Содержание

Исходные данные Технико-экономическое обоснование выбранной конструкции сооружения Выбор типа ограждающих конструкций Расчет элементов теплой рулонной кровли Проектирование утепленной кровельной панели под рулонную кровлю Расчет дощатоклееной двускатной балки Статический расчет поперечной рамы Определение расчетной схемы рамы и предварительное назначение размеров ее сечений и геометрических параметров рамы Определение нормативных и расчетных нагрузок на раму Определение усилий в раме от расчетных нагрузок Конструктивный расчет стоек Расчет левой стойки Расчет правой стойки Расчет опорных узлов Расчет опорного узла левой стойки рамы Расчет опорного узла правой стойки рамы Список используемой литературы

2 3 4 4 9 13 17 17 17 18 21 21 22 24 24 26 28

Исходные данные (шифр 422)

Пролет l. м Высота рамы до карнизного узла H, мм Пролетная конструкция Кровля Шаг рам, м Порода древесины Длина здания, м Расчетная температура воздуха в отапливаемом помещении, ° С Относительная влажность воздуха φ, % Район строительства

15 6000 ДБ рулонная 6 кедр 48 16 85 IV, Уфа

Схема поперечника

Двускатная балка

1. Технико-экономическое обоснование выбранной конструкции сооружения

1.1. Определение основных размеров сооружения

Определим высоту второй стойки. Принимаем уклон балки 1:10. м По заданию имеем двускатную балку, следовательно уклон кровли будет переменным и отличаться от уклона самой балки. В соответствии с конструктивной схемой двускатной балки ее . Тогда: Определим углы наклона кровли: Для дальнейших расчетов необходим максимальный cos αна всем покрытии. Очевидно, чтоcos 2.848° = 0.999 ≈ 1 максимальный.

2. Выбор типа ограждающих конструкций

2.1. Расчет элементов теплой рулонной кровли построечного изготовления

Конструкция вентилируемой теплой совмещенной рулонной кровли

Эскизный расчет верхнего настила

По весу снегового покрова г. Уфа относится к 4-му району, для которого S₀ = 1.5кПа.

Нагрузки на рабочий настил собираем с полосы 1м при cos α ≈1, μ=cos 1,8 α ≈1,

кПа.

Принимаем ориентировочно массу кровли и верхнего настила кПа.

Поверхностные нагрузки на верхний настил равны:

- нормативная кПа;

- расчетная кПа,

где для снега , т.к..

Принимаем расстояние между поперечинами, на которые укладывается верхний настил – 1,05 м, так, чтобы между ними в свету было расстояние, равное размерам плит утеплителя (500х1000 мм).

Для досок верхнего настила принимаем древесину кедра 3-го сорта, для которой согласно п. 6.1.4.3 [1] расчетное сопротивление изгибу МПа.

Настилы кровли рассчитываем по двухпролетной неразрезной схеме с пролетами, равными расстоянию между прогонами, на два сочетания нагрузок.

1-е загружение (стадия эксплуатации): постоянная и временная от снега;

2-е загружение (стадия изготовления и монтажа): постоянная и временная монтажная от сосредоточенного груза 1 кН с коэффициентом перегрузки .

Расчетные схемы элементов настила

Определяем требуемую толщину верхнего настила. Из условия прочности на 1-е загружение:

мм;

Из условия прочности на 2-е загружение:

мм;

Из условия жесткости при 1-м загружении:

мм.

Принимаем для изготовления доски стандартной толщины 22 мм.

Поверочные расчеты верхнего настила

Изгибающий момент при 1-м загружении для полосы 1 м:

кН·м,

где уточненная постоянная нагрузка

кПа.

Момент сопротивления и момент инерции верхнего настила:

см³;

см⁴.

Напряжения изгиба при 1-м загружении:

МПа;

МПа < МПа, где

, где

, т.к. настил проектируем из кедра,

для 3-го КУЭ, т.к.φ= 85%.

МПа.

Изгибающий момент во 2-м загружении:

кН·м.

Напряжения изгиба при 2-м загружении при условии исключения клавишной работы досок, т.е. при подшивке бруска снизу посередине пролета:

МПа.

МПа < МПа, где

МПа, где

по п. 6.1.4.1[1],по т. 6.4[1].

Если отказаться от подшивки бруска снизу, то временную монтажную нагрузку надо прикладывать к отдельной доске. Примем доски шириной 150х22, тогда согласно п. 7.4.2.2 [1] на одну доску приходится P/2, т.е. изгибающий момент составит:

кН·м.

