Содержание

Введение………………………………………………………………….3

1. Сравнение вариантов………………………………………………..4

2. Расчет и конструирование

основных элементов здания…………………………………………...7

2.1. Расчет двускатной клеефанерной

балки покрытия…………………………………………………….7

2.2. Расчет клееной деревянной колонны…………………….12

3. Конструирование и расчет

жесткости каркаса………………………………………………………..15

4. Указания по защите несущих

и ограждающих конструкций……………………………………………16

5. Список использованной литературы……………………………….18

Введение

Темой курсового проекта является конструирование и расчет несущих и ограждающих конструкций здания.

При проектировании необходимо стремиться к применению современных и перспективных конструкций и соединений, отвечающих основным требованиям экономичности, индустриальности, технологичности.

В соответствии с заданием требуется разработать проект «теннисного корта» в городе Казань.

Основные размеры здания: длина L=52 м, пролет I=18 м, высота от уровня пола до низа несущей конструкции H=3.6 м, шаг несущих конструкций В=4 м.

Здание отапливаемое с подвесным потолком. Применяемые материалы: древесина – пихта, сталь – Ст 38/23, утеплитель – пенополистерол объемной массой 80 кг/м³, клей – ФР-100. Обшивка панелей стен внутренняя и наружная – плоские асбестоцементные листы. Обшивка плит покрытия: внутренняя – плоские асбестоцементные листы, наружная – рулонная кровля (стеклогидроизол).

1. Сравнение вариантов

Разработать проект теннисного корта в г. Казань. Основные размеры здания: длина здания L=52 м, пролет l=18 м, высота от уровня пола до низа несущей конструкции Н=3.6 м, шаг несущих конструкций В=4 м.

Здание отапливаемое с подвесным потолком. Применяемые материалы: древесина – пихта, сталь – Ст 38/23, утеплитель – пенополистерол объемной массой 80 кг/м³, клей – ФР-100. Обшивка панелей стен внутренняя и наружная – плоские асбестоцементные листы. Обшивка плит покрытия: внутренняя – плоские асбестоцементные листы, наружная – рулонная кровля (стеклогидроизол).

В соответствии с заданным материалом кровли по табл.1 принимаем уклон кровли 1:15 при массе кровли 15 кг/м² (150 Н/м²).

Для выбора схем вариантов применяемых несущих конструкций вычерчиваем схематический план здания с размещением несущих конструкций (рис. 2). Выбираем по табл. 2 или из учебников три варианта несущих конструкций проектируемого здания (рис. 3).

Вариант 1. Клееная балка. Пролет 6…24 м, k_см=4…5, k_м=0…1%. Для пролета 18 м принимаем k_см=4.5, k_м=0.5.

Вариант 2. Клеефанерная балка. Пролет 9…18 м, k_см=3.5, k_м=0…1%. Для пролета 18 м принимаем k_см=3.5, k_м=1.

Вариант 3. Дощатая ферма с узлами на МЗП. Пролет 6…21 м, k_см=3…4, k_м=12…15%. Для пролета 18 м принимаем k_см=3.5, k_м=3.5.

В качестве ограждающих конструкций принимаем трехслойные светонепроницаемые плиты и панели для отапливаемых зданий. По табл. 3 находим, что масса таких конструкций без утеплителя составляет 15…25 кг/м². Для расчета принимаем 20 кг/м² (200 Н/м²). Масса кровли составляет 20 кг/м² (150 Н/м²). Масса утеплителя при толщине 6см составляет 0.06×80=5 кг/м² (50 Н/м²).

Полная постоянная нагрузка составляет 20+5=25 кгс/м². Временная нагрузка – снеговая для III по СНиП 2.01.07-85 – составляет 240 кгс/м² (2400 Н/м²).

Собственная масса несущей конструкции для каждого из вариантов определяется по формуле (1):

Вариант 1: g^н_см=(25+240)/((1000/4.5×18)-1)= 23.35 кг/м² (233.5 Н/м²);

Вариант 2: g^н_см=(25+240)/((1000/3.5×18)-1)=17.82 кг/м² (178.2 Н/м²);

Вариант 3: g^н_см=(25+240)/((1000/3,5×18)-1)=17.82 кг/м²(178.2 Н/м²).

Для всех вариантов необходимо учесть массу колонн, сечение которых условно принимаем равным 20×60 см. При этом собственная масса несущих конструкций увеличивается на g_к:

Рис. 2 Схематический план теннисного корта

Рис. 3 Варианты несущих конструкций: а - клееная балка; б - клеефанерная балка;

в - дощатая ферма с узлами на МЗП

g_к=(0.2×0.6×3,6×500×2)/(18×4)=6 кг/м² (60 Н/м²).

Расход металла на конструкцию, кг/м³, определяем по формуле:

g_м=g^н_см×(k_м/100)

Вариант 1: g_м=29.35×(0.5/100)=0.147

Вариант 2: g_м=23.82×(1/100)=0.834

Вариант 3: g_м=23.82×(3.5/100)=0.238

Расход древесины на конструкцию, м³/м², определяем по формуле:

V_g=(g^н_см-g_м)/γ

Вариант 1: V_g=(29.35-0.147)/500=0.058

Вариант 2: V_g=(23.82-0.834)/500=0.046

Вариант 3: V_g=(23.82-0.238)/500=0.048

Сравнение вариантов по расходу материалов и стоимости приведено в табл. 4.

В результате сравнения вариантов принимаем вариант 2 как наиболее экономичный и менее материалоемкий.

Каркас проектируемого здания состоит из колонн, треугольных ферм, плит покрытия, стеновых панелей, горизонтальных и вертикальных связей жесткости. Проектирование каркаса проводим в соответствии с общими требованиями проектирования каркасов здания, изложенными в [7;12;13;15].

В проектируемом здании горизонтальными связями жесткости будут служить плиты покрытия, жестко прикрепленные к верхнему поясу ферм.

Таблица 1

Таблица сравнения вариантов

Показатель	Единица измерения	Вариант
Собственная масса конструкции	к г/м2	29.35 23.82 23.82
Расход металла	% к г/м2	0.5 1 3.5 0.147 0.834 0.238
Масса	к г/м2	29.20 22.99 23.58
Объем древесины	м 3/м2	0.058 0.046 0.048

Вертикальные связи, соединяющие фермы попарно, располагаются в плоскости сжатых раскосов. Вертикальные связи между колоннами располагаются в пролетах, прилегающих к торцам здания и в среднем по длине здания в пролете.