Содержание:

1.Конструирование и расчет ограждающей конструкции…….3

1.1 Исходные данные………………………………………………………………….3

1.2 Конструирование и расчет основной несущей конструкции покрытия………………………………………………………………………….3

1.3 Определение нагрузок на плиту покрытия……………………………………4

1.4 Расчет плиты покрытия…………………………………………………………9

1.4.1 Расчетные характеристики фанеры………………………………………...9

1.4.2 Расчетные характеристики древесины……………………………………..9

1.4.3 Определение геометрических характеристик расчетного поперечного сечения……………………………………………………………………………10

1.5 Расчет плиты по I группе предельных состояний………………………………12

1.5.1 Расчет усилия в сечениях плиты…………………………………………...12

1.5.2 Проверка на прочность растянутой (нижней) обшивки………………….13

1.5.3 Проверка сжатой (верхней) обшивки на устойчивость…………………..13

1.5.4 Проверка сжатой (верхней) обшивки на местный изгиб…………………13

1.5.5 Проверка на скалывание клеевого шва обшивки в пределах ширины ребер………………………………………………………………………………14

1.5.6 Проверка прочности продольных ребер на изгиб………………………...14

1.5.7 Проверка прочности продольных ребер на скалывание на уровне нейтральной оси………………………………………………………………….14

1.6 Расчет плиты по II группе предельных состояний (проверка на прогиб)……..14

2. Конструирование и расчёт трёхшарнирной арки

стрельчатого очертния……………………………………………………..15

2.1 Определение нагрузок, действующих на арку………………………………….15

3. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АРКИ………………………………………………...18

3.1 Комбинации нагружения и соответствующие им эпюры изгибающих моментов…………………………………………………………………………19

4.КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ СТРЕЛЬЧАТОЙ АРКИ………………………..22

4.1 Расчет арки на прочность………………………………………………………...22

4.2 Расчет арки на устойчивость плоской формы деформирования………………23

5. Конструирование и расчет конькового узла……………………………………...25

6. Мероприятия по обеспечению пространственной

жесткости и неизменяемости здания…………………………………28

7. Мероприятия по обеспечению долговечности

основных несущих и ограждающих конструкций………...........28

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ……….......30

1. Конструирование и расчет ограждающей конструкции

1.1 Исходные данные

Производится проектирование деревянного каркаса одноэтажного производственного здания в г.Лепель. Класс условий эксплуатации – 3.

Основной несущей конструкцией является арка трехшарнирная клееная деревянная стрельчатого очертания. Пролет здания равен 27м, длина здания составляет 71,4м, шаг несущих конструкций – 5,1м, высота - 13,5 м. Тип ограждающих конструкций покрытий и стен: плиты с двумя обшивками. Материал обшивки плит: фанера марки ФБС. Утеплитель – плиты из полистирольного пенопласта марки ПСБ толщиной 60мм. Кровля - “Икопал”, порода древесины – лиственница, кроме европейской и японской.

1.2 Конструирование и расчёт основной несущей конструкции покрытия

Ограждающие конструкции покрытия и стен выполняются из клеефанерных плит с двумя обшивками. Клеефанерные плиты имеют длину l = 3…6 м, ширину 1…1,5 м, соответствующую размерам фанерных листов, и укладываются непосредственно на основные несущие конструкции покрытий. Клеефанерные плиты выполняют функции настила и прогонов. Плиты состоят из дощатого каркаса и фанерных обшивок. Каркас плит состоит из продольных и поперечных досок - рёбер.

Обшивка состоит из листов фанеры марки ФБС, состыкованных по длине соединениями на ус. Обшивки склеиваются с каркасом в одинаковом направлении наружных волокон фанеры и древесины продольных рёбер.

Клеефанерные плиты прикрепляются к опорам и соединяются кромками между собой шурупами или гвоздями.

Размеры плиты в осях 51001550 мм.

