Ягмур А.А., Назим Я.В., Бакаев С.Н., Бусько М.В.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для выполнения курсового проекта по дисциплине

«Конструкции из дерева и пластмасс»

«РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ С КАРКАСОМ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ»

Министерство образования и науки Украины

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

Кафедра “Металлические конструкции”

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для выполнения курсового проекта по дисциплине

«Конструкции из дерева и пластмасс»

на тему: «Расчет производственного здания с каркасом из древесины»

(для студентов специальностей

6.120.100 «Архитектура»;

6.092.101 «Промышленное и гражданское строительство»)

Утверждено на заседании кафедры ”Металлические конструкции” Протокол № 07-08_09 от 26.02.09 г.

Макеевка, ДонНАСА, 2009 г.

УДК: 624.011.1.04(083.75)

Методические указания по расчету производственного здания с каркасом из древесины (Пример расчета) для студентов специальностей 6.120.100 «Архитектура» и 6.092.101 «Промышленное и гражданское строительство» / Сост.: Ягмур А.А., Назим Я.В., Бакаев С.Н., Бусько М.В. – Макеевка: ДонНАСА. – 2009. – 25 с.

В методических указаниях приведены основные положения расчета несущих и ограждающих конструкций производственного здания с каркасом из древесины.

Методические указания предназначены для студентов специальностей 6.120.100 «Архитектура» и 6.092.101 «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения.

Составители: Ягмур А.А., доц.

Назим Я.В., доц.

Бакаев С.Н., доц.

Бусько М.В., доц.

Ответственный за выпуск: Ягмур А.А., доц.

Рецензент: Невгень Н.А., доц.

1. Исходные данные

• Здание сельскохозяйственного назначения.

• Температурный режим работы здания – отапливаемое.

• Класс здания по степени ответственности – II.

• Группа конструкций А1.

• Район строительства – г. Запорожье.

• Пролет здания – 18 м, высота до низа несущих конструкций – 6 м, шаг стоек каркаса – 6 м, длина здания – 48 м.

• Покрытие с рулонной кровлей по клеефанерным панелям и дощато-клееным балкам. Уклон кровли 10%. Стеновое ограждение – клеефанерные панели толщиной 0,21 м. Расчетная нагрузка от стеновых панелей 0,346 кПа площади стены.

• Стойки дощато-клееные постоянного по высоте сечения.

• Материал – пиломатериалы хвойных пород (сосна, ель).

2. Расчет клеефанерной панели покрытия

Размеры панели (рис. 1а) в плане принимаются равными 1,485,98 м; обшивки – из водостойкой семислойной фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной 8 мм; ребра – из сосновых досок второго сорта. Клей марки ФРФ-50. Утеплитель – минераловатные плиты толщиной 8 см. Плотность утеплителя 1 кН/м². Пароизоляция – из полиэтиленовой пленки толщиной 0,2 мм. Кровля – 3х-слойный рубероидный ковер.

Компоновка сечения панели.

Ширина панели принимается равной ширине фанерного листа с учетом обрезки в_п=1480 мм.

Каркас состоит из четырех продольных ребер (рис. 1в). Для изготовления клееного дощатого каркаса, связывающего верхние и нижние обшивки, принимаются доски 42167 мм (после острожки). Расчетный пролет панели в_р = 0,99  l = 0,99  5980 = 5920 мм.

Высота панели получается 183 мм, что составляет 183/5920 = пролета и соответствует рекомендациям, согласно которым высота панели составляет l

Рис. 1. Утепленная клеефанерная панель покрытия

а – план; б – продольный разрез; в – поперечный разрез; 1 – обшивки из фанеры; 2 – утеплитель; 3 – пароизоляция; 4 – продольные ребра из досок; 5 – поперечные ребра из досок; 6 – торцевая доска для крепления панели к опоре; 7 – боковые трапециевидные бруски

Шаг ребер принимается из расчета верхней обшивки на местный изгиб поперек волокон от монтажной нагрузки Р = 1  1,2 = 1,2 кН как балки шириной 1000 мм. Расстояние между ребрами в осях С = = 465 мм.

