Курсовой проект по деревянным конструкциям

                                                ,                                                     (1.2.3)

                                               ,                                                 (1.2.4)

                                    ,                                     (1.2.5)

          ,                      (1.2.6)

где δ_в – толщина верхней обшивки, м;

      δ_н – толщина нижней обшивки, м;

      с_вн – расстояние от середины верхней обшивки до оси Н, м;

      с_нн – расстояние от середины нижней обшивки до оси Н, м;

      n – количество продольных ребер, шт;

      I_р – момент сопротивления ребра, м⁴;

   F_p – площадь ребра, м²;

      h₀ – расстояние между центрами обшивок, см;

      Е_р, Е_об – соответственно модуль упругости ребер и обшивок.

   При определении геометрических характеристик  поперечных ребер нет, т. к. они приняты  конструктивно.

     

1.2.2 Проверки  в соответствии с методом предельных  состояний:

       1) Проверяем нижнюю растянутую обшивку:

                                                                                            (1.2.7)

       где - коэффициент, учитывающий ответственность здания, = 0,9.

        ,

       

        кН/м²

                                            ,                                     (1.2.8)

       где R_пр.пр = 6·10⁴ кН/м²;

             к₀ = 0,6;

             m = 0,75;

             к_gc – для сжатия = 0,28,

                     для изгиба = 0,22,

                     для среза = 0,34,

                     для растяжения = 0,42.

       R = 6 ·10⁴ · 0,6 · 0,75 · 0,42/0,95 = 11936,8 кН/м²

       96,61 кН/м² ≤ 11936,8 кН/м²

2. Проверяем верхнюю сжатую обшивку:

          а) на местный изгиб:

                                           

                                           (1.2.9)

             ,

            

            кН/м²

            Расчетное сопротивление определяем по формуле (1.2.8):

                  R = 6 ·10⁴ · 0,6 · 0,75 · 0,22/0,95 = 6252,6 кН/м²

            179,98 кН/м² ≤ 6252,6 кН/м² 

          б) на устойчивость:

                                            

                                    (1.2.10)

             где φ_ст – коэффициент устойчивости обшивки зависит от:

                            , то      

                            , то   

             Т. к.  , то

             

              кН/м²

              Расчетное сопротивление определяем  по формуле (1.2.8):

         R = 6·10⁴ · 0,6 · 0,75 · 0,28/0,95 = 7957,9 кН/м²

             3000 кН/м² ≤ 7957,9 кН/м² 

3) Проверяем ширину сечения продольных ребер на касательные напряжения:

                                                                                       (1.2.11)

    кН

    см

     кН/м²

     Расчетное сопротивление определяем  по формуле (1.2.8):

     R = 6 ·10⁴ · 0,6 · 0,75 · 0,34/0,95 = 7247,37кН/м²

    80,252 кН/м² ≤ 7247,37кН/м² 

4. Проверка  по деформациям плиты:

                                                                                          (1.2.12)

м

м

0,014 м ≤ 0,0168 м 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕСУЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЯ    

      (КЛЕЕДОЩАТОЙ БАЛКИ)

    Клеедощатые балки применяются в качестве основных несущих конструкций покрытия и перекрытий общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий пролетами 6-30 м. Форма клеедощатых балок  по длине может быть прямоугольной, односкатной, двускатной и ломаной. В данном курсовом проекте рассчитывают односкатную балку пролетом 15 м, имеющую постоянную по длине высоту. Высота  сечения балок h определяется расчетом и находится в пределах 1/10 – 1/17 пролета. При пролетах  l ≤ 18 м ширину сечения принимают не более 12 см. Это позволяет изготовлять их из цельных по ширине досок.

    По  длине все доски клеедощатых  балок стыкуются зубчатым соединением. Стыки должны располагаться на расстоянии не менее 30 см по длине и вразбежку – в соседних слоях.

    Синтетические клеи для склеивания древесины назначаются  в соответствии с табл. 2 [2] в зависимости  от температурно-влажностных  условий  эксплуатации клееных конструкций (табл. 1 [2]). В настоящее время наибольшее распространение получили резорциновые и фенолоно-резорциновые клеи (ФР-12, ТУ 6-05-1748-75; ФРФ-50, ТУ 6-05-281-14-77).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Рис 2.1 Эскиз балки 
 

      2.1 Сбор нагрузок, действующих на  клеедощатую балку

      При определении нагрузки на балку ввиду  малого уклона считаем, что вес на 1 м² горизонтальной проекции покрытия равен весу, приходящемуся на 1 м² поверхности покрытия.

      Таблица 2.1

      Нагрузки  на 1 м² горизонтальной проекции покрытия

 

Собственный вес балки определяется по формуле:

                                                                                                       (2.1.1)

   где  м – расчетный пролет;

         к_с.в. = 6 – коэффициент, учитывающий собственный вес балки, по табл. 1.1 [1].

 кН/м²

Т. к. , то согласно п 5.7 [3] для снеговой нагрузки γ_n = 1,6.

Нагрузка  на 1 м длины балки:

      а) нормативная:

          q_н = 1,145· 4,2 = 4,81 кН/м²

      б) расчетная:

          q = 1,631· 4,2 = 6,851 кН/м²

      2.2 Определение геометрических размеров балки

 1) Конструкция балки:

    Односкатная клеедощатая балка с уклоном  верхней грани I = 0,04изготовлена из сосновых досок 2 сорта размером 150×40 мм. Доска после фрезерования будет иметь размер 140×33 мм.

    Высота  балки была принята ранее в  п. 1.1.7.

    Корректируем  полученные размеры:

h_тр = 31 · 3,3 = 102,3 см

h_оп = h-0,5 · l · I = 99-0,5 · 1500 · 0,04 = 69 см, следовательно h_оп = 21·3,3 = 69,3 см.

      Проверка принятого  сечения:

    Сечение с максимальными нормальными  напряжениями находится на расстоянии х от опор:

   м.

    Изгибающий  момент в этом сечении:

   кН/м = 15544,3 кН/см

    Высота  балки в сечении х = 4,41 м:

   h_х = h_оп + х · I = 0,693 + 4,41 · 0,04 = 0,821 м

    Момент  сопротивления:

   см³

    Максимальное  напряжение:

   кН/см² = 9,895 МПа ≤ R_и · m_σ · m_сл · m_а/γ_n = 15 · 0,8 · 1 · 0,9/0,95 = 11,4 МПа,

       где m_а = 0,9 – для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением, п. 3.2 [2].

2) Проверяем прочность по максимальным касательным напряжениям.

    Момент  инерции в опорном сечении:

          см⁴

    Статический момент:

          см³

    Максимальная  поперечная сила:

          кН

    Касательные напряжения в опорном сечении:

     кН/см² = 0,78 МПа ≤ R_ск · m_сл · m_а/γ_n = 1,5 ·   

    · 1 · 0,9/0,95 = 1,42 МПа.

3) Проверка устойчивости плоской формы деформирования по формуле:

                                            ,                                                          (2.2.1)