Размеры поперечного сечения продольных рёбер принимаем исходя из следующих условий:

• оптимальная высота плиты с учетом толщины фанерных обшивок равна пролета плиты.

• при приклеивании обшивки к ребрам необходимо учитывать припуски на фрезерование кромок заготовок с одной или двух сторон;

• высота сечения назначаются согласно сортаменту пиломатериалов (ГОСТ 24454).

Таким образом, оптимальная высота плиты равна:

.

Согласно сортаменту принимаем сечение ребра равное 150х50, с учетом фрезерования кромок получаем 145х50 мм.

Таким образом полную высоту сечения плиты равна:145+12+10=167 мм.

Шаг продольных рёбер 495 мм, шаг поперечных рёбер 1232 мм.

Рисунок 1.1– Основные размеры клеефанерной плиты с двумя обшивками

1.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК НА ПЛИТУ ПОКРЫТИЯ

На плиту покрытия действуют нагрузки: - постоянные: кровля, собственный вес плиты; - временные: снеговая; Район строительства – г. Лепель (II Б район по весу снегового покрова)

1,2кПа. Таблица 1.1 - Нагрузки, действующие на 1 м² площади покрытия

Наименование нагрузок	Нормативная нагрузка кН/м2	Коэффициент надёжности по нагрузке	Расчётная нагрузка кН/м2
Постоянная:
- кровля“Икопал”	0,098	1,2	0,118
- каркас	0,199	1,1	0,219
-утеплитель	0,018	1,2	0,0216
-обшивка	0,22	1,1	0,0242
Всего	0,535		0,601
Временная:
снеговая	0,516	1,5	0,774
Итого	1,051		1,375

Нормативная нагрузка на 1 м² от:

- кровли определяется по (таб.1.2[1]) для “Икопал”;

- каркаса:

Объем деревянного каркаса:

V=

Масса каркаса:m=V

- обшивки ρδ =1000 0,022 = 0,22 (таб.2.3[1]).

Временная нагрузка на 1 м² от веса снегового покрова:

S = S₀μ= 1,20,43 =0,516 кН/м².

Определение геометрических размеров оси арки

Исходные данные:

Пролёт:

Стрела подъема:

Шаг арок:

Стрелу подъема дуги полуарки принимаем:

>

Длина хорды полуарки:

Длина дуги полуарки

Радиус кривизны оси полуарки:

Угол раствора полуарки:

Угол раствора полуарки:

Угол наклона радиуса,

проходящего через опору арки:

За начало координат принимаем левую опору, тогда координаты центра кривизны оси полуарки будут равны:

Для нахождения зоны L=2Xc , в пределах которой угол наклона к горизонту касательной

не превышает 50 градусов необходимо определить координаты X 50 и Y50 из уравнения

кривой полуарки.

Подставляя tan50 =dy/dx=1.192 получаем X50= х

m

Отсюда получаем Y50= y

m

Тогда, принимая Xc=а и Yc= b, получаем:

Тогда определим угол β. В выражении с производной подставим координату x в вершине

арки x=X0-L/2=14.196*m

Yp= y₁

Тогда угол наклона касательной в верхней точке полуарки составит:

Рис.1.2 Геометрические характеристики оси арки

Т.к. угол равен 27°, то воспользуемся схемой /1, т.1.9/ выбираем схему 1б, значение коэффициента µ принимаем интерполированием. Принимаем µ= 0,43.

Рис.1.3. К определению снеговой нагрузки

Линейно распределенная нагрузка, определяемая с учетом ширины плиты, равна:

С учетом кривизны арки полная нагрузка, действующая на плиту равна:

- Расчетное значение

- Нормативное значение

Нормальная составляющая полной нагрузки, действующая на плиту, равна:

Рис.1.4. К определению нормальной составляющей полной нагрузки

Подсчет усилий Md и Vd

Рис.1.5. Расчетная схема

Расчетные максимальные усилия возникающие в плите:

изгибающий момент:

поперечная сила: