|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
По дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс»Стр 1 из 4Следующая ⇒
Курсовой проект По дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс» «Расчет и конструирование основных несущих элементов здания из дерева и пластмасс»
Выполнила: Матова Л.А. Шифр- 11сб 019 Проверил: Филисюк В.Г.
1. Исходные данные: 3 2. Расчет двойного досчатого настила. 3 3. Расчет прогона. 6 3.1. Конструирование гвоздевого стыка. 9 4. Конструирование арки. 10 4.1. Определение геометрических размеров. 10 Геометрические величины оси левой полуарки. 12 4.2. Статический расчет. 12 4.2.1. От распределенной по треугольнику нагрузке на полупролете слева р=712.8кг/м.. 14 4.2.2. От распределенной по треугольнику нагрузке на полупролете справа. 16 4.2.3. Расчетные сочетания. 18 4.2.4. Усилия в сечениях арки.. 19 4.3. Конструктивный расчет арки.. 20 4.3.1. Подбор сечения арки. 20 4.4. Проверка нормальных напряжений при сжатии с изгибом. 21 4.4.1. Проверка скалывающих напряжений: 21 4.1. Проверка устойчивости плоской формы деформирования. 22 4.2. Расчет узлов арки. 23 4.2.1. Опорный узел. 23 4.2.2. Определение числа болтов крепления конца полуарки к фасонкам. 23 4.2.3. Коньковый узел. 24 5. Литература: 26
Исходные данные: Вариант 19 Ширина здания 15 м. Высота здания 8 м Шаг несущих конструкций 4.4 м. Город. Екатеринбург
Расчет двойного дощатого настила Сбор нагрузок. Расчетное значение веса снегового покрова на 1(м2) горизонтальной поверхности земли, принимаемое равным, в зависимости от снегового района Российской Федерации, 180 (кгс/м2), ( 3-й снеговой ) Ограждающая часть покрытия выполнена из прогонов расположенных с шагом 1.4 м, по которым уложена кровля
Расчет двойного дощатого настила
Сбор нагрузок. Исходя из конструкции кровли проведем сбор нагрузок действующих на рабочий настил.
Защитный слой – сплошной Рабочий слой – разреженный (величина зазора равна ширине досок настила) Снеговая нагрузка определяется согласно СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» (Таблица 4*, Карта №1): qp = 180 кг/м2, qн= 180·0.7=126 кг/м2
Определение расчетных усилий и геометрических характеристик сечения. Шаг прогонов 1.4 м принимаем исходя из существующих рекомендаций: [0.75÷ 1.5] м Расчет ведем на нормальную составляющую нагрузки при наихудшем угле α = 20 0.
Согласно п. 6.14 [1] настил рабочий рассчитывается на следующие два сочетания нагрузок: а) постоянная + временная от снега (расчет на прочность и прогиб). б) постоянная + временная монтажная (расчет только на прочность).
Для варианта а (рис. 2) расчетное значение нормальной составляющей для полосы 1м условно вырезанной вдоль ската.
Для варианта б Расчетное значение нормальной составляющей для полосы 1м условно вырезанной вдоль ската:
Необходимо учесть действие монтажной сосредоточенной нагрузки (вес одного человека с инструментом).
Рмонт=100 кг, γ f =1, 2 Рр=100х1, 2=120 кг Так как Ма > Мв – ведем расчет для Ммах = 47.29 кг*м ( из варианта а).
Для проверки прогиба: величина нормативной нагрузки
Определим геометрические характеристики сечения рабочего настила полосой шириной 1 м толщиной 2, 5см.
где b=100*0, 5, где коэффициент 0, 5 учитывает перераспределение нагрузки на полосе шириной 1 м. Рис. 4 Проверка прогиба.
Для двухпролетной балочной схемы величина относительного прогиба определяется по формуле.
где
Предельное значение прогиба для настилов взято по СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» (Таблица 16). Вывод: условие по прогибу выполняется
Расчет прогона
Нагрузка на прогон.
Расчетная схема прогона - разрезной однопролетный прогон (брус), длинной, равной 4.4 м. Угол наклона прогона пронимаем наихудший 45 град.
Расчет на прочность. Так как Нормальная составляющая к скату:
Где: cos(45)=0.707 Скатная составляющая (вдоль ската кровли):
Где: sin(45)=0.707 Расчетное значение нагрузок:
Нормативное значение нагрузок:
Проверку прочности (I группа предельных состояний) осуществляем согласно п.4.9 [1] формула 17.