Изгибающий момент в обшивке:

= 6,975 кНсм.

Момент сопротивления обшивки шириной 1000 мм

см³.

Напряжение от изгиба сосредоточенной силой

МПа  R_фи _с = 6,51,2 = 7,8 МПа.

Нагрузки на панель.

Подсчет нагрузок на панель представим в табличной форме (см. табл. 1).

Таблица 1

Нагрузки на 1м² клеефанерной панели

№ п/п	Нагрузка	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
1	3х-слойный рубероидный ковер	0,12	1,3	0,156
2	Фанера марки ФСФ 20,008м  7 кН/м2	0,112	1,1	0,123
3	Продольные ребра с учетом продольных стоков кН/м3	0,118	1,1	0,13
4	Поперечные ребра кН/м3	0,01	1,1	0,11
5	Утеплитель – минераловатные плиты кН/м3	0,0723	1,1	0,0795
6	Пароизоляция	0,02	1,1	0,022
	Постоянная	0,4523		0,6205
	Временная (снеговая)	1,11	1	1,11
	Полная	1,5626		1,7305

Предельное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия вычислялось по формуле:

S_m = _fm  S_o  = 1,0  1,55 кПа  1 = 1,55 кПа,

где :

_fm – коэффициент надежности по нагрузке, принимается по табл. 8.1 2 в зависимости от установленного срока эксплуатации. Согласно приложению В 2 примерный срок эксплуатации зданий сельскохозяйственного назначения составляет 50 лет, в связи с чем _fm = 1,0;

S₀ – характеристическое значение снеговой нагрузки, принимаемое в зависимости от снегового района расположения объекта строительства. Согласно приложению Е 2 для г.Запорожье S_о = 1,55 кПа;

 - коэффициент перехода от веса снегового покрова на поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытие, определяемый по приложению Ж 2 в зависимости от формы кровли и схемы распределения снеговой нагрузки. Для уклона i = 0,1  = 1,0.

Расчетные характеристики материалов

Для семислойной фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной 8 мм по табл. 10 и 11 1 определяется расчетное сопротивление растяжению R_ф.р=14 МПа; расчетное сопротивление сжатию R_ф.с = 12 МПа; расчетное сопротивление скалыванию R_фск = 0,8 МПа; модуль упругости Е_ф = 9000 МПа. Для древесины ребер модуль упругости Е_др = 10⁴ МПа.

Геометрические характеристики сечения панели.

Приведенная ширина фанерных обшивок в_пр = 0,9  1,48м = 1,332 м.

Геометрические характеристики поперечного сечения клеефанерной панели приводится к фанерной обшивке.

Приведенный момент инерции поперечного сечения панели:

Приведенный момент сопротивления:

Проверка панели на прочность.

Максимальный изгибающий момент в середине пролета:

кН/м,

где q = 1,7305 кН/м²  1,48 м = 2,5611 кН/м.

Напряжение в растянутой обшивке

где 0,6 – коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления фанеры в растянутом стыке.

Расчет на устойчивость производится по формуле

При расстоянии между продольными ребрами в свету С₁ = 0,424 м и толщине фанеры t_ф = 0,008 м:

то в соответствии п.4.26 1

_ф =

Напряжение в сжатой обшивке:

.

Расчет на скалывание по клеевому слою фанерной обшивки (в пределах ширины продольных ребер) производится по формуле:

где

Приведенный статический момент верхней обшивки относительно нейтральной оси:

Расчетная ширина клеевого соединения

в_расч = 40,042 = 0,168 м

Таким образом, касательные напряжения в клеевом шве:

Проверка панели на жесткость

Относительный прогиб панели:

где Е_ф  I_пр – жесткость сечения;

где - предельный прогиб в панелях покрытия согласно табл. 16 1 и