Курсовой проект по деревянным конструкциям

 

       Собственный вес балки определяется по формуле:

                                                                 

                                                                 (2.1)

   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 = 1,5432·3,8= 5,8642 кН/м² ;

      б) расчетная:

q =2,0398·3,8=7,7513 кН/м²; 

2.2 Определение  геометрических размеров балки 

       Односкатная клеедощатая балка с уклоном верхней грани i=0,03 изготовлена 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

       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. 

3. Проверка  принятого сечения

 

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

                                                                             

,                                                              (2.2)

.

       Изгибающий момент в этом сечении:

 кН/м =20041,02 кН/см.

       Высота балки в сечении х =5,8293 м:

h_х = h_оп + х·i= 0,693 +5,8293·0,03 = 0,9339 м.

       Момент сопротивления:

 см³

        Максимальное напряжение:

кН/см² = 9,848 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];

              =0,95 – коэффициент надежности по назначению .

       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 =

=0,8 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:

                                                                 

,                                                               (2.3)

       Связями являются плиты покрытия шириной l_p = 1,2м. Коэффициент φ_м находим по формуле: 
                                                              

,                                                                  (2.4)

       Для этого определяем моменты:

   а) в сечении х₁ =5,8293+1,2 =7,0293 м:

 кН·м.

   б) в сечении х₂ =5,8293-1,2 =4,6293 м:

 кН·м.

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

К_ф = 1,75 - 0,75·a = 1,75 - 0,75 · 0,8646 = 1,1015

       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:

                                                                

,                                                           (2.5)

       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 = 4,5612 см ≤ f_u = 6,608 см, следовательно балка запроектирована верно.

       6) Расчет опорного узла:

       Определяем ширину опоры:

                                                                    

                                                                        (2.6)

          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 150×150мм, который является одновременно и горизонтальной связью между колоннами и опорной подушкой.

       Требуемая площадь анкерных болтов:

                                                                      

                                                                  (2.7)

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

см²

       Принимаем 2 болта диаметром 20мм с площадью по нарезке:

F = 2·2,182 =4,36 см²  > F_тр 

Схема опорного узла 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 2.2 
 
 
 
 
 

Односкатная клеедощатая балка с уклоном  верхней грани i=0,03 изготовленых из сосновых досок 2 сорта размером 140×33 мм.  Высота на опорах 693 и 1023 мм. Балка соединяется с колонной при помощи обвязочного бруса 150×150мм с закреплением 2 болтами диаметром 20 мм. Для склеивания древесины в данном курсовом проекте используют фенолоно-резорциновые клей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. КЛЕЕДОЩАТАЯ  КОЛОННА ОДНОПРОЛЕТНОГО ЗДАНИЯ 

       Дощатоклееные колонны для зданий с напольным транспортом и подвесными кранами проектируют, как правило, постоянного по высоте сечения. Колонна рассчитывается на вертикальные постоянные нагрузки от веса покрытия, стенового ограждения и собственного веса.

       Поперечная рама, состоящая из двух колонн, защемленных в фундаментах и шарнирно связанных с ригелем (балкой, фермой, аркой), представляет собой однажды статически неопределимую систему

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 = 5/13 = 0,3846 м;

b_к = 5/29 = 0,1724 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 = 12∙33 =396 мм;

b_к =210 мм. 

3.2 Определение  нагрузок на колонну. 

Определим действующие на колонну расчетные вертикальные и горизонтальные нагрузки. Подсчет нагрузок горизонтальной проекции дан в  табл. 3.

Горизонтальные  нагрузки, действующие на раму

Таблица 3