где: М- максимальный изгибающий момент
Определяем геометрические характеристики сечения прогона Принимаем сечение Прогона
 
W-момент сопротивления сечения прогона
Проверка прочности и жесткости прогонов
Расчет на прочность элементов цельного сечения при косом изгибе проводим согласно п. 4.12 [1] формула 20.
Rи – расчётное сопротивление древесины, принимаемое по [ I, табл. 3].
γ n = 0, 95 – коэффициент надежности по ответственности СНиП «Нагрузки и воздействия» (Приложение 7*). Проверку прогиба (II группа предельных состояний ) при косом изгибе выполняем по формуле (для равнопрогибной схемы работы прогона):
Расчёт прогонов на прогиб при косом изгибе производят по формуле
где
где:
Проверка прогиба прогона заключается в определение прогиба и сравнение его с допустимым прогибом [ В данном случае п. 3 –прогоны пролет -1/200 Конструирование арки.
Конструктивное решение: трехшарнирная клеедеревянная арка кругового очертания постоянного прямоугольного сечения без затяжки. Пролет - 15м. Высота - 8 м. Материал –древесина 2 и 3-го сорта. Шаг арок – 4.4 м. Район строительства- г. Екатеринбург. Тепловой режим – холодный.
Сбор нагрузок. Где: собственный вес арки: где gн – нормативная нагрузка от покрытия, кровли и утеплителя; рн – нормативная снеговая нагрузка; ксв – коэффициент собственного веса (для арок принимается равным 4-5)
Табличный сбор нагрузок без учета криволинейности элемента.
Расчетная нагрузка с учетом разницы между длиной дуги арки и ее проекцией (S/l).
Постоянная g=(4.9+13.2+6.9+16+18+16.5)·(23.8/15)=119.79кг/м2
Временная р=с*р*m2=0.4·180·2.25=162кг/м2 где с=l/(8f) – коэффициент снегозадержания для криволинейных покрытий. Расчетная нагрузка на 1 п.м. арки: Постоянная g=(119.79+12.76)·4.4=583.22кг/м Временная р=162·4.4=712.8кг/м Ветровая нагрузка не учитывается, т.к. разгружает конструкцию.
Вычисления усилий приводятся только в основных расчетных сечениях. Полупролет арки делится на равные части, образующих сечения от x=0 до x=7.5м. Согласно прил.3 п.2 [2] определяем координаты (х, у) дополнительного сечения арки, соответствующее φ =50 Координаты сечений, углы наклона касательных к оси полуарки в этих сечениях определяются по формулам:
где Д=r-f j=arcsin((l/2-x)/r).
х=(15/2-(SIN(50))*7.516)=1.742 y=7.516² -(15/2-1.742)² )^0.5)-7.516+8=5.315
Геометрические величины оси левой полуарки. Арку делим на 8 частей
Вычисляем координаты Y
Углы наклона оси арки j=arcsin((l/2-x)/r).
Статический расчет. Сочетания нагрузок
1. Постоянная + снег на правом пролете (по треугольно распределенной форме) 2. Постоянная + снег справо (по распределенной форме) 3. Постоянная + снег на всем пролете (по распределенной форме)
а) от равномерно распределенной нагрузки по всему пролету (постоянной):
Расчетная схема приложения нагрузок
Определяем опорные реакции:
VА=VВ=ql/2= 583.2·15/2=4374 т Н=ql2/8f= (583.2·15^2)/(8·8)=2050.31т Определяем усилия по формулам:
Определяем усилия: Мх=Mб- Hy =VА=Бx-qx2/2-Hy; -Момент в арке кг*м
Определяем балочный момент Mб0=4374*0-(583.2*0² )/2=0т*м Mб0'=4374*1.742-(583.2*1.742² )/2=6734.63т*м Mб1=4374*1.875-(583.2*1.875² )/2=7176.09т*м Mб2=4374*3.75-(583.2*3.75² )/2=12301.88т*м Mб3=4374*5.625-(583.2*5.625² )/2=15377.34т*м Mб4=4374*7.5-(583.2*7.5² )/2=16402.5т*м Определяем момент в арке M0=0–2050.313·0=0т*м M0'=6734.629–2050.313·5.3147=-4162.17т*м M1=7176.094–2050.313·5.4689=-4036.86т*м M2=12301.875–2050.313·6.9977=-2045.6т*м M3=15377.344–2050.313·7.7624=-538.01т*м M4=16402.5–2050.313·8=0т*м Qx=(VA=Б-qx)cosj-Hsinj; Nx=(VA=Б-qx)sinj+Hcosj; - сжимающая сила в арке кг
б) От распределенной по треугольнику нагрузке на полупролете слева
4.2.1. От распределенной по треугольнику нагрузке на полупролете слева р=712.8кг/м Снеговая нагрузка прикладывается согласно п.2. прил.3 СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия
(Здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями)
Расчетная схема приложения нагрузок
p= 712.8 кг/м VА= 712.8·5.76·0.5·(2·5.76/3+15/2)/15=1551.97 кг VВ= 712.8·5.76·0.5·((1/3)·5.76+1.74)/15=500.9 кг Н= (–712.8·5.76·0.5·(2/3)·5.76+1551.965·15/2)/8=469.59кг
На участке 0≤ х≥ l/2: На участке l/2≤ х≥ l:
Мх= VАx-px2/2+px3/(3l’)-Hy; Мх= VБ (l’-x) -Hy; Qx=(VA-px+px2/l’)cosj-Hsinj; Qx=-VБcosj+Hsinj Nx=(VA-px+px2/l’)sinj+Hcosj; Nx=-VБsinj-Hcosj;
Определяем усилия: Мх=Mб- Hy =VА=Бx-qx2/2-Hy; -Момент в арке кг*м Определяем балочный момент в арке по формуле
при определении усилий Мх Qx Nx значения координаты (y) в сечениях принимаем согласно табл.2, значения координаты х =хn –1.74 где хn –координата х в n сечении. Mb0=1551.965·0=0 Mb0'=1551.965*1.742-(712.553*(1.742-1.74)² )/2-((712.8-712.553)*(1.742-1.74)² )*(2/6)=2703.5т*м Mb1=1551.965*1.875-(696.094*(1.875-1.74)² )/2-((712.8-696.094)*(1.875-1.74)² )*(2/6)=2903.5т*м Mb2=1551.965*3.75-(464.063*(3.75-1.74)² )/2-((712.8-464.063)*(3.75-1.74)² )*(2/6)=4547.5т*м Mb3=1551.965*5.625-(232.031*(5.625-1.74)² )/2-((712.8-232.031)*(5.625-1.74)² )*(2/6)=4560т*м Mb4=500.899·(15–7.5)=3756.74т*м Mb5=500.899·(15–9.375)=2817.56т*м Mb6=500.899·(15–11.25)=1878.37т*м Mb7=500.899·(15–13.125)=939.19т*м Mb8=500.899·(15–15)=0т*м Определяем момент в арке M0=0–469.592·0=0т*м M1=2903.49–469.592·5.469=335.29т*м M2=4547.46–469.592·6.998=1261.26т*м M3=4559.97–469.592·7.762=915т*м M4=3756.74–469.592·8=0т*м M5=2817.56–469.592·7.762=-827.41т*м M6=1878.37–469.592·6.998=-1407.83т*м M7=939.19–469.592·5.469=-1629.01т*м M8=0–469.592·0=0т*м
Расчетные сочетания
Усилия в сечениях арки
Конструктивный расчет арки Подбор сечения арки. Mмакс=5785.5 кг*м Nсоотв= 4575.9 кг Оптимальная высота поперечного сечения арки находится: hопт=(1/30-1/40)l=(0.5- 0.375) м.
Требуемая высота сечения арки находится из условия устойчивости в плоскости кривизны: l= где l=120 – предельная гибкость, принимаемая по[1]табл.14; l0=0, 58S = 23.8·0.58=13.8м- расчетная длина элемента; i =0.29h - радиус сечения элемента. Отсюда hтр = Ширину сечения арки принимаем b= 150мм. по сортаменту пиломатериалов, рекомендуемых для клееных конструкций. [5] прил. 1
Толщину досок принимаем, а= 2.5 см, а после острожки с двух сторон, а= 2.1 см. Поперечное сечение принимаем прямоугольным, постоянной высоты и ширины. Компонуем из 21 досок сечением 15х 2.1 см, тогда высота сечения h= 21x2.1=441 см. Принятое сечение b x h= 15x 44.1 см.
 
Древесина принята 2 сорта, для которой Rс=Rи=130кг/см2, Rск=15кг/см2, Rсм=30кг/см2,
С учетом коэффициентов m п = 1.2, m б = 1 ( при высоте h< 50см ), m сл = 1.05 (при и m гн = 1 ( r/a=7.516·100/2.1=357.9) величина расчетного сопротивления будет равна
Для принятого сечения имеем
Расчет узлов арки. Опорный узел. Опорный узел решается с помощью стального башмака из опорного листа и двусторонних фасонок с отверстиями для болтов. Он крепится к поверхности опоры нормальной к оси полуарки. Расчет узла производится на действие максимальных продольной N= 6607 кг и поперечной Q=2131.6 кг. Коньковый узел. Узел выполнен лобовым упором полуарок одну в другую с перекрытием стыка двумя деревянными накладками сечением 300х 10 см. Накладки в коньковом узле рассчитывают на поперечную силу при не симметричном загружении арки Q= 500.9 кг. Накладки работают на поперечный изгиб. Изгибающий момент накладки.
Ми = Qe1/2= 500.9·18/2=4508.1кг*см где е1=S1=18см – расстояние между стальными нагелями d= 1.2 см. S1≥ 7d=7·1.2=8.4 поскольку стык работает на растяжение, нагели располагаем в два ряда,
S2≥ 3, 5d=3.5·1.2=4.2 принимаем 8 см. S3≥ 3d=3·1.2=3.6 принимаем 7 см. Курсовой проект по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс» «Расчет и конструирование основных несущих элементов здания из дерева и пластмасс»
Выполнила: Матова Л.А. Шифр- 11сб 019 Проверил: Филисюк В.Г.
1. Исходные данные: 3 2. Расчет двойного досчатого настила. 3 3. Расчет прогона. 6 3.1. Конструирование гвоздевого стыка. 9 4. Конструирование арки. 10 4.1. Определение геометрических размеров. 10 Геометрические величины оси левой полуарки. 12 4.2. Статический расчет. 12 4.2.1. От распределенной по треугольнику нагрузке на полупролете слева р=712.8кг/м.. 14 4.2.2. От распределенной по треугольнику нагрузке на полупролете справа. 16 4.2.3. Расчетные сочетания. 18 4.2.4. Усилия в сечениях арки.. 19 4.3. Конструктивный расчет арки.. 20 4.3.1. Подбор сечения арки. 20 4.4. Проверка нормальных напряжений при сжатии с изгибом. 21 4.4.1. Проверка скалывающих напряжений: 21 4.1. Проверка устойчивости плоской формы деформирования. 22 4.2. Расчет узлов арки. 23 4.2.1. Опорный узел. 23 4.2.2. Определение числа болтов крепления конца полуарки к фасонкам. 23 4.2.3. Коньковый узел. 24 5. Литература: 26
Исходные данные: Вариант 19 Ширина здания 15 м. Высота здания 8 м Шаг несущих конструкций 4.4 м. Город. Екатеринбург
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-19; Просмотров: 269; Нарушение авторского права страницы
(25.4+180)*COS(20)=193.01 кг/см2
(193.013*1.4² )/8=47.29 кг*м
25.4*COS(20)=23.87кг/м2
0.07·23.87·1.4^2+0.21·120·1.4=38.55кг*м
0.94
(23.3+126)·0.94=140.34кг/м
(50*2.1² )/6=36.75см3
(50*2.1³ )/12=38.588см4
, 
[п 3, 5(1)]
1.403 кг/см
(2.16*1.403*(1.4³ )*10⁶ )/(384*(10⁵ )*38.588)=1/178.2< 1/150
то сечение прогона рассчитывается на косой изгиб.
255.5·1.4·0.707=252.89кг/м
255.5·1.4·0.707=252.89кг/м
193.5·1.4·0.707=191.53кг/м
193.5·1.4·0.707=191.53кг/м
(252.89*4.4² )/8=611.99кг*м
(252.89*4.4² )/8=611.99кг*м
(15*22.5² )/6=1265.63см3
(22.5*15² )/6=843.75см3
611.99·100/1265.63+611.99·100/843.75=120.89кг/см2< 130=130кг/см2
, (16)
и 
- составляющие прогиба в направлении, перпендикулярном к плоскости ската покрытия, и в плоскости ската покрытия; 
- предельный прогиб, принимаемый 
[1, табл. 16].
(2.5*(1.9153)*(440)³ )/(384*(10⁵ )*14238.28)=1/1340.5
(2.5*(1.9153)*(440)³ )/(384*(10⁵ )*14238.28)=1/1340.5
((1/1340.5)² +1/1340.5² )^0.5=1/947.9< [f/l]=1/200
, 
15*22.5³ /12=14238.28 см4
22.5*15³ /12=6328.13см4
] который определяется согласно табл.16. (СНиП II-25-80 Деревянные конструкции” в зависимости от типа конструкции.
=(67.5+126)/(1000/(4·15))=11.61кг/м2
.
- поперечная сила в арке кг
, 
(13.8/120)/0.29=0.4
2.1см.)
130·1.2·1·1.05·1=163.8 кг/см2
15·44.1=661.5см2
(15·44.1^2)/6=4862.03см3
0.58·23.8/(0.289·44.1/100)=108.31