бесплатно рефераты скачать
  RSS    

Меню

Быстрый поиск

бесплатно рефераты скачать

бесплатно рефераты скачатьКурсовая работа: Конструирование утепленной ребристой плиты покрытия с фанерными обшивками

Курсовая работа: Конструирование утепленной ребристой плиты покрытия с фанерными обшивками

Содержание

1.         Исходные данные

2.         Проектирование сборных плит покрытия с деревянным ребристым каркасом

2.1 Исходные данные

2.2 Компановка поперечного сечения плиты

2.3 Расчётная схема плиты, нагрузка и усилия

2.4 Проверка прочности панели по нормальным напряжениям

2.5 Проверка растянутой обшивки с учётом сращивания листов фанеры на "ус" в расчётном сечении

2.6 Проверка сжатой обшивки на устойчивость

2.7 Проверка фанеры на скалывание по собственному клеевому шву

2.8 Проверка жёсткости панели в целом

3.         Проектирование дощатоклееной балки

3.1 Исходные данные

3.2 Решение по 1 варианту из неармированного дощатоклееного пакета.

3.3 Решение по 2 варианту с продольной арматурой в растянутой зоне.

4.         Проектирование дощатоклееных колонн поперечной рамы одноэтажного дома

4.1 Составление расчётной схемы двухшарнирной поперечной рамы и определение расчётных усилий в колоннах

4.2 Конструктивный расчёт стержня колонны

4.2.1 Проверка устойчивости колоны в плоскости поперечника

4.2.2 Проверка устойчивости колоны из плоскости поперечника

4.3 Расчёт и конструирование узла крепления колоны к фундаменту

4.4       Определение расчётных усилий в плоскости сопряжения с фундаментом

4.5       Расчёт фундаментных болтов

4.6       Расчёт соединительных болтов


1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.         Пролет поперечника в осях А – Б, L = 21 м;

2.         Высота корпуса в чистоте, H = 10 м;

3.         Температурно-влажностный режим эксплуатации соответствует А3;

4.         Класс ответственности здания по назначению – III

5.         Район строительства:

-          по снеговой нагрузке – IV;

-          по ветровой нагрузке – IV;

-          по типу местности соответствует С.

6. Материал – сосна I, II, III сорта, фанера строительная водостойкая марки ФСФ (принимается по сортаменту).


2.1       Проектирование сборных плит покрытия с деревянным ребристым каркасом.

2.1. Исходные данные

Рассчитать и сконструировать утепленную ребристую плиту покрытия с фанерными обшивками при следующих данных.

Номинальные размеры плиты в плане (из схемы расположения элементов) bхl=1.5 х 4.5 м, конструктивные – соответственно 1.48 х 4.48 м.

Материал ребер каркаса – сосновые доски 2-го сорта для продольных ребер и без ограничения для поперечных.

Обшивки из березовой водостойкой фанеры марки ФСФ.

Утеплитель минераловатные в виде полужестких плит марки 75 на синтетическом связующем, толщина 100 мм (по теплотехническому расчету).

Пароизоляция из полиэтиленовой пленки толщиной 0.2 мм (масса 0.1 кг/м2).

Кровля из 3-х слоев рубероида на битумной мастике (масса 0.1 кг/м2).

Условия эксплуатации по температурно-влажностному режиму соответствуют А3.

Район строительства по снеговой нагрузке – IV.

Класс ответственности здания по назначению – III .

2.2 Компоновка поперечного сечения плиты

Предварительно принимаем продольные ребра из доски толщиной bр=40 мм.

При ширине плиты b=1480 мм целесообразно поставить четыре ребра. Тогда расстояние между ними в свету равно:


 мм,

а между осями мм, что меньше 500 мм.

Удовлетворяет рекомендации.

Предварительно задаемся толщиной листа фанеры верхней обшивки

dф.в.= 10 мм, что составляет 1:46 шага ребер, близко рекомендуемой.

Проверяем достаточность толщины расчетом на местный изгиб сосредоточенной силой Р=1.2 кН.

