Министерство образования и науки РФ

Саратовский государственный технический университет

Кафедра: Промышленное и гражданское строительство Курсовая работа

по дисциплине « Конструкции из дерева и пластмасс »

на тему: «Проектирование основных конструкций

деревянного каркаса одноэтажного

промышленного здания»

(пояснительная записка)

Выполнила:

ст. гр. ПГС-52

Ольховская Т.А.

Проверил: Муртазин М.Р.

Саратов 2005

Содержание

Введение Исходные данные		3 4
1	Конструирование и расчет клеефанерной плиты покрытия	5
2	Конструирование и расчет дощатоклееной армированной балки с параллельными поясами	10
3	Конструирование и расчет дощатоклееной колонны прямоугольного сечения	14
4	Расчет узла защемления колонны в фундаменте Список использованных источников	19 22
	Приложение	23

Введение

Выполнение курсового проекта «Каркас одноэтажного промышленного здания» по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс» направлено на усвоение знаний, полученных при изучении теоретической части этой дисциплины и на выработку практических навыков расчета и проектирования деревянных конструкций.

В курсовом проекте рассматриваются особенности размещения конструктивных элементов каркаса в плане и по высоте, схемы связей по балкам и колоннам, компоновка поперечной рамы, правила определения величин и характера действующих на каркас различных нагрузок – постоянных, временных, а также особенности расчета основных конструкций поперечной рамы одноэтажного промышленного здания.

Расчет деревянных конструкций производится по методу предельных состояний в соответствии с положениями СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» и согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

Исходные данные

1. Пролет – 18 м;

2. Шаг несущих конструкций – 4 м;

3. Длина здания – 48 м;

4. Высота колонны – 9 м;

5. Район строительства – г. Вологда

6. Ограждающие конструкции – клеефанерные панели;

7. Балка покрытия – клеедеревянная с параллельными поясами двутаврового сечения;

8. Колонна – клееная прямоугольного сечения армированная металлом.

1. Конструирование и расчет клеефанерной плиты покрытия

Принимаем номинальные размеры плиты 1,5х4 м. В продольном направлении длину плиты принимаем 3980 мм. Каркас плиты выполняем из сосновых досок 2-го сорта с расчетным сопротивлением скалыванию вдоль волокон при изгибе R_ск=1,6 МПа.

Обшивки плит принимаем из березовой фанеры марки ФСФ толщиной 10 мм. Приняв ширину листов фанеры 1525 мм, с учетом обрезки кромок, ширину плиты принимаем 1490 мм, а поверху 1460 мм, что обеспечивает необходимый зазор между плитами. Расчётные характеристики фанеры принимаем по таблице 10/(3): R_фс=12 МПа; R_фш=6,5 МПа; R_фр=14 МПа; R_ск=0,8 МПа. Высоту ребра каркаса принимаем h=l/35=400/35=12 см. С учётом сортамента досок и их острожки высоту рёбер принимаем 17 см. Сечение 170x44 мм и 170х25. Общее число продольных ребер – 4, что обеспечивает расстояние в свету между ребрами менее 50 см. Торцевые и поперечные ребра принимаем высотой 170 мм и толщиной 30 и 25 мм. Количество поперечных рёбер 4. Расстояние в свету между поперечными ребрами 1,326 м, менее 1,5 м.

В качестве утеплителя принимаем минераловатные плиты. Толщину утеплителя назначаем по средней суточной температуре воздуха в январе.

Средние суточные температуры наружного воздуха в зимнее время года определяем по формуле:

,

где t₁ – многолетняя средняя месячная температура воздуха в январе, принимаемая по карте 5 [2], равна -10 °С (для Вологды);

Δ₁ – отклонение средней температуры воздуха наиболее холодных суток от средней месячной температуры, принимается по карте 7 обязательного приложения [2], равно 15 °С (для Вологды).

По справочным данным принимаем толщину утеплителя, равную 100 мм.

Пароизоляция из полиэтиленовой пленки толщиной 0,2 мм. Для удержания утеплителя в проектном положении принимаем решетку из брусков 25х25мм, которые крепятся гвоздями к ребрам.

