП, 1995. – 29 с.


proektirovanie-gidroizolyacii.html
proektirovanie-goryachego-ceha.html
proektirovanie-grazhdanskogo-zdaniya-kursovaya-rabota.html