Лист фанеры рассматриваем как балку–пластинку с рабочей шириной

100 см, защемленную по концам в местах приклейки к ребрам (Рис. 1).

Расчетный изгибающий момент (выровненный):

М=Р×а /8=1.2*42.7/8=6.405 кН×см;

Момент сопротивления рабочего сечения обшивки:

W=100×0.82/6=10.7 см3;

Условие прочности обшивки :

smax=M/W £ mн×Rф.и.90

где mн=1.2 – коэффициент, учитывающий кратковременность

монтажной нагрузки [1, табл.6];

Rф.и.90 = 6.5 МПа = 0.65 кН/см2 – расчетное сопротивление

семислойной фанеры толщиной 10 мм изгибу из плоскости

листа поперек наружных волокон [1, табл.10].

Рис. 1. К расчету верхней обшивки на местный изгиб:

а – схема деформации балки пластинки;

б – расчетная схема и эпюра моментов.

Подставляем:

smax = 6.405/10.7 = 0.6 кН/см2 < mн×Rф.и.90 = 1.2×0.65 = 0.78 кН/см2.

Условие прочности удовлетворяется.

Задаемся толщиной нижней обшивки 6 мм.

Размеры листов фанеры по сортаменту принимаем b´l = 1525´1525 мм. Так как длина плиты равна 4500 мм, то необходимо сращивать листы по длине, совмещая стыки c поперечными ребрами.

Высоту сечения плиты назначаем в пределах

hп=(1/25…1/30)×l=180…150 мм.

По сортаменту пиломатериалов принимаем ребра из досок 150´40 мм.

После фрезерования кромок действительная высота плиты будет равна

hп=150-10+10+6=156 мм,


что достаточно для размещения слоя утеплителя и образования продух (Рис. 2).

Дальнейшим расчетом проверяем достаточность принятых размеров.

Рис. 2. Конструкция клеефанерной плиты с ребристым каркасом из досок: 1 – продольные ребра; 2 – поперечные ребра;3 – обшивка верхняя; 4 – обшивка нижняя; 5 – утеплитель; 6 – продух; 7 – стык фанеры.

2.3 Расчетная схема плиты, нагрузка и усилия

Расчетная схема плиты на действие эксплуатационной нагрузки – балка на двух опорах, загруженная равномерно распределенной нагрузкой от собственной массы плиты с кровлей и снега (Рис. 3). Расчетная длина l0 = 0.98×l = 0.98×4.5 =  4.41 м.

Вид нагрузки Нормативная

gf

Расчетная

кН/м2

кН/м при b=1.5 м

кН/м2

кН/м при b=1.5 м
1. 2. 3. 4. 5. 6.

Постоянные: 1.От собственной массы каркаса плиты:

– четыре продольных ребра и шпунтовые рейки из сосновых досок (gсм = 500 кг/м3)

5×(0.04´0.14´4.48)×500 = 62.72 кг

– четыре поперечных ребра

4×(0.04´0.14´1.48)×500=16.6 кг

– фанерные обшивки

при gсм =700 кг/м3

(0.006+0.01)×1.48´4.48´700=

= 74.26 кг

Общая масса отнесенная к 1м2

(62.72+16.6+74.26)/(4.5´1.5)= 22.75 кг/м2

2.От массы утеплителя слоем 100 мм при gсм = 75кг/м2

[4, прил.III]

3.Масса трехслойной рубероидной кровли

4.Пароизоляция полиэтиленовая

0.2275

0.075

0.10

0.001

0.341

0.113

0.150

0.0015

1.1

1.2

1.3

1.2

0.25

0.09

0.130

0.0012

0.375

0.135

0.195

0.0018

Итого :

qсмн = 0.606 кН/м

qсм = 0.707 кН/м

Временная:

Снеговая для II снегового района по [1], табл.4 с учетом

п. 5.7*

1.71 2.56 1.4 2.4 3.6
Всего :

qн = 3.166 кН/м

q = 4.307 кН/м

*В соответствии с п. 5.7 при отношении постоянной нагрузки к снеговой 0.606/3.6 = 0.168<0.8 принят gf =1.6.

