Курсовой проект по деревянным конструкциям

    Связями являются плиты покрытия шириной  l_p = 1,2м.

    Коэффициент φ_м находим по формуле: 
                                                ,                                                         (2.2.2)

    Для этого определяем моменты:

       а) в сечении х₁ = 4,41+1,2 = 5,61 м:

           кН·м

       б) в сечении х₂ = 4,41-1,2 = 3,21 м:

           кН·м

    По  табл. 2 прил. 4 [2] определяем:

         

            К_ф = 1,75 - 0,75·a = 1,75 - 0,75 · 0,723 = 1,21

    Поскольку балка не имеет закреплений из плоскости по растянутой кромке, согласно п. 4.14 [2] коэффициент φ_м следует умножать на дополнительный коэффициент к_жм, определяемый по табл. 2 прил. 4 [2]:

    

    Тогда коэффициент:

    

4) Проверяем устойчивость:

    кН/см² = 3,79 МПа ≤ R_и· m_σ · m_сл · m_а/γ_n =  11,4 МПа

5) Проверяем  жесткость балки по формуле:

                                                ,                                                   (2.2.3)

      Момент  инерции в середине балки:

    см⁴

     см

     где      

      Коэффициент с определяем по  табл. 3 прил. 4 [2]:

    

      Полный прогиб балки:

    см

    Предельный  прогиб для l = 15 м по табл. 2.2 с учетом интерполяции:

    см,

   т.е. f = 3,527 см ≤ f_u = 6,608 см, следовательно балка запроектирована верно. 

6) Расчет опорного узла:

     Определяем ширину опоры:

                                                                                                               (2.2.4)

          где R_см = 0,3 кН/см² = 3 Мпа – расчетное сопротивление смятию поперек волокон в опорных частях конструкции, табл.3 [2].

      Принимаем 1 брус сечением 125×125мм, который является одновременно и горизонтальной связью между колоннами и опорной подушкой. 

      Требуемая площадь анкерных болтов:

                                                                                                          (2.2.5)

где R = 21 кН/см² = 210 Мпа – расчетное сопротивление стали.

    см²

      Принимаем 2 болта диаметром 16мм с площадью по нарезке:

      F = 2 · 1,408 = 2,816 см² > F_тр 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 2.2.1 Схема опорного узла 
 

3. КЛЕЕДОЩАТАЯ КОЛОННА ОДНОПРОЛЕТНОГО ЗДАНИЯ 

3.1 Предварительный подбор сечения колонны.

    Предельная  гибкость для колонн равна 120. При  подборе размеров сечения колонн целесообразно задаваться гибкостью 100. Тогда при l = 100 и распорках, располагаемых по верху колонн,

;     ;

;           .

    При высоте здания Н = 5,6 м получим:

h_к = 5,6/13 = 0,431 м;

b_к = 5,6/29 = 0,193 м.

    Принимаем, что для изготовления колонн используются доски шириной 225 и длиной 40 мм. После  фрезерования толщина досок составит 33 мм. Ширина колонны после фрезерования заготовочных блоков по пласти будет 210 мм. С учетом принятой толщины досок после острожки высота сечения колонн будет:

h_к = 13 ∙ 33 = 0,429 м;

b_к = 0,21 м. 
 

3.2 Определение  нагрузок на колонну.

    Определим действующие на колонну расчетные  вертикальные и горизонтальные нагрузки. Подсчет нагрузок горизонтальной проекции дан в  табл. 3.2.1.  
 
 
 
 
 
 

    Горизонтальные  нагрузки, действующие на раму

Таблица 3.2.1

 

Нагрузки  на колонну:

• От ограждающих конструкций покрытия:

      расчетный пролет l = l_св – h_к = 15 - 0,429 = 14,571 м

• Полная ширина покрытия здания:

          м

          где l_св – пролет здания в свету;

   d_ст – толщина стены;

   а_к – вылет карниза.

         

• От снега:

      

• От веса ригеля (клеедощатой балки):

      

Собственный вес балки определяется по формулам:

• От стен:

h_оп = 0,6 ∙ 0,17 = 0,77 м

G_ст = g_ст (H + h_оп^/) S = 0,414 ∙ (5,6 + 0,77) ∙ 4,2 = 11,09 кН/м²

• Ветровая нагрузка, действующая на раму:

           W_m = w₀ ∙ k ∙ c, w₀ = 0,3 кН/м²

          Для здания размером в плане  15×63 м

          с_в = 0,8; b/l = 63/15 = 4,5  > 2;

          h₁/l = (5,6+0,6+0,125+0,17)/15 = 0,433, следовательно с_е3 = 0,5.

          При Z = 6,033 м;

                W_{m акт} = 0,3 ∙ 0,53 ∙ 0,8 = 0,127 кН;

              W_{m от} = 0,3 ∙ 0,53 ∙ 0,5 = 0,079 кН.

      При Z = 5 м; k = 0,5:

          W_{m акт} = 0,3 ∙ 0,5 ∙ 0,8 = 0,12 кН;

          W_{m от} = 0,3 ∙ 0,5 ∙ 0,5 = 0,075 кН. 

    Ветровая  нагрузка, передаваемая от покрытия, расположенного вне колонны:

W_акт = 0,224 ∙ S ∙ h^/_оп = 0,224 ∙ 4,2 ∙ 0,77 = 0,724 кН;

h^/_оп = 0,6 + 0,17 = 0,77 м;

W_от =0,14 ∙ S ∙ h^/_оп = 0,14 ∙ 4,2 ∙ 0,77 = 0,453 кН.

    Нагрузки  от ветра:

q_акт = 0,193 ∙ S = 0,193 ∙ 4,2 = 0,811 кН/м;

q_от = 0,121 ∙ S = 0,121 ∙ 4,2 = 0,508 кН/м. 

3.3 Определение  усилий в колонне.

    Поперечную  раму однопролетного здания, состоящую  из двух колонн, жестко защемленных  в фундаментах и шарнирно соединенных с ригелем в виде балки, рассчитывают на вертикальные и горизонтальные нагрузки (рис. 3.3.1). Она является однажды статически неопределимой системой. При бесконечно большой жесткости ригеля (условное допущение) за лишнее неизвестное удобно принять продольное усилие в ригеле, которое определяют по известным правилам строительной механики. 

   Определение изгибающих моментов (без учета коэффициентов  сочетаний):

• от ветровой нагрузки: усилие в ригеле

 

• изгибающий момент в уровне верха фундамента:

        

       

    От  внецентренного приложения нагрузки от стен:

• эксцентриситет приложения нагрузки от стен:

    ;

• изгибающий момент, действующий на стойку рамы:

       ;

• усилие в ригеле (усилие растяжения):

       ;

• изгибающие моменты в уровне верха фундамента:

       ;

       . 
 

    Определение поперечных сил (без учета коэффициентов  сочетаний):

• от ветровой нагрузки:

       ;

• от внецентренного приложения нагрузки от стен:

       . 

    Определение усилий в колонне с учетом в  необходимых случаях коэффициентов сочетаний. 

    ПЕРВОЕ  СОЧЕТАНИЕ НАГРУЗОК: