Проектирование кровельных конструкций и несущего каркаса здания (стр. 1 из 5)
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
факультет "промышленное и гражданское строительство"
Кафедра конструкций из дерева и пластмасс
Курсовой проект
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КРОВЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И НЕСУЩЕГО КАРКАСА ЗДАНИЯ
Выполнил:
Принял:
Пермь, 2010 г.
Содержание
1.3 Расчет по первому предельному состоянию
1.4 Расчет по второму предельному состоянию
2. Расчет гнутоклееной трехшарнирной рамы
2.1 Геометрические размеры по оси рамы
2.2 Геометрические характеристики принятого сечения криволинейной части рамы
3. Расчет и конструирование узлов гнутоклееной трехшарнирной рамы
1. Расчет ограждающих и несущих конструкций теплой кровли
1.1 Разрезной прогон
Исходные данные:
Тип кровли: волнистые листы стеклопластика SALUX.
Несущие конструкции: рабочий настил и прогоны
Район строительства: г. Москва
Шаг конструкций: 3 м
Ширина здания: 30 м
Уклон кровли: α=14.02о
Тип покрытия: теплое. (Утеплитель - минеральная вата NOBASIL. Рулон-5000х1000х50мм)
Расчет рабочей обрешетки
Принимаем рабочий настил из досок размером 125х32 мм II сорта, согласно сортаменту пиломатериалов (ГОСТ 8486-86Е). Шаг прогонов 1.25 м.
1.2 Сбор нагрузок
Рабочий настил предназначен для укладки по прогонам.
Таблица нормативных и расчетных нагрузок.
А) Равномерно распределенная нагрузка.
| № | Наименование нагрузки | Норм. Нагрузка кН/м2 | Коэф. надежн. | Расч. нагрузка кН/м2 | |||||
| 1 | Волнистые листы стеклопластика Salux | 0,02 | 1,2 | 0,024 | |||||
| 2 | Водонепроницаемая мембрана TYVEK | 0,0006 | 1,2 | 0,00072 | |||||
| 3 | Защитный настил 125х25 мм с шагом 100мм | 0,125х0,025х5/0,1=0,16 | 1,1 | 0,176 | |||||
| 4 | Рабочая доска 125х32мм через 300мм bнхhнхγд/с | 0,032х0,125х5/0,3=0,066 | 1,1 | 0,073 | |||||
| Итого постоянная нагрузка | 0,2466 | 0,274 | |||||||
| 5 | Временная нагрузка Снеговой район III | 1,26 | 1,8 | ||||||
| Итого полная нагрузка | 1,51 | 2,07 | |||||||
Где bн - толщина рабочего настила
γд - объемный вес древесины
Расчетное значение снеговой нагрузки принимается по СНиП 2.01.07-85* для г. Москвы S=1.8кН/м2, а нормативное значение снеговой нагрузки: Sн=1.8х0.7=1.26 кн/м2, где 0,7-расчетный коэффициент.
Б) Сосредоточенная сила Р=1 кН.
Коэффициент надежности по нагрузке γf=1.2 Расчетное значение сосредоточенной силы
Рр=Рнх γf=1.2 кН
Полную нагрузку на 1 п. м. рабочего настила собираем с ширины 500мм, так как имеем рабочий и защитный настил под углом к рабочему.
А) постоянная +временная
Нормативная qн=1,51х0,5=0,755 кН/м
Расчетная qр=2,07х0,5=1,035 кН/м
Б) постоянная
Расчетная qрпост. =0,274х0,5=0,137 кН/м
Расчетная схема.
Расчет настила ведем как балки по 2-х пролетной схеме. Расстояние между опорами равно шагу прогонов L=1.25 м.
Для сочетания нагрузок:
Постоянная + снеговая
Постоянная + сосредоточенная сила Р=1.2 кН
1.3 Расчет по первому предельному состоянию
Проверка рабочего настила на прочность.
δ= (М/W) ≤Rн х mн
где М - максимальный изгибающий момент, W - момент сопротивления
Rн - расчетное сопротивление древесины изгибу
mн=1,2 - коэффициент, учитывающий кратковременность действия сосредоточенной нагрузки -принимается для второго сочетания нагрузок.
