Производственное здание из древесины и синтетических материалов

    Министерство  науки и образования Украины

    Одесская  государственная академия строительства  и архитектуры 

    Кафедра: Металлических, деревянных и пластмассовых конструкций 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Курсовой  проект на тему:

    «Производственное здание из древесины и синтетических материалов» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                    Выполнил: студент гр. ПГС-306                 Романь А.С.  

                                                     Проверила: Кожокарь О.С. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Одесса-2011

    1. РАСЧЕТ КЛЕЕФАНЕРНОЙ ПАНЕЛИ ПОКРЫТИЯ

Для принятого  по заданию ригеля рамы необходимо предварительно вычислить длину  одного ската верхнего пояса при  уклоне кровли 1:4.

Модули  упругости: фанеры Е_ф = 9000 МПа; древесины Е_д = 10000 МПа.

Расчетная схема трехшарнирной рамы

      α=arctg¹/₄=14°02'    l_ck = = 15,46 м

    Максимальная  ширина       панели: b_mах=1500мм.

    Требуемое количество панелей:

=10,31≈ 11шт;

      Номинальная ширина панели:

     где b_сm.n. = 120 мм – ширина стеновой панели;

    Фактическая ширина панели с учетом допуска Δ_b =10...50 мм:

    b_ф = b_ном – Δ_b= 1416 –16 =1400 мм=1,4м;

       Конструирование поперечного сечения панели:

       Принимаем сжатую фанерную обшивку толщиной δ_фс = 0,8 cм;

       Принимаем растянутую фанерную обшивку толщиной δ_фр = 0,6 cм;

       Предварительно  требуемая высота сечения панели:

    

м;

    По  рекомендованному сортаменту пиломатериалов назначаем продольные ребра сечением 50х2000 мм, после острожки по пластям и кромкам получаем чистые заготовки сечением 46х194 мм.

    Поперечные  ребра принимаем такой же толщины  и высотой на один номер сортамента меньше, чем продольные – 50х175мм, после острожки – 46х169 мм;

    Определяем  расстояние между продольными ребрами в свету: 
 

    Определяем  расстояние между поперечными ребрами  в свету: 

    Проверяем сжатую обшивку на местный изгиб  сосредоточенной силой Р=1,2 кН (вес  рабочего с инструментом). Рассматриваем  панель как балку шириной 1 м.

       Момент  от действия сосредоточенной силы:

       

 кНсм;

       Момент  сопротивления:

       

       Напряжение  в сжатой обшивке:

    σ =

    где т_н – коэффициент, учитывающий действие монтажной нагрузки.

     = 0,65 МПа – расчетное сопротивление фанеры.

    Сбор  нагрузок на панель покрытия:

    Максимальные  изгибающий  момент  и  поперечная  сила:

    

 
 

    Геометрические  характеристики сечения  панели:

    Приведенная расчетная ширина сечения панели:

    b_пр = 0.9 · b_ф = 0,9 · 1. 4= 1.26 м;

    Приведенная площадь поперечного сечения:

Fnp = δ_фс·b_пр+ δ_фр·b_пр +b_р·h_p·n

573.02см²;

    Статический момент относительно растянутой кромки сечения:

               

               =6164.21 см³;

    Расстояние  от растянутой кромки панели до нейтральной  линии:

    

 ≈ 10.76 см;    у_с = h_n – y_p = 20.8 – 10.76 = 10.04см;

    Определение момента инерции относительно нейтральной  линии сечения:

    

     = + 0,8 ∙ +

    +

+4 =30377.37 см⁴;

    Приведенные моменты сопротивления:

    W_пр^Р = см³;       W_пр^с = см³;

    Проверяем прочность растянутой обшивки:

    

    m_ф = 0,6 - коэффициент, учитывающий ослабление сечения в стыках обшивки по длине панели;

    Проверяем прочность сжатой обшивки:

    при

    

 
 

    

    Определяем  статический момент сжатой обшивки  относительно центра тяжести сечения:

    

    Проверяем скалывающие напряжения по клеевому слою фанеры в пределах ширины продольных ребер.

    

 

    Расчет  по второй группе предельных состояний.

    Определяем  прогиб плиты в середине пролета:

    

     = 1.4 – коэффициент, учитывающий  длительность приложения нагрузки;

      Определяем относительный прогиб:   

    

 
 

2. РАСЧЕТ ТРЕХШАРНИРНОЙ РАМЫ 

    Рассчитаем  и запроектируем несущие конструкции рамы из прямолинейных элементов. Температурно-влажностные условия эксплуатации Б1, т_в=1.

Пролет  рамы l = 19.5 м, шаг рам В =6 м. Класс надежности здания - III,   у_n= 0,9. Район строительства — г. Луцк, I район по весу снегового покрова, нормативная снеговая нагрузка S₀ = 0,5 кН/м². Ветровая нагрузка при данной схеме рамы и высоте стойки Η ≤ 3 м не учитывается, так как разгружает раму.

    Определение геометрических размеров конструкции:

    Уклон ригеля принимаем 1:4

    Поперечное  сечение рамы прямоугольное постоянной ширины b и переменной высоты h.

    Высота  стойки и ригеля в карнизе: см.

    Высота  поперечного сечения рамы по биссектрисе: где φ = 90°+а,

    при уклоне 1:4  а = arctan 0,25 = 14°02', φ = 90°+14°02'=104°02';

    

см;

    Высота  стойки на опоре h_cm > 0,4h = 39 см.

    Высота  сечения ригеля в коньке h_p > 0,3h = 30см.

    Ширина  сечения принимается: b=200мм

    Принимаем доски сечением 200х40 мм. После острожки досок по пластям (5-8 мм) и фрезеровки кромок клееного пакета (15-20 мм) получаем сечение чистых досок 180х32 мм.

    Ригель  и стойку компонуем в виде прямоугольных  клееных пакетов с последующей распиловкой пакета:

                  

    Схема распиловки пакетов для ригеля и  стойки полурамы. 

    

    _lриг=

    

= 6 см;

      
 
 

Статический расчет. 

    Расчетная схема 3-х шарнирной рамы из прямолинейных элементов

    q = g + p

 
 

    Определяем  координаты центров характерных  сечений, считая центр тяжести опорного сечения началом координат:

    

      

    Длина полурамы по осевой линии: l₀ = l₁ + l₂;

    

    l₀ = 263,52+991,55= 1255,07 см;

    Сбор  нагрузок на раму