Федеральное агентство по образованию

Ульяновский Государственный Технический Университет

Кафедра « Строительные конструкции »

Пояснительная записка к курсовому проекту

«Конструкции из дерева и пластмасс»

Разработал:

Проверила:

Ульяновск 2012 г.

Содержание:

Задание на проектирование-----------------------------------------------------------3

Введение----------------------------------------------------------------------------------4

1. Конструирование клеефанерной плиты покрытия---------------------------5

Сбор нагрузок на покрытие------------------------------------------------------8

Расчет клеефанерной плиты покрытия:

• Расчет на прочность по нормальным напряжениям.------------10

• Проверка на устойчивость сжатой обшивки.---------------------13

• Проверка верхней обшивки плиты на местный изгиб.------------14

• Проверка на скалывание ребер каркаса плит.----------------------15

• Проверка на прогиб.------------------------------------------------------16

2. Расчет клеедеревянных балок---------------------------------------------------17

Сбор нагрузок на балку---------------------------------------------------------19

Расчет сечения балки------------------------------------------------------------20

Расчет балки по предельным состояниям:

• Расчет балки на относительный прогиб---------------------------21

• Расчет на прочность с учетом устойчивости-------------------22

• Проверка на скалывание------------------------------------------------28

• Проверка на смятие от опорной силы------------------------------29

Расчет внецентренно-растянутых и сжато-изгибаемых элементов----30

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования--------------31

3. Расчет опорных узлов балки.----------------------------------------------------33

4. Конструктивные требования по обеспечению надежности деревянных конструкций-------------------------------------------------------------------------34

5. Защита от возгорания------------------------------------------------------------36

6. Мероприятия по защите древесины конструкций от гниения-----------37

Список использованной литературы.-------------------------------------------------40

Введение

Деревянным конструкциям относятся деревянные клееные конструкции, которые представляют собой крупноразмерные конструкции заводского изготовления. Применение клееных деревянных конструкций удовлетворяет требованиям технической политики в области строительства, так как снижает массу зданий и сооружений, обеспечивает их капитальность и длительность эксплуатации, а также уменьшает трудоёмкость возведения сооружений.

Древесина и конструкции на её основе обладают большой стойкостью по отношению к агрессивным средам и поэтому К индустриальным во многих случаях целесообразно их применение в зданиях с агрессивными средами. Сравнительная лёгкость древесины с учётом её достаточно большой прочности и жёсткости позволяет перекрывать значительные пролёты. Масса древесины сосны и ели равна 0.5 т/м³

Долговечность деревянных конструкций, защищённых от загнивания только конструктивными мерами, достигает сотен лет.

В настоящее время помимо конструктивных мер для защиты деревянных конструкций не только от гниения и древоточцев, но одновременно и от возгорания применяют обработку химическими составами, что повышает их надёжность при многолетней эксплуатации.

Рассматривая области строительства, в которых целесообразно использовать деревянные конструкции, следует, прежде всего, указать на здания и сооружения, подвергающиеся некоторым агрессивным воздействиям. Это цехи химических производств, производственные здания сельскохозяйственного строительства.

Учитывая, что древесина для некоторых районов страны является местным материалом, её целесообразно использовать в качестве несущих конструкций пролётных строений автодорожных мостов. Благодаря лёгкости деревянных клееных конструкций, их можно применять в зданиях общественного назначения, таких, как: крытые рынки, спортивные сооружения, выставочные павильоны и т. п. При строительстве крупных промышленных объектов клееные деревянные конструкции выгодно использовать для строительства сборно-разборных временных сооружений.

Для повышения качества клееных деревянных конструкций необходимо переходить на применение для них пиломатериала надлежащего качества, а для склеивания употреблять клей на основе резорцина.

Конструирование клеефанерной плиты покрытия.

Плиты покрытия на деревянном каркасе применяются в отапливаемых зданиях с наружным отводом воды в районах с расчетной температурой наружного воздуха до -50°С.

Плиты состоят из несущего каркаса, обшивок, утеплителя и пароизоляции. Утепленные плиты имеют верхнюю и нижнюю обшивки.

