Содержание

1. Задание на проектирование. 2

2. Выбор конструктивного решения. 4

3. Предварительный выбор сечения колонны 7

4. Расчет плиты покрытия. 8

4.1. Конструкция расчетной плиты. 8

4.2. Исходные данные для расчета. 8

4.3. Подсчет нагрузок на плиту. 9

4.4. Проверка плиты на прочность и жесткость. 12

4.4.1 Проверка верхней обшивки. 12

4.4.2. Проверка продольных (несущих) ребер. 13

5. Расчет фермы. 15

5.1. Исходные данные. 15

5.2. Определение геометрических размеров фермы. 15

5.3. Подсчет нагрузок на ферму. 17

5.4. Статический расчет. 19

5.5. Расчет элементов фермы. 20

5.5.1. Расчет панелей верхнего пояса БВ 20

5.5.2. Расчет нижнего пояса ДД и раскоса БД. 24

5.5.3. Расчет стоек АБ и ВД, нижнего пояса АД. 25

5.6. Расчет узловых соединений. 27

5.6.1. Расчет крайнего узла 1 верхнего пояса. 27

5.6.2. Расчет промежуточного узла 2 верхнего пояса. 32

5.6.3. Расчет промежуточного узла 5 нижнего пояса. 33

5.6.4. Расчет опорного узла 4. 38

5.6.5. Расчет конькового узла 3. 40

6 Библиографический список 43

1. Задание на проектирование.

1. Район строительства – г. Сызрань (снеговой район III, средняя скорость ветра зимой V=5м/с). Участок строительства не защищен от прямого воздействия ветра.

2. Условия эксплуатации конструкций ― здание неотапливаемое; относительная влажность φ = 90% (Температурно-влажностные условия эксплуатации ― 4, эксплуатационная влажность древесины – более 20%).

3. Пролет здания L = 25 м.

4. Высота здания от пола до низа несущих конструкций H = 7,2 м.

5. Шаг конструкций (поперечных рам) B = 5,1 м.

6. Конструкция ригеля ― трапециевидная металлодеревянная ферма с клееным верхним поясом.

7. Материал основных конструкций ―кедр Красноярского края.

2. Выбор конструктивного решения.

В качестве несущих конструкций покрытия принимаются трапециевидные металлодеревянные фермы с клееным верхним и металлическим нижним поясами.

По верхнему поясу укладываются асбестоцементные утепленные плиты покрытия с деревянным каркасом и соединениями на шурупах с номинальными размерами в плане: 14 плит 5,1х1,5м и четыре доборных 5,1х1,0м. По плитам укладываются рулонная кровля типа К-1,состоящая из трех слоев стеклоизола.

Фермы опираются на обвязочные балки таким образом, что ось симметрии (и соответственно ось передачи усилия сжатия) опорной стойки фермы совпадает с координационной осью колонны. Тем самым обеспечивается работа колонны на центральное сжатие. Привязка колонн к продольным осям здания нулевая. Крайний к торцам здания шаг колонн – 4,6м.

Пространственное крепление несущих конструкций покрытия обеспечиваются связями жесткости, соединяющими элементы трапециевидных ферм в общую неизменяемую связевую систему. Связевая система состоит из трапециевидных ферм Ф-1, расположенных поперек здания, продольных связей в виде сборных плит покрытия ПП (раскрепляют верхний пояс фермы, обеспечивая устойчивость его из плоскости и всей фермы в целом, воспринимают снеговую нагрузку и передают ее на элементы фермы), вертикальных продольных связей ВС и горизонтальных поперечных связей ГС (рисунок 1).

Связи 4 образуют связевые фермы и располагаются в плоскости верхнего пояса несущих ферм непосредственно у торцевых стен и в промежутках между ними не реже, чем через 30 м. В качестве поясов связевых ферм используются верхние пояса несущих ферм покрытия, а решётка выполняется из деревянных элементов сечением 100х100мм. Продольные вертикальные связи располагают в плоскости деревянных стоек трапециевидных ферм, соединяя их попарно. Вертикальные связи изготавливаются в виде ферм, решетка которых выполняются из досок сечением 50х150мм, а стойки – из брусьев 125х125мм. Связевая система воспринимает ветровые нагрузки, действующие вдоль здания. Горизонтальные нагрузки от ветра, действующие перпендикулярно стенам здания, воспринимаются колоннами и обвязочными брусьями ОБ.

Рисунок 1 – Схема покрытия и сечение колонн

3. Предварительный выбор сечения колонны

Предварительные размеры поперечного сечения колонн приняты по расчетам из условия достижения предельной гибкости по формулам:

– коэффициент, учитывающий условия закрепления концов колонны, значения которого принимаются по п.6.23 [1], расчетные схемы представлены на рисунке 1.

– высота колонн,

– расчетная длина колонны из плоскости изгиба.

Принимаем для изготовления колонн 18 досок шириной 175 мм и толщиной 26 мм (32 мм до острожки) из соответствующего сортамента пиломатериалов по ГОСТ 24454-80*. Учитывая последующую чистовую острожку боковых граней колонн устанавливается размеры их поперечного сечения h_к = 18х26 = 468мм и b_к = 175 – 15 =160 мм.