см³;

МПа;

МПа < МПа.

Прочность досок шириной 150 мм и толщиной 22 мм обеспечена и при возможной клавишной работе без распределительного бруска.

Проверим жесткость настила при нормативной нагрузке:

кПа;

;

, где

J– момент инерции сечения,см⁴,

Е– модуль упругости древесины,кПа.

Эскизный расчет нижнего настила

Принимаем шаг прогонов 1.25 м.

Поскольку нижний настил укладывается под углом 45° к прогонам, его пролет равен:

м.

Поверхностные нагрузки на нижний настил включают только постоянную нагрузку от собственного веса настила, пароизоляции и утеплителя.

Нормативное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций для г. Уфы принимаем (м² °С)/Вт.

Толщину утеплителя определяем по формуле:

, где

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции,Вт/(м² °С);

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий,Вт/(м² °С);

- коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя, Вт/(м °С).

Принимаем в качестве утеплителя плиты полужесткие минераловатные на битумном связующем со следующими характеристиками: кг/м³,Вт/(м °С).

см.

Посчитаем нагрузку:

- нормативная кПа;

- расчетная кПа.

Требуемая толщина нижнего настила:

мм.

Из условия прочности отдельных досок (при клавишной их работе) при 2-м загружении и из условия жесткости:

мм;

мм.

Принимаем стандартные доски толщиной 40 мм, что с учетом острожки с одной стороны даст мм, что большемм.

Поверочные расчеты нижнего настила

Проверку прочности досок нижнего настила выполним только для стадии изготовления. Рассмотрим отдельную доску нижнего настила 150х35 мм, для которой:

см³;

см⁴;

кН·м;

кН/м;

МПа;

МПа < МПа.

Прочность обеспечена. Проверим жесткость нижнего настила:

;

.

Окончательно принимаем для нижнего настила доски 150х40 в заготовке с последующей их острожкой с одной стороны до толщины 35 мм.

Сбор нагрузок на прогон

Вычислим поверхностные нагрузки от кровли.

Нагрузки от кровли, кПа

Наименование нагрузки	Нормативная величина нагрузки		Расчетная величина нагрузки
1. Постоянная а) трехслойный ГИ ковер б) верхний настил мм,кг/м3(0,022х5=0,11) в) поперечные ребра 40х250 с шагом 1,05 м (0,04х0,25х5/1,05=0,048) г) продольные ребра 50х50 с шагом 1,2 (0,05х0,05х5/1,2=0,01) д) утеплитель из минваты толщиной 200 мм и плотностью 100 кг/м3(0,2х1,0=0,2) е) пароизоляция ж) нижний настил мм,кг/м3(0,035х5=0,175) з) прогонов (ориентировочно) и) приборов освещения (5 кг/м2)	0,12 0,11 0,048 0,01 0,2 0,02 0,175 0,05 0,05	1,3 1,1 1,1 1,1 1,2 1,1 1,1 1,2 1,2	0,15 0,12 0,053 0,011 0,24 0,022 0,193 0,06 0,06
Итого: 2. Временная Снеговая для г. Уфы (4-й район) кПа	0,783 1,5	1,6	0,909 2,4
Итого полная:	2,283		3,309

Погонные нагрузки на прогон: ;

кН·м;

кН·м,

где 1.25 – шаг прогонов.

Изгибающий момент в середине разрезного прогона при пролете м:

кН·м.

Примем прогон из кедра 2-го сорта с МПа (табл. 6.5 [1]).

Требуемый момент сопротивления:

см³.

Задавшись соотношением сторон , вычислим требуемую высоту и ширину бруса:

см;

см.

С учетом острожки бруса с трех сторон, принимаем брус 250х225, что дает в чистоте прогон с сечением 245х215.

Поверочные расчеты разрезного прогона

Геометрические характеристики прогона:

см³;

см⁴.

Распределенная нагрузка от массы прогона:

кПа.

Полные нагрузки на прогон составляют:

кПа;

кН/м;

кПа;

кН/м.

Изгибающий момент и напряжения в 1-м загружении:

кН·м;

МПа;

МПа < МПа,

поэтому проверку на 2-е загружение можно не делать.

Проверка жесткости прогона:

;

.

Жесткость прогона достаточна.

Приведенный расход древесины на 1 м²для запроектированного кровельного настила вычисляем по формуле:

;

см/м².