При первом сочетании нагрузок:
М= (qpL) /8= (1,035х1,252) /8=0,2 кНхм
При втором сочетании нагрузок:
М=0,07хqpпостхL2+0, 207хРхL=0,07х0,137х1,252+0, 207х1,2х1,25=0,32 кНхм
Момент сопротивления на ширине 500мм:
W= ( (bxh2) /6) x (0,5/ (h+c)) = (0,125х0,0322) /6х
(0,5/ (0,125+0,3) =0,000025м3
c-шаг рабочего настила
Расчет прочности производим на максимальный момент из двух сочетаний нагрузок.
δ= М/W=0,32х10-3/0,000025=12,8 МПа≤Rи =13 МПа х1,2=15,6 МПа
1.4 Расчет по второму предельному состоянию
Проверка рабочего настила на прогиб производится при первом сочетании нагрузок.
Относительный прогиб настила:
f/L= (2.13хqнхL3) /384EJ= (2.13х0,755х1,253) / (384х107х10 - 7) =
0,008≤ [f/L] =1/125.3=0,008
где J= (bxh3) /12x (0.5/ (h+c)) = (0,125х0,0323) /12х (0,5/
(0,125+0,3) =0,0000004 м4-момент инерции досок на ширине 0,5 м
где K=0,5/ (0,125+0,3) - число досок, укладываемые на ширине настила 0,5м., Е=10000000 кПа-модуль упругости, 1/125.3L-предельный относительный прогиб обрешетки при шаге прогонов 1,35 м по интерполяции значений табл. 19 СНиП 2.01.07-85*
[f/L] =1/120 при пролете l≤1м
[f/L] =1/150 при пролете l=3м
Запас менее 25%
1.5 Расчет прогонов
При шаге конструкций 3 м используем разрезные прогоны.
Согласно сортаменту пиломатериалов (ГОСТ 8486-86*Е) принимаем прогон из бруса сечением 175х100 мм. Шаг прогонов - 1,25 м.
Сбор нагрузок.
| № | Наименование нагрузки | Норм. Нагрузка кН/м2 | Коэф. надежн. | Расч. нагрузка кН/м2 |
| 1 | Волнистые листы стеклопластика Salux | 0,02 | 1,2 | 0,024 |
| 2 | Водонепроницаемая мембрана TYVEK | 0,0006 | 1,2 | 0,00072 |
| 3 | Защитный настил 125х25 мм с шагом 100мм | 0,125х0,025х5/0,1=0,16 | 1,1 | 0,176 |
| 4 | Рабочая доска 125х32мм через 300мм bнхhнхγд/с | 0,05х0,125х5/0,3=0,104 0,032х0,125х5/0,3=0,066 | 1,1 | 0,114 0,073 |
| 5 | Утеплитель Rockwool Light MAT γ=30кг/м3 толщ.150 мм | 0,3х0,15=0,045 | 1,2 | 0,054 |
| 6 | Пароизоляция - паронепроницаемый полимерный материал Strotex 110 Pi=70г/м2 | 0,0007 | 1,2 | 0,00084 |
| 7 | Прогон 150х100 hnxbnxro/cn | 0,175х0,15х5/1,35=0,097 | 1,1 | 0,1067 0,066 |
| 8 | Подшивка из досок 25 мм | 0,025х5=0,125 | 1,1 | 0,1375 |
| Итого постоянная нагрузка | 0,522 | 0,57 | ||
| 9 | Временная нагрузка - 3 снеговой район | 1,26 | 1,8 | |
| Итого полная нагрузка | 1,78 | 2,4 |
Где bн,bn - ширина сечения рабочего настила и прогона
hn - высота сечения прогона
γо - объемный вес древесины
сn-шаг прогонов
Временная нагрузка -по СНиП 2.01.07-85*
Полная нагрузка на 1 п. м. при шаге прогонов В=1,25 м
Нормативная qн=1,78х1,25=2,23 кН/м
Расчетная qр=2,4х1,25=3 кН/м
Где 1,25 -шаг прогонов
Расчетные характеристики древесины II сорта для бруса 175х100 мм:
Расчетное сопротивление древесины изгибу Rи=15 мПа
Модуль упругости древесины Е=10000000кПа
Прогон работает на косой изгиб.
b=100мм h=175мм
Геометрические характеристики сечения:
; 
; 
; 
.Расчет по первому предельному состоянию. Проверка прогона на прочность.
Расчетная нагрузка при
; 
. 
; 
; 
Запас по прочности составляет
.Расчет по второму предельному состоянию.
Относительный прогиб прогона:
Нормативная нагрузка при
; 
. 
; 
;