Конструирование и расчет основных несущих конструкций однопролетного одноэтажного промышленного здания из дерева

Министерство  сельского хозяйства Российской федерации

Федеральное образовательное  учреждение

Высшего профессионального  образования

«Пермская государственная  сельскохозяйственная

академия имени  Д.Н.Прянишникова»

 

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра строительных конструкций

 

 

 

 

 

Промышленное деревянное здание

Пояснительная записка

Курсовой проект по дисциплине 
«Конструкции из дерева и пластмасс»

 

 

 

 

 

 

 

Разработал студент  ________________  / Илаев А. С. /

(подпись)

 

 

Руководитель  ________________ / ТретьяковаО.В. /

(подпись)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь,

2012 г.

 

Задание

на курсовой проект по дисциплине«Конструкции из дерева и пластмасс»

 

ТЕМА:Конструирование и расчет основных несущих конструкций 
однопролетного одноэтажного промышленного здания из дерева

 

Студент: Илаев А. С.  группы С-31

 

Пролет здания, м 15

Шаг несущих конструкций, м 4

Количество рам,  6

Высота колонны, м 6

Район строительства г. Пермь

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ……………………………………………………………………………...4

1. Проектирование колонны ………………………………………………………5

1.1.Компоновка сечения…………………………………………………………5

1.2. Сбор нагрузок на колонну …………………………………………………..5

1.3. Статический расчет ………………………………………………………….7

1.4. Конструктивный расчет деревянной колонны …………………………….7

1.4.1. Расчет колонны в плоскости действия момента ……………………..7

1.4.2. Расчёт колонны из плоскости действия момента ……………………8

1.5. Проверка опорного сечения колонны на скалывание ………………….…8

2. Расчет прогона покрытия ……………………………………………………...9

2.1. Сбор нагрузок на 1 м² покрытия …………………………………………..9

2.2. Статический расчет…………………………………………………………9

2.3. Конструктивный расчет…………………………………………………….10

2.3.1. Расчет по первой группе предельных состояний……………………….10

2.3.2. Расчет по второй группе предельных состояний……………………….11

Список литературы ………………………………………………………………..12

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Целью курсового проекта  служит получение навыков в конструировании  и расчете основных несущих конструкций  однопролетного одноэтажного промышленного  здания, материалом которых является дерево.

 

1.Проектирование колонны

 

1.1Компоновка сечения

Задаёмся:

λ=90< λ_lim=120

λ==>

находим требуемую высоту сечения:

==

где

– принимаем, при отсутствии крепления верха колонны с  жесткими торцами здания при помощи горизонтальных связей

Принимаем сечениеh= 55 см => 22 доски по 25мм толщиной

Требование:  

70 см = (1/11,4)Н – нах-сяв пределах конструктивных требований

Из сортамента выбираем доску  шириной b=225мм

b_р=205мм,т.к. вычитаем 20 мм - припуски боковых поверхностей и усушку.

1.2.Сбор нагрузоки определение усилий

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка
1. Постоянные     1.1Собственный  вес конструкции покрытия 1кН/м2*8*4=32 кН     1.2 Собственный  вес колонны Vк*pдр= 0,8*0,205*8*5кН/м3= 6,56 кН	30     4,305	1,1     1,1	33     4,74
Всего:	34,305		37,74
2. Временные     2.2 Снеговая нагрузка S=0,7Ct*Ce*Sg= 0,7*1*1*3,2=2,24 кН/м2 2,24*8*4=71,68кН	67,2	1,4	94,08
Всего:	67,2		94,08

 

 

Нормативное значение ветрового  давления для г.Перми: W₀=0,23кН/м²

W=W_m+W_р

Нормативное значение средней  составляющей ветровой нагрузки с наветренной  стороны (напор): W_m= W₀*k*C₁

1. Для высоты здания  до 5 м.: W_m=0,23*0,5*0,8=0,092 кн/м²

2. Для высоты здания до 10 м: k=0,65 – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте здания

C₁=0,8 – аэродинамический коэффициент

W_m=0,23*0,65*0,8=0,12кН/м²

3. W_m=0,092+((0,12-0,092)/5)=0,098кн/м² на 6 метров

Неравномерная по высоте здания ветровая нагрузка приводится к равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделки консольной балки.

