Содержание

 

1. Задание на проектирование
2. Расчет элементов покрытия

      2.1 Конструирование клеефанерной панели  покрытия

      2.2  Проектирование двускатной клеефанерной  балки покрытия двутаврого сечения

3. Конструирование и расчет дощатоклеенной колонны
4. Расчет узла защемления колонны в фундаменте
5. Литература

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Задание на проектирование 

Исходные данные для проектирования 

     Расчётный пролёт l₁=18 м

     Высота  от уровня пола до низа несущей конструкции  покрытия Н₁=12м

     Район строительства по весу снегового покрова – III

     по  ветровой нагрузке – IV

     Расстояние (шаг) между несущими конструкциями (рамами) В=5,0 м

     Здание  цеха – однопролётное

     Основной  несущий элемент –двухшарнирная рама со сплошными дощатоклеенными стойками  

Дополнительные данные 

     Порода древесины – сосна

     Все здания – утеплённые

     В качестве ограждающих элементов  покрытий - клеефанерные панели

     В качестве несущей конструкции покрытия – двускатные клеефанерные балки двутаврового сечения

     Длину здания принимаем равной десяти шагам  несущей конструкции –50 м

     Фундаменты  отдельно стоящие, под стойки рамы, проектируем из бетона класса В15. Расчётное сопротивление грунта – 0,2 МПа

     Тип местности для определения ветровых нагрузок – В

     Температурно-влажностные  условия эксплуатации конструкций  принять AI

     Здание  II уровня ответственности, коэффициент надёжности по назначению γ_n=0,95

     Устойчивость  конструкций обеспечивается постановкой  связей в покрытии и вертикальных продольных связей между стойками. 
 
 
 
 
 
 

2. Расчёт элементов покрытия

2.1. Конструирование клеефанерной панели покрытия 

Материалы плиты 

     Древесина рёбер – сосна 2 сорта по ГОСТ 8486-86*Е

     Обшивки из фанеры марки ФСБ по ГОСТ 11539-65

     Клей  марки ФРФ-50

     Утеплитель  – минераловатные плиты толщиной 80 мм

     Пароизоляция  – полиэтиленовая плёнка толщиной 0,2 мм 

Конструктивная  схема плиты 

     Ввиду малости уклона верхнего пояса балки  покрытия (уклон принимается до 10 %) считаем длину верхнего пояса  балки равной пролету здания, т.е. 18 м.

     Принимаем ребристую конструкцию размерами в плане 4980х1180 мм с четырьмя продольными ребрами. Поперечные ребра устанавливаются в торцах панели и в местах стыков фанерных обшивок. Направление слоёв наружных слоёв фанеры верхней и нижней обшивок принимаем продольными.  Деревянный каркас плиты образуем 4 продольными рёбрами из досок, жёстко склеенных с фанерными обшивками. Высоту ребер каркаса принимаем h = l / 35 = 500/ 35 = 14,3 см. С учетом сортамента досок и их острожки сечение продольных ребер 46´120 мм. Общее число продольных ребер – 4, что обеспечивает расстояние в свету между ребрами менее 50 см.

     Обшивки толщиной по 14 мм предварительно состыкованы  по длине. Под стыками обшивок  и в торцах предусматриваем поперечные рёбра. Плиту рассчитываем как свободно лежащую на двух опорах однопролётную балку. Торцевые и поперечные ребра принимаем составного сечения высотой 120 мм и толщиной 46 мм. Число поперечных ребер – 3, что обеспечивает  расстояние между ними не более 1,5 м.

     Для удержания утеплителя в проектном  положении принимаем решетку из брусков 25´25 мм, которые крепятся гвоздями к ребрам. 

     Рис.1 
 

Сбор  нагрузок и статический  расчёт 

  Нагрузки  на плиту приведены в таблице 1 

     Таблица №1

 

      

    ;

      Максимальный  изгибающий момент в середине пролёта плиты с учётом II уровня ответственности

      

      Максимальная  поперечная сила с учётом II уровня ответственности  

      

     Рис. 2 
 

Геометрические  характеристики поперечного сечения 
 

      Расстояние  между продольными рёбрами по осям равно a=33,2+4,6=37,8 cм, l=492>6a=6*37,8=226,8 см. Расчётная ширина фанерных обшивок

      

       .