Сбор нагрузок на плиту покрытия. Табл.1

Вид нагрузки	qн, кН/м2	f	q, кН/м2
1. Постоянная
- вес кровли	0,15	1,3	0,195
- вес ребер, ρ=500 кг/м3	0,076+0,017=0,093	1,1	0,102
- вес обшивок, ρ=700 кг/м3, t=8 мм	0,11	1,1	0,121
- вес утеплителя t=100мм, ρ=200 кг/м3	0,165	1,2	0,198
Итого постоянная нагрузка:	0,52		0,62
2. Временная
- снеговая (III район)	1,29	1,4	1,8
Итого полная нагрузка:	1,81		2,42

Определение расчетных усилий

Так как отношение длины плиты к ее ширине более 2 (6/1,5=4), то плита рассчитывается как однопролетная балка (рис.1).

Рис.1

Определим значения погонной нагрузки:

.

Расчетная длина плиты

а – длина площади опирания плиты на несущую конструкцию, принятая равной 40 мм.

Максимальные значения расчетных усилий:

- изгибающий момент

- поперечная сила

Определение геометрических характеристик сечения.

Небольшим наклоном плиты из-за уклона верхнего пояса балки пренебрегаем в запас прочности. Коробчатое сечение клеефанерных плит покрытия заменяем для упрощения расчетов на двутавровое (рис.2). Так как l>6×c (3.98>6×0.44=2.64), то для учёта неравномерности распределения нормальных напряжений по ширине плиты уменьшаем расчётную ширину фанерной обшивки путём введения в расстояние между рёбрами коэффициент 0,9. При этом ширина плиты:

Рис.2

Материалы, входящие в поперечное сечение плиты, приводим к фанере обшивки. Для вычисления коэффициента приведения модули упругости древесины и фанеры принимаем по п. 3.5. 1: Е_др=10000 МПа, Е_ф=9000 МПа.

Определяем приведенный момент инерции:

Приведенный момент сопротивления:

W_np=(2I_np)/h_n=(213320)/19=1402см³

Выполним проверку условий прочности:

1. Проверка верхней обшивки на сжатие с учетом устойчивости при общем изгибе плиты

При расстоянии между ребрами в свету с=43,4 см и толщине фанеры _ф=1 см имеем отношение:

2. Проверка верхней обшивки на местный изгиб между продольными ребрами от сосредоточенного груза.

Предполагается, что в процессе монтажа и эксплуатации на плиту может выходить рабочий, вес которого с инструментом принимают 1 кН с коэффициентом надежности 1,2. при этом считается, что действие этой нагрузки распределяется на полосу шириной 100 см. В качестве расчетной схемы принимают балку с обоими защемленными концами (рис.3). Тогда максимальный изгибающий момент:

М^’=(Рс1,2)/4=143,41,2/4=13.02 кНсм.

Момент сопротивления сечения обшивки с расчетной шириной 100 см:

Рис.3

W_ф=100_ф²/6=1001²/6=16,7 см³

3. Проверка нижней обшивки на растяжение при общем изгибе плиты.

4. Проверка клеевого шва между шпонами фанеры на скалывание.

Статический момент обшивки относительно нейтральной оси:

S_ф=b_рас_фz= 14419=1296 см³

5. Проверка продольных ребер на скалывание.

Статический момент половины сечения, приведенный к древесине относительно нейтральной оси сечения плиты:

Момент инерции сечения, приведенный к древесине:

6.Относительный прогиб плиты от нормативной нагрузки.

Можно сделать вывод, что запроектированная клеефанерная плита покрытия имеет прогиб от нормативных нагрузок, не превосходящий предельно допустимого, и её несущая способность по отношению к расчётным нагрузкам имеет дополнительные запасы несущей способности.

2. Конструирование и расчет дощатоклееной балки с параллельными поясами

Балку проектируем двутаврового сечения.

Высоту сечения балки в середине пролета определяем из условия:

h_тр=(1/12)L=(1/12)·18000=1500 мм

Принимаем номинальную толщину досок 40 мм, с учетом обработки их фактическая толщина составит 40-2*3,5=33 мм.

Размеры сечений двутавровых балок должны удовлетворять следующим условиям:

• высота поясов . Принимаем h_п=264 мм (8х33 мм). Тогда высота стенки: h_cт=1500-2*264=972 мм.

• ширина стенки: , принимаем b_ст=165 мм;

• ширина поясов: , принимаем b_п=264 мм.

Рис.4

По длине доски соединяем зубчатым шипом. Балку изготавливаем из древесины 3-х сортов.