Каркас плит покрытия состоит из продольных ребер, торцовых ребер, а в панелях более 3 м. также и поперечных ребер. Минимальная ширина ребра назначается из условия обеспечения необходимой надежности клеевого соединения с обшивками. Ребра из цельной или клееной древесины выполняются из древесины хвойных пород (сосны, ели), удовлетворяющих требованиям элементов второго сорта в соответствии с главами СНиП (1, 2). Поперечное сечение может быть коробчатого или таврого вида. Соединение обшивок с ребрами должно обеспечить монолитность сечения. Ребра могут выполняться из цельной древесины, из склеенных по пласти досок, из бакелизированной или водостойкой фанеры или фанерного профиля, а также в виде балок с фанерной стенкой или сквозных ребер в виде ферм. Расстановку ребер производят с учетом местного изгиба обшивки от действия основной и монтажной нагрузки и её местной устойчивости от действия сжимающих напряжений.

В качестве обшивки применяется водостойкая фанера марки ФСФ сорта В / ВВ, толщина верхней и нижней обшивки принимается равной 8 мм.

Согласно варианта будем использовать в качестве плит покрытия – клеефанерные плиты покрытия (КФП) размерами 1,2х5м.

При стандартной ширине листов фанеры с учетом обрезки кромок ширину панелей по верхней и нижней поверхностям принимаем равной 1190 мм, что обеспечивает зазор между панелями 10 мм.

В продольном направлении длина панели принимается 4980 мм при зазоре между панелями 20 мм.

В качестве утеплителя принимаем ПСБ-С-70 (пенополистирольные плиты, плотность ρ = 36 кг\м³) Теплоизоляционные плиты приклеиваются к нижней обшивке панелей на слое битума, который одновременно выполняет роль пароизоляционной прослойки. Для сохранения положения теплоизоляционного слоя и предотвращения его смещения при перевозке панелей по верху теплоизоляции укладывается слой картона, края которого отгибаются и прибиваются к ребрам каркаса панели.

Количество продольных ребер определяется в основном по условию расчета на изгиб поперек волокон наружных шпонов верхней фанерной обшивки при действии сосредоточенной нагрузки 1 кН с коэффициентом перегрузки 1,2. При этом считается, что действие сосредоточенной нагрузки распределяется на ширину 100 см. В качестве расчетной схемы можно принять балку с обоими заземленными концами.

Тогда максимальный изгибающий момент будет равным М_мах = Рс / 8,

где Р= 1кН, с – расстояние между ребрами в осях. Изгибающие напряжения в верхней обшивке поперек волокон наружных шпонов фанеры определяются:

где m_и- коэффициент перегрузки,

- расчетное сопротивление изгибу поперек волокон = 6,5 МПа – таблица 10(1)

Расстояние между рёбрами в осях не должно превышать 0,67м.

Принимаем количество ребер n= 3, ширину ребер b_r= 50 мм, высоту h_r= 150 мм (с учетом сортамента пиломатериалов), с= 450мм.

Принимаем полную высоту панели h из соотношения h/l = 1/25; h = 0,2 м.

Исходя из максимального расстояния в осях между ребрами, равного 0,67м и ширине панели, равной 1,2м примем количество ребер n=3. Тогда расстояние между ребрами с=550мм, ширина ребра b_r=50мм, а высота ребра h-2· =200-2·8=184мм.

С учетом стыкования листов фанеры по верхнему и нижнему слою рассчитываются поперечные ребра.

Длинна стыка листов фанеры обшивок

,

где - толщина фанерных листов обшивки.

Так как снеговая нагрузка во II районе не столь высока (70 кгс/м²), примем длину стыка фанерных листов обшивок равной:

.

С учетом размера листа фанеры 1524х1200 мм и величины длинны стыка, рассчитаем количество и расположение поперечных ребер:

Шаг поперечных ребер равен:

1524 – l_ст = 1524 – 80 = 1444 мм .

Так как с таким шагом получается всего 3 продольных ребра и по 2 неполных листа фанеры, а центр тяжести плиты смещается к одному из торцов панели, то распределим ребра равномерно с шагом

(4980-(80+80))/5= 1205 мм.

Толщину утеплителя принимаем равным , где h- высота панели δ_ут=100 мм