      Положение нейтральной оси симметричного  сечения

      

Рис.3 

      Приведённый момент инерции поперечного сечения  плиты

      

      Момент  сопротивления поперечного сечения  плиты 

        
 
 

Проверка  плиты на прочность 
 

      Напряжение  в нижней растянутой обшивке

       р

      Напряжение  в верхней сжатой обшивке 

       , здесь

      

      Усилие  в верхней обшивке при местном  изгибе определяем как в балке, заделанной по концам (у продольных рёбер). Изгибающий момент в обшивке

       .

 

Рис.4 

      Момент  сопротивления обшивки шириной 100 см

       .

      Напряжение  от изгиба верхней обшивки сосредоточенной  силой

      

      Напряжение  скалывания клеевых швов между слоями фанеры (в пределах ширины продольных рёбер) проверяем по формуле:

       ,

      где S_пр – приведённый статический момент фанерной обшивки относительно центра тяжести сечения:

       . 
 

Проверка  жёсткости плиты 

     Прогиб  плиты с учётом II уровня ответственности при q_n=1,5кН/м=0,015кН/см и Е_ф=900 кН/см² вычисляем по формуле 

     

     Запроектированная клеефанерная плита  покрытия имеет прогиб от нормативных нагрузок не превышающий предельного  допустимого значения, и ее несущая способность имеет дополнительный запас несущей способности. 

2.2. Проектирование двускатной  клеефанерной балки 

покрытия  двутаврового сечения 

Материалы балки 

     Древесина – сосна (ГОСТ 8486-86Е). Верхний пояс и ребра жесткости изготовляют  из древесины 2 сорта, нижний пояс – из древесины 1 сорта. Для стенок используем  фанеру марки ФСФ (ГОСТ 3916-69*)толщиной 15мм. Клей марки ФРФ-50. 

Конструктивная  схема 

     В качестве несущей конструкций покрытия принимаем двускатные  клеефанерные  балки двутаврового сечения. Расстановка балок здания через 5.0 м. При ширине здания 18 м расчетный пролет принимаем 17,7 м.

     Клеефанерные  панели укладывают непосредственно  на балку.

     Балка состоит из фанерных стенок, дощатых  поясов и ребер, склеенных между  собой.

     Высота  балки в середине пролета , принимаем 1,8м.

     Высота  балки на опоре: мм.

     Оба пояса балки принимаем одинакового  сечения из шести вертикальных слоев  досок сечением 275х50мм, с учетом их фрезерования сечение чистой доски 270х46 .

     В фанерных листах стенки волокна наружных шпонов расположены вдоль балки, поэтому стыкование фанеры осуществляется « на ус».

     Для обеспечения жесткости фанерной стенки поставлены ребра жесткости, склеенные из четырех досок сечением 70х144 мм. Размеры поперечных ребер жесткости приняли в соответствии с высотой полки h=270, их ширина равна половине полки:270/2=135, приняли 144. Они расположены в стыках, а если требуется и посередине фанерных листов.

     По  длине ребра устанавливаются  с шагом 1/8-1/10 от пролета. На опорах устанавливаются ребра по ширине равные высоте полки h=270. Принимаем по сортаменту 75*275мм, с учетом усушки и фрезеровки имеем 70*270мм.

     Расстояние  между осями ребер фанерного  листа после обрезки кромок равно 1180мм. При этом расстояние между  осями ребер жесткости (а ) получаем  равным длине фанерного листа, уменьшенной на длину соединения «на ус», которое равно десятикратной толщине фанеры 10 = =150мм; тогда а =1180-150=1030мм.

     В случае необходимости можно усилить двумя дополнительными листами фанеры.  

Геометрические  размеры балки