|
Наименование
элементов
|
Лес
м3/м2
|
Металл
кг/м2
|
Лес
м3/м2
|
Металл
кг/м2
|
Лес
м3/м2
|
Металл
кг/м2
|
|
Вариант
№1.
|
Вариант
№2.
|
Вариант
№3.
|
|
Несущие
конструкции
|
0,071
|
2,5
|
0,093
|
3,2
|
0,079
|
2,4
|
|
Конструкции
покрытия
|
0,033
|
0,68
|
0,121
|
4,55
|
0,071
|
1,48
|
|
Итого
|
0,104
|
3,18
|
0,214
|
7,75
|
0,15
|
3,88
|
Для дальнейшего проектирования
принимаем вариант с наименьшим расходом древесины и металла - вариант №1.
3. Расчет и
конструированное покрытие здания
Проектируем покрытие в виде
асбоцементных волнистых листов по многопролётным неразрезным дощато-гвоздевым
прогонам. Обычно шаг прогонов бывает в пределах 1,2…1,5 м. Дощато-гвоздевые
прогоны проектируются из двух досок, поставленных на ребро; по длине доски
соединяются между собой гвоздями, расположенными на расстоянии 40 - 50 см друг
от друга. Гвозди в стыке расстанавливаются двумя рядами, количество гвоздей
определяется расчётом.
Расчёт многопролётного
дощато-гвоздевого прогона.
Исходные данные:
пролёт прогона - 4,8 м;
шаг пролёта примем - 1,35 м;
место строительства - г. Москва;
нормативная снеговая нагрузка 1800
Н/м2;
угол наклона кровли б = 15°.
Нагрузку от массы прогона принимаем
равной 100 Н/м. Тогда расчётная нагрузка, действующая на прогон, равна:
.
Нормативное
значение нагрузки, действующей на прогон, равно:
.
Нормальная
составляющая расчётной нагрузки:
.
Скатная
составляющая расчётной нагрузки:
.
Нормальная
составляющая от нормативной нагрузки:
.
Расчёт прогонов
ведётся по двум группам предельных состояний.
Размеры поперечного сечения
определяются расчётом на прочность по нормальным сечениям. Расчёт ведётся по
изгибающему моменту, возникающему на третьей с края опоре. Изгибающий момент
определяется по формуле:
Принятые размеры поперечного сечения
прогона проверяются на изгибающий момент, действующий в первом пролёте, который
определяется по формуле:
Требуемый момент
сопротивления поперечного сечения прогона равен:
Зададимся толщиной одной
доски 50 мм. Тогда суммарная ширина прогона будет равна 100 мм, а требуемая
высота поперечного сечения:
По сортаменту
пиломатериалов принимаем сечение прогона из двух досок размером 50х150 мм.
Фактический момент сопротивления сечения прогона составляет 468,75 см3.
Проверим прогон
принятого размера поперечного сечения на действие изгибающего момента в первом
пролёте:,
что меньше расчётного
сопротивления древесины при изгибе, равного 14 МПа с учётом коэффициента
условия работы mв = 1.
На скалывание деревянные
прогоны проверяются только при больших сосредоточенных силах, расположенных
близко к опорам, а при равномерно распределённой нагрузке - при отношении
пролёта к высоте поперечного сечения менее чем 5,4. В нашем случае отношение
пролёта к высоте поперечного сечения равно 480 / 11 = 43,63 что > 5,4,
следовательно, проверку на скалывание производить не требуется.
4. Расчет гнутой рамы
Исходные данные:
Рама постоянного
очертания, пролёт l = 20 м., шаг рам 4,8 м. Уклон рамы 1:4. Район строительства -
город Москва, по снеговой нагрузке - III район, по скоростному напору ветра - I
район.
Геометрические размеры
оси рамы.
Поперечное сечение рамы
принимают прямоугольным с постоянной шириной b=26,5 см (после острожки досок
ширной27,5 см) и с переменной высотой. Толщину досок принимают 19 мм (после
острожки досок толщиной 25 мм). Высота сечения в карнизной части принимают в
пределах (1/25-1/35) l - приняли 1/2520=0,8 м=80 см, на опоре - (0,4-0,5) h
приняли 0,5´0,855=42,75
см, а в коньке - (0,3-0,4) h приняли 0,4´0,855=0,342 м =34,2 см
(приняли 18´1,9=34,2см).
При принятых размерах сечения
рамы определяют нахождение нейтральной оси относительно наружного контура.