Расчетные усилия :

 кН×м;

 кН.

Рис. 3. К расчету плиты на эксплуатационную нагрузку:

а – схема опирания плиты на стропильные балки; б – расчетная схема плиты и усилия; 1 – плита; 2 – стропильные балки.


2.4 Проверка прочности панели по нормальным напряжениям

Расчетное поперечное сечение показано на Рис. 4. Так как

l0 = 4480 > 6×a = 6×467 = 2800 мм,

то вводимая в расчет ширина обшивок

bрасч = 0.9 ×b = 0.9×148 = 133 см.

Суммарная ширина дощатых ребер

Sbр = 4×4 = 16 см.

Модули упругости древесины Ед = 1000 кН/см2, фанеры семислойной марки ФСФ при d ф = 8 мм, Еф = 850 кН/см2, при d ф = 6 мм, Еф = 950 кН/см2. Принимаем усредненно Еф = 900 кН/см2, тогда коэффициент приведения древесины к фанере nд/ф = 1000/900 = 1.11.

Расстояние от низа плиты до центра тяжести приведенного сечения:

см,

а от верха плиты до центра тяжести приведенного сечения:

 см.

Приведенные геометрические характеристики:


 см3;

 см3.

Рис. 4. Расчетное поперечное сечение плиты

Расчетные сопротивления фанеры березовой семислойной по [1, табл.10] растяжению вдоль волокон: Rф.р = 14 МПа = 1.4 кН/см2, сжатию вдоль волокон при толщине листа 8 мм: Rф.с = 12 МПа = 1.2 кН/см2. Вводим поправочные коэффициенты. Для условия работы А3 по [1, табл.5] mв = 0.9. Для зданий II класса ответственности по [2, с. 34] gn = 0.9. Поправочный множитель к расчетным сопротивлениям:

 


2.5 Проверка растянутой обшивки с учетом сращивания листов фанеры на "yс" в расчетном сечении

 кН/см2,

что меньше чем

= 0.6 × 1.4 × 1 = 0.84 кН/см2,

где mф = 0.6 – коэффициент, учитывающий снижение прочности фанеры

при наличии стыков в расчетном сечении.

Прочность растянутой обшивки обеспечена.

2.6 Проверка сжатой обшивки на устойчивость

Предварительно, согласно [1, п. 4.26], вычисляем jф.

При а0/dф = 467/10 = 46.7< 50, находим

jф = .

Условие устойчивости:


Подставим значения:

 кН/см2;

 кН/см2;

 кН/см2.

Устойчивость сжатой обшивки обеспечена.

2.7 Проверка фанеры на скалывание по собственному клеевому шву

Предварительно находим статические моменты сдвигаемых частей относительно центра тяжести приведенного сечения.

Сдвигается верхняя обшивка,

Sсжотс = 133 × 1 × (7,1 – 1×0.5) =877,89 см3.

Сдвигается нижняя обшивка,

Sротс = 133 × 0.6 × (8,5 - 0.6×0.5) = 654,3 см3.

Наибольшим сдвигающим напряжениям соответствует

Smaxотс = Sсжотс = 877,89 см3 верхней обшивки.

По [1], табл.10 при dф = 10 мм расчетное сопротивление скалыванию в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев Rф.ск = 0.8 Мпа = 0.08 кН/см2.

Проверяем условие [1], (42):


 кН/см2 < Rф.ск × 1 = 0.8 кН/см2

Прочность клеевого шва достаточна.

2.8 Проверка жесткости панели в целом

Наибольший относительный прогиб панели как двухопорной балки по середине пролета вычисляем по формуле:

Условие жесткости

 [1],

 табл.16 удовлетворяется.


3. Проектирование дощатоклееной балки

Для двухскатного малоуклонного покрытиятребуется рассчитать и сконструировать стропильную балку в двух вариантах: 1-дощатоклееная не армированная; вариант 2 – дощатоклееная с продольным армированием.

