Министерство образования и науки, спорта и молодежи 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 конструкций производственного здания

с каркасом из древесины»

Макеевка, ДонНАСА, 2012

Министерство образования и науки, спорта и молодежи 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 конструкций производственного здания с каркасом из древесины»

Пример расчета

(для студентов специальности 6.092.101 «Промышленное и гражданское строительство»)

Утверждено

на заседании кафедры

«Металлические конструкции»

Протокол № ____ от ____

Макеевка, ДонНАСА, 2012

УДК: 624.011.1.04(083.75)

Методические указания по расчету конструкций производственного здания с каркасом из древесины (Пример расчета) для студентов специальностей 6.120.101 «Промышленное и гражданское строительство» / Сост.: Ягмур А.А., Назим Я.В., Бакаев С.Н. – Макеевка: ДонНАСА. – 2012. – 28с.

Составители: Ягмур А.А., доц.

Назим Я.В., доц.

Бакаев С.Н., доц.

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

Рецензент: Невгень Н.А., доц.

Клыков В.М., доц.

1. Исходные данные

Здание производственного назначения.

Температурный режим работы здания – отапливаемое.

Класс здания по степени ответственности – II.

Район строительства – город Мелитополь; городская местность.

Пролет здания – 18м, высота до низа несущих конструкций – 6м, шаг колонн – 6м, длина здания – 54м.

Средний период повторяемости Т = 50 лет.

Покрытие с рулонной кровлей по клеефанерным панелям и трапецеидальным фермам. Уклон кровли 10%.

Стеновое ограждение – клеефанерные трехслойные панели толщиной 0,21м. Расчетная нагрузка от стеновых панелей 0,346 кН/м²площади стены.

Стойки дощато-клееные постоянного по высоте сечения.

Материал – пиломатериалы хвойных пород (сосна, ель).

2. Расчет клеефанерной панели покрытия

Размеры панели (см. рис. 1, а) 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 100 кг/м³. Пароизоляция – из полиэтиленовой пленки толщиной 0,2 мм. Кровля – 3-х слойный рубероидный ковер.

Компоновка сечения панели.Ширина панели принимается равной ширине фанерного листа с учетом обрезкиb_п= 1480 мм.

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

Высота панели получается 183 мм, что составляет 183/5920 = 1/32 пролета и соответствует рекомендациям, согласно которым высота панели составляет (1/301/35)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 сосредоточенной нагрузки Р= 11,2 = 1,2 кН как балки шириной 1000 мм. Расстояние между ребрами в осяхмм

Изгибающий момент в обшивке:

кНсм.

Момент сопротивления обшивки шириной 1000 мм:

см³.

Напряжение от изгиба сосредоточенной силой:

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

Таблица 1 – Нагрузки на 1 м² клеефанерной панели

Нагрузка	Норма- тивная нагрузка, кН/м2	Коэффи- циент на- дежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, кН/м2
3-х слойный рубероидный ковер Фанера марки ФСФ 20,008м7 кН/м2 Продольные ребра с учетом брусков продольных стыков Поперечные ребра Утеплитель – минераловатные плиты Пароизоляция	0,12 0,112 0,118 0,01 0,073 0,02	1,3 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1	0,156 0,123 0,13 0,011 0,087 0,022
Постоянная	0,453	-	0,529
Временная (снеговая)	1,05	1	1,05
Полная	1,503	-	1,579

Расчетные характеристики материалов.Для семислойной фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ толщиной 8 мм по табл. 10 и 111определяются расчетное сопротивление растяжениюR_ф.с= 12 МПа; расчетное сопротивление скалываниюR_ф.ск= 0,8 МПа; модуль упругости Е = 9000МПа; расчетное сопротивление

Геометрические характеристики сечения панели. Приведенная ширина фанерных обшивокb_пр= 0,91,48 = 1,332м.

Геометрические характеристики поперечного сечения клеефанерной панели приводятся к фанерной обшивке. Приведенный момент инерции поперечного сечения панели:

Приведенный момент сопротивления:

Проверка панели на прочность. Максимальный изгибающий момент в середине пролета приq= 1,579 кН/м²1,48м = 2,337 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 фанерыt_ф= 0,008 м

, тогда

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 фанерной обшивки относительно нейтральной оси:

Расчетная ширина клеевого соединения:

b_расч= 40,042 = 0,168 м.

Таким образом, касательные напряжения в клеевом шве:

Проверка панели на жесткость.Относительный прогиб панели:

где 1/250 – предельный прогиб в панелях покрытия согласно табл. 16 1;