Расчетный пролет рамы. Высота в коньке H=11 м. Радиус кривизны расчетной оси в
закругленной части получится r0 =rнар´ =3000-210=2790 мм. Угол
наклона ригеля к горизонту. Угол дуги закругления Длина дуги полурамы
Полная длина оси
полурамы 5,91+3,65+9,02=18,63 м
Таблица №3
|
№
сечения
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
Xn
|
0
|
0,21
|
0,755
|
2,1
|
4,79
|
7,79
|
10,79
|
|
Yn
|
0
|
5,91
|
7,495
|
8,395
|
9,145
|
9,98
|
10,815
|
Сбор нагрузок.
Постоянные равномерно распределённые
нагрузки на 1м2 горизонтальной проекции покрытия определяем с введением
коэффициента перегрузки n = 1,1 и коэффициента R= S/(0,5) =
18,4/11 = 1,7, учитывающего разницу между длиной дуги полурамы и её
горизонтальной проекцией. Сбор постоянных нагрузок от веса покрытия приведён в
таблице №4.
Таблица №4
|
Элементы
|
Нормативная
нагрузка (кН/м2)
|
n
|
Расчётная
нагрузка (кН/м2)
|
|
Постоянная
нагрузка
|
|
2
листа полиэфирного волнистого стеклопластика
|
0,069
|
1,1
|
0,0759
|
|
Рёбра
каркаса и поперечные рёбра диафрагмы из досок сечением 250´35мм
|
0,129
|
1,1
|
0,1419
|
|
Итого
|
0,198
»
0,2
|
|
0,2178»0,22
|
|
Временная
нагрузка
|
|
Снеговая
|
-
|
-
|
1,8
|
|
Ветровая
|
0,23
|
1,2
|
0,28
|
листа полиэфирного волнистого
стеклопластика 0,069 1,1 0,0759
Итого 0,198 » 0,2 0,2178»0,22
Временная нагрузка
Снеговая - - 1,8
Ветровая 0,23 1,2 0,28
Статический расчёт рамы.
Определяют усилия в расчетных
сечениях рамы. Для упрощения расчета определяются усилия в сечениях от
единичной вертикальной нагрузки, расположенной на левой половине рамы, а затем
вычисляют усилия от постоянной нагрузки на всем пролете рамы, от снеговой на
всем пролете и на половине и усилия от ветровой нагрузки.
Определяют опорные реакции. От
единичной вертикальной нагрузки.
Опорные реакции от ветровой нагрузки
определяют, заменяя для упрощения вычислений, ветровую нагрузку, действующую
нормально к скатам кровли, ее составляющим. Опорные реакции определяют из
равенства нулю суммы моментов всех сил относительно шарниров рамы:
Определяют изгибающий момент от
единичной вертикальной нагрузки (кН*м):
Определяют нормальные и поперечные
силы при основных сочетаниях нагрузок:
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
Для определения расчетных усилий в
раме принимают следующие сочетания нагрузок.
Основное сочетание. Постоянные
вертикальные нагрузки по всему пролету и снеговая по всему пролету или на
половине пролета.
Дополнительное сочетание. Постоянные
вертикальные нагрузки по всему пролету и снеговая по всему пролету или на
половине пролета и ветровая. В этом случае временные нагрузки умножаются на
коэффициент 0,9.
Для предотвращения работы клеевых
швов на отрыв под действием раскалывающих усилий, возникающих в зоне опорного и
конькового шарниров, концы полурамы стягивают болтами = 18 мм,
поставленными нормально к её оси.
Список используемой
литературы
конструкция покрытие рама
1. Под ред. Г.Г.
Карлсена и Ю.В. Слицкоухова «Конструкции дерева и пластмасс». М. Сройиздат 1986
г.
. И.М. Гринь
«Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов» г. Киев 1988 г.
. В.Е. Шишкин
«Примеры расчёта конструкций из дерева и пластмасс» М. Стройиздат 1974 г.
. Справочник под
ред. И.М. Гриня «Проектирование и расчёт деревянных конструкций» г. Киев 1975
г.
. СНиП II-25-80
Часть2 «Деревянные конструкции». М. Госстройиздат 1983 г.
. СНиП
2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». М. Госстройиздат 1993 г.
. СНиП 2.01.01-82
«Строительная климатология и геофизика». М. Госстройиздат 1991 г.
. Пособие по
проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80) М. 1986 г.
. Лихолетов О.Д.
Учебное пособие «Конструкции дерева и пластмасс» М. 1996 г.