3.1 Исходные данные

Пролет поперечника в осях L = 21 м, шаг балок В = 4.5 м.

Настил из сборных клеефанерных плит. Нагрузка от собственной массы плит с кровлей: нормативная – 0.404 кН/м2; расчетная – 0.471 кН/м2.

Снеговая нормативная нагрузка – 1.71 кН/м2.

Класс ответственности здания – III.

Температурно-влажностный режим соответствует A3.

Пиломатериал - сосновые доски 2-го и 3-го сортов.

Предельный прогиб балки посередине [f/l] = 1:300.

3.2 Решение по варианту 1 из неармированного дощатоклееного пакета

Расчетная схема балки на рис.6.

Уклон крыши i = 1:15.

Расчетный пролет l0 = L - hк = 21 - 0.6 = 20.4 м.

Нагрузку от собственной массы балки со связями найдем, приняв

Ксв = 6

кН/м2


Подсчет нагрузок на балку приведен в таблице.

Вид нагрузки Нормативная

gf

Расчетная

кН/м2

кН/м

при В=4.5м

кН/м2

кН/м при

В=4.5 м

Постоянная:

от плит настила и кровли от собственной массы балки и связей

0.404

0.295

1.818

1.329

1.2

0.471

0.355

2.12

1.593

Итого: 0.699 3.147 0.826 3.715

Временная: снеговая

1.71 7.695 1.4 2.4 10.8
Всего: 10.862 14.51

*Коэффициент надежности по снеговой нагрузке gf = 1.4 принят в соответствии с п. 5.7 [2] при qнп/pнс = 0.699/1.71 = 0.408 < 0.8.

Высоту балки по середине пролета h предварительно определим из условия надежности по деформациям с учетом выражения для прогиба и известной формулы прогиба балки постоянной высоты при равномерно распределенной нагрузке

, где .

После подстановки и решения относительно h получим

,

где b – ширина сечения пакета;


 – поправочный коэффициент.

Задавшись предварительно рекомендуемыми отношениями h0/l = 1/15 и

h0/h » 0.5, по формулам вычисляем

;

.

Тогда

Шириной досок для пакета зададимся: b = 17.5 см без фрезерования кромок. Модуль упругости сосны Ед = 1000 кН/см2 = 107 кН/м2.

Подставив значения получаем

 м.

Принимаем h = 167 см.

На опоре h0 = h – 0.5×l0×i = 1.67 – 0.5×20.4×1/15 = 0.99м, что > 0.4×h = 0.668.м.

Проверим сечение балки из условий прочности.

По [1,табл. 3] находим требуемые расчетные сопротивления: при изгибе для древесины 2-го сорта Rи =15 МПа = 15 кН/см2; при скалывании вдоль волокон для 3-го сорта Rск = 1.5 МПа = 0.15 кН/см2.

Коэффициенты условий работы:

- для условий эксплуатации A3 по [1,табл.5], mв = 0.9;

- для балок высотой 120 см и более по [1,табл.7], mб = 0.8;

- при толщине слоя досок в пакете 33 мм по [1,табл.8], mсл = 1.

Коэффициент надежности по назначению для зданий II класса gn = 0.9.

Поправочные коэффициенты при расчетах:

на изгиб ;

на скалывание.

Поперечная сила в опорном сечении

Qmax = 0.5×q×l0 = 0.5×14.51×20.4 =148.1 кН.

Минимальная высота балки в опорном сечении из условия прочности на скалывание:

 см,

h0 = 99 > 85 см.

Прочность на скалывание обеспечена.

Расстояние от опоры до расчетного нормального сечения:


 м.

Изгибающий момент в сечении xр = 6.05 м равен:

 кН×м.

Высота балки в расчетном сечении:

 см.

Страницы: 1, 2


Новости

Быстрый поиск

Группа вКонтакте: новости

Пока нет

Новости в Twitter и Facebook

  бесплатно рефераты скачать              бесплатно рефераты скачать

Новости

бесплатно рефераты скачать

© 2010.