 

 

кн/м²

Нормативное значение средней  составляющей ветровой нагрузки с подветренной стороны:

 кН/м²

Расчётная равномерно-распределенная нагрузка на колонну с наветренной  стороны:

c подветренной стороны:

 

1.3 Статический расчет

x_q– неизвестное усилие в ригеле от ветровой нагрузки

 

 

М – изгибающий момент в  основании стойки

 

 

N – продольная сила

N=37,74+94,08=131,82 кН

Q – поперечная сила

0,68*6 - 0,29=3,79кн

1.4.Конструктивный расчет колонны

1.4.1.Расчет колонны в плоскости действия момента

кН/см²

где – момент по деформативной схеме

 

 

т.к. λ>70, то используем формулу  гиперболы Эйлера:

 

 

 

15МПа*m_б*m_сл=15*0,9*1,05=1,42кН/см²

 

20,5*70=1127,5 см²

 

 

см

 

²

Условие прочности выполняется, так как сечение колонны было подобрано из условия предельной гибкости.

Расчет болтов принимаем  конструктивно.

1.4.2. Расчёт колонны из плоскости действия момента

 

 

 

 

 

 

т.к. λ<70, то используем формулу  Кочеткова:

 

 

 

 

 

 

Условие прочности выполняется.

1.5. Проверка опорного сечения колонны на скалывание:

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие выполняется.

2. Расчёт прогона покрытия

Уклон кровли принят

2.1. Сбор нагрузок на 1 м² покрытия

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка
1. Постоянные     1.1Собственный  вес конструкции покрытия 1кН/м2	1	1,1	1,1
2. Временные     2.2 Снеговая  нагрузка S=0,7Ct*Ce*Sg= 0,7*1*1*3,2=2,24 кН/м2	2,24	1,4	3,2
Всего:	3,24		4,3

 

Предварительно  задаемся сечением прогона 150×200мм.

Погонные нагрузки:

2.2. Статический расчет.

Расчетный изгибающий момент:

Прогоны работают на косой  изгиб, поэтому напряжения и деформации необходимо определять с учетом их работы в двух плоскостях.

Нормальная составляющая момента:

Скатная составляющая момента:

2.3. Конструктивный расчет.

2.3.1. Расчет по первой группе предельных состояний.

Основное условие прочности, характеризующее косой изгиб:

<

Расчетные моменты сопротивления  поперечного сечения для осей x и y для прямоугольного сечения:

=>

Требуемый момент сопротивления  сечения:

Из СНиП:

принимаем h=22,5 см (сортамент)

принимаем b=15см (сортамент)

Получаем брус размером 225×150мм.

2.3.2. Расчет по второй группе предельных состояний.

Суммарный прогиб при косом изгибе определяется по формуле:

Прогиб прогона относительно оси x:

Момент инерции сечения  прогона:

Прогиб прогона относительно оси y:

Расчетный модуль упругости  древесины(СП):

[f]=2 см (СП) – предельный прогиб =

f=0,83< [f]=2

Условие жесткости выполняется.

 

СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ

 

1. СП 64.1330.2011 «Деревянные конструкции» Актуализированная редакцияСНиП II-25-80* - М.: Изд. ЦНИИКС, 2011.
2. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* - М.: Изд. ЦНИИКС, 2011.
3. СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции» Актуализированная редакция СНиП II-23-81* - М.: Изд. ЦНИИКС, 2011.
4. Зубарева Г.Н.«Конструкции из дерева и пластмасс» - М.: Высшая школа 1990.

					ТПЖА 298103.001
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата
Разраб.		Горев А.Ю.			НЕСУЩИЕ ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ  С СОЕДИНЕНИЯМИ НА НАГЕЛЬНЫХ КОННЕКТОРАХ	Лит.			Лист	Листов
Пров.		Исупов  С.А.							3	29
						ВГУ Кафедра  строительных конструкций ИСФ С-55
Н.контр.
Утв.

 

						Лист
Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата