скачать рефераты

МЕНЮ


Конструирование утепленной ребристой плиты покрытия с фанерными обшивками

Конструирование утепленной ребристой плиты покрытия с фанерными обшивками

Содержание

1.       Исходные данные

2.       Проектирование сборных плит покрытия с деревянным ребристым каркасом

2.1 Исходные данные

2.2 Компановка поперечного сечения плиты

2.3 Расчётная схема плиты, нагрузка и усилия

2.4 Проверка прочности панели по нормальным напряжениям

2.5 Проверка растянутой обшивки с учётом сращивания листов фанеры на "ус" в расчётном сечении

2.6 Проверка сжатой обшивки на устойчивость

2.7 Проверка фанеры на скалывание по собственному клеевому шву

2.8 Проверка жёсткости панели в целом

3.       Проектирование дощатоклееной балки

3.1 Исходные данные

3.2 Решение по 1 варианту из неармированного дощатоклееного пакета.

3.3 Решение по 2 варианту с продольной арматурой в растянутой зоне.

4.       Проектирование дощатоклееных колонн поперечной рамы одноэтажного дома

4.1 Составление расчётной схемы двухшарнирной поперечной рамы и определение расчётных усилий в колоннах

4.2 Конструктивный расчёт стержня колонны

4.2.1 Проверка устойчивости колоны в плоскости поперечника

4.2.2 Проверка устойчивости колоны из плоскости поперечника

4.3 Расчёт и конструирование узла крепления колоны к фундаменту

4.4     Определение расчётных усилий в плоскости сопряжения с фундаментом

4.5     Расчёт фундаментных болтов

4.6     Расчёт соединительных болтов

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ


1.     Пролет поперечника в осях А - Б, L = 21 м;

2.     Высота корпуса в чистоте, H = 10 м;

3.     Температурно-влажностный режим эксплуатации соответствует А3;

4.     Класс ответственности здания по назначению - III

5.     Район строительства:

·        по снеговой нагрузке - IV;

·        по ветровой нагрузке - IV;

·        по типу местности соответствует С.

6. Материал - сосна I, II, III сорта, фанера строительная водостойкая марки ФСФ (принимается по сортаменту).

 

2.1     Проектирование сборных плит покрытия с деревянным ребристым каркасом.


2.1. Исходные данные


Рассчитать и сконструировать утепленную ребристую плиту покрытия с фанерными обшивками при следующих данных.

Номинальные размеры плиты в плане (из схемы расположения элементов) bхl=1.5 х 4.5 м, конструктивные - соответственно 1.48 х 4.48 м.

Материал ребер каркаса - сосновые доски 2-го сорта для продольных ребер и без ограничения для поперечных.

Обшивки из березовой водостойкой фанеры марки ФСФ.

Утеплитель минераловатные в виде полужестких плит марки 75 на синтетическом связующем, толщина 100 мм (по теплотехническому расчету).

Пароизоляция из полиэтиленовой пленки толщиной 0.2 мм (масса 0.1 кг/м2).

Кровля из 3-х слоев рубероида на битумной мастике (масса 0.1 кг/м2).

Условия эксплуатации по температурно-влажностному режиму соответствуют А3.

Район строительства по снеговой нагрузке - IV.

Класс ответственности здания по назначению - III .


2.2 Компоновка поперечного сечения плиты


Предварительно принимаем продольные ребра из доски толщиной bр=40 мм.

При ширине плиты b=1480 мм целесообразно поставить четыре ребра. Тогда расстояние между ними в свету равно:


 мм,


а между осями мм, что меньше 500 мм.

Удовлетворяет рекомендации.

Предварительно задаемся толщиной листа фанеры верхней обшивки

dф.в.= 10 мм, что составляет 1:46 шага ребер, близко рекомендуемой.

Проверяем достаточность толщины расчетом на местный изгиб сосредоточенной силой Р=1.2 кН.

Лист фанеры рассматриваем как балку-пластинку с рабочей шириной

100 см, защемленную по концам в местах приклейки к ребрам (Рис. 1).

Расчетный изгибающий момент (выровненный):


М=Р×а /8=1.2*42.7/8=6.405 кН×см;


Момент сопротивления рабочего сечения обшивки:


W=100×0.82/6=10.7 см3;


Условие прочности обшивки :


smax=M/W £ mн×Rф.и.90


где mн=1.2 - коэффициент, учитывающий кратковременность

монтажной нагрузки [1, табл.6];

Rф.и.90 = 6.5 МПа = 0.65 кН/см2 - расчетное сопротивление

семислойной фанеры толщиной 10 мм изгибу из плоскости

листа поперек наружных волокон [1, табл.10].

Рис. 1. К расчету верхней обшивки на местный изгиб:

а - схема деформации балки пластинки;

б - расчетная схема и эпюра моментов.



Подставляем:


smax = 6.405/10.7 = 0.6 кН/см2 < mн×Rф.и.90 = 1.2×0.65 = 0.78 кН/см2.


Условие прочности удовлетворяется.

Задаемся толщиной нижней обшивки 6 мм.

Размеры листов фанеры по сортаменту принимаем b´l = 1525´1525 мм. Так как длина плиты равна 4500 мм, то необходимо сращивать листы по длине, совмещая стыки c поперечными ребрами.

Высоту сечения плиты назначаем в пределах


hп=(1/25…1/30)×l=180…150 мм.


По сортаменту пиломатериалов принимаем ребра из досок 150´40 мм.

После фрезерования кромок действительная высота плиты будет равна


hп=150-10+10+6=156 мм,


что достаточно для размещения слоя утеплителя и образования продух (Рис. 2).

Дальнейшим расчетом проверяем достаточность принятых размеров.


Рис. 2. Конструкция клеефанерной плиты с ребристым каркасом из досок: 1 - продольные ребра; 2 - поперечные ребра;3 - обшивка верхняя; 4 - обшивка нижняя; 5 - утеплитель; 6 - продух; 7 - стык фанеры.


2.3 Расчетная схема плиты, нагрузка и усилия


Расчетная схема плиты на действие эксплуатационной нагрузки - балка на двух опорах, загруженная равномерно распределенной нагрузкой от собственной массы плиты с кровлей и снега (Рис. 3). Расчетная длина l0 = 0.98×l = 0.98×4.5 =  4.41 м.


Вид нагрузки

Нормативная

gf

Расчетная


кН/м2

кН/м при b=1.5 м


кН/м2

кН/м при b=1.5 м

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Постоянные: 1.От собственной массы каркаса плиты: - четыре продольных ребра и шпунтовые рейки из сосновых досок (gсм = 500 кг/м3) 5×(0.04´0.14´4.48)×500 = 62.72 кг - четыре поперечных ребра 4×(0.04´0.14´1.48)×500=16.6 кг - фанерные обшивки при gсм =700 кг/м3 (0.006+0.01)×1.48´4.48´700= = 74.26 кг






Общая масса отнесенная к 1м2 (62.72+16.6+74.26)/(4.5´1.5)= 22.75 кг/м2 2.От массы утеплителя слоем 100 мм при gсм = 75кг/м2 [4, прил.III] 3.Масса трехслойной рубероидной кровли 4.Пароизоляция полиэтиленовая

0.2275  0.075  0.10 0.001

0.341  0.113  0.150 0.0015

1.1  1.2  1.3 1.2

0.25  0.09  0.130 0.0012

0.375  0.135  0.195 0.0018

 Итого :

qсмн = 0.606 кН/м


qсм = 0.707 кН/м

Временная: Снеговая для II снегового района по [1], табл.4 с учетом п. 5.7*

 1.71

 2.56

 1.4

 2.4

 3.6

 Всего :

qн = 3.166 кН/м


q = 4.307 кН/м

*В соответствии с п. 5.7 при отношении постоянной нагрузки к снеговой 0.606/3.6 = 0.168<0.8 принят gf =1.6.


Расчетные усилия :


 кН×м;

 кН.


Рис. 3. К расчету плиты на эксплуатационную нагрузку:

а - схема опирания плиты на стропильные балки; б - расчетная схема плиты и усилия; 1 - плита; 2 - стропильные балки.

2.4 Проверка прочности панели по нормальным напряжениям


Расчетное поперечное сечение показано на Рис. 4. Так как


l0 = 4480 > 6×a = 6×467 = 2800 мм,


то вводимая в расчет ширина обшивок


bрасч = 0.9 ×b = 0.9×148 = 133 см.


Суммарная ширина дощатых ребер


Sbр = 4×4 = 16 см.


Модули упругости древесины Ед = 1000 кН/см2, фанеры семислойной марки ФСФ при d ф = 8 мм, Еф = 850 кН/см2, при d ф = 6 мм, Еф = 950 кН/см2. Принимаем усредненно Еф = 900 кН/см2, тогда коэффициент приведения древесины к фанере nд/ф = 1000/900 = 1.11.

Расстояние от низа плиты до центра тяжести приведенного сечения:


см,


а от верха плиты до центра тяжести приведенного сечения:


 см.


Приведенные геометрические характеристики:

 см3;

 см3.


Рис. 4. Расчетное поперечное сечение плиты


Расчетные сопротивления фанеры березовой семислойной по [1, табл.10] растяжению вдоль волокон: Rф.р = 14 МПа = 1.4 кН/см2, сжатию вдоль волокон при толщине листа 8 мм: Rф.с = 12 МПа = 1.2 кН/см2. Вводим поправочные коэффициенты. Для условия работы А3 по [1, табл.5] mв = 0.9. Для зданий II класса ответственности по [2, с. 34] gn = 0.9. Поправочный множитель к расчетным сопротивлениям:


 


2.5 Проверка растянутой обшивки с учетом сращивания листов фанеры на "yс" в расчетном сечении


 кН/см2,


что меньше чем


= 0.6 × 1.4 × 1 = 0.84 кН/см2,


где mф = 0.6 - коэффициент, учитывающий снижение прочности фанеры

при наличии стыков в расчетном сечении.

Прочность растянутой обшивки обеспечена.


2.6 Проверка сжатой обшивки на устойчивость


Предварительно, согласно [1, п. 4.26], вычисляем jф.

При а0/dф = 467/10 = 46.7< 50, находим


jф = .


Условие устойчивости:



Подставим значения:


 кН/см2;

 кН/см2;

 кН/см2.


Устойчивость сжатой обшивки обеспечена.


2.7 Проверка фанеры на скалывание по собственному клеевому шву


Предварительно находим статические моменты сдвигаемых частей относительно центра тяжести приведенного сечения.

Сдвигается верхняя обшивка,


Sсжотс = 133 × 1 × (7,1 - 1×0.5) =877,89 см3.


Сдвигается нижняя обшивка,


Sротс = 133 × 0.6 × (8,5 - 0.6×0.5) = 654,3 см3.


Наибольшим сдвигающим напряжениям соответствует


Smaxотс = Sсжотс = 877,89 см3 верхней обшивки.


По [1], табл.10 при dф = 10 мм расчетное сопротивление скалыванию в плоскости листа вдоль волокон наружных слоев Rф.ск = 0.8 Мпа = 0.08 кН/см2.

Проверяем условие [1], (42):


 кН/см2 < Rф.ск × 1 = 0.8 кН/см2


Прочность клеевого шва достаточна.


2.8 Проверка жесткости панели в целом


Наибольший относительный прогиб панели как двухопорной балки по середине пролета вычисляем по формуле:



Условие жесткости


 [1],


 табл.16 удовлетворяется.



3. Проектирование дощатоклееной балки


Для двухскатного малоуклонного покрытиятребуется рассчитать и сконструировать стропильную балку в двух вариантах: 1-дощатоклееная не армированная; вариант 2 - дощатоклееная с продольным армированием.


3.1 Исходные данные


Пролет поперечника в осях L = 21 м, шаг балок В = 4.5 м.

Настил из сборных клеефанерных плит. Нагрузка от собственной массы плит с кровлей: нормативная - 0.404 кН/м2; расчетная - 0.471 кН/м2.

Снеговая нормативная нагрузка - 1.71 кН/м2.

Класс ответственности здания - III.

Температурно-влажностный режим соответствует A3.

Пиломатериал - сосновые доски 2-го и 3-го сортов.

Предельный прогиб балки посередине [f/l] = 1:300.


3.2 Решение по варианту 1 из неармированного дощатоклееного пакета


Расчетная схема балки на рис.6.

Уклон крыши i = 1:15.

Расчетный пролет l0 = L - hк = 21 - 0.6 = 20.4 м.

Нагрузку от собственной массы балки со связями найдем, приняв


Ксв = 6

кН/м2


Подсчет нагрузок на балку приведен в таблице.


Вид нагрузки

Нормативная

gf

Расчетная


кН/м2

кН/м при В=4.5м


кН/м2

кН/м при В=4.5 м

Постоянная: от плит настила и кровли от собственной массы балки и связей

0.404 0.295

1.818 1.329

1.2

0.471 0.355

2.12 1.593

Итого:

0.699

3.147


0.826

3.715

Временная: снеговая

1.71

7.695

1.4

2.4

10.8

Всего:


10.862



14.51

*Коэффициент надежности по снеговой нагрузке gf = 1.4 принят в соответствии с п. 5.7 [2] при qнп/pнс = 0.699/1.71 = 0.408 < 0.8.


Высоту балки по середине пролета h предварительно определим из условия надежности по деформациям с учетом выражения для прогиба и известной формулы прогиба балки постоянной высоты при равномерно распределенной нагрузке


, где .


После подстановки и решения относительно h получим


,


где b - ширина сечения пакета;


 - поправочный коэффициент.


Задавшись предварительно рекомендуемыми отношениями h0/l = 1/15 и

h0/h » 0.5, по формулам вычисляем


;

.


Тогда



Шириной досок для пакета зададимся: b = 17.5 см без фрезерования кромок. Модуль упругости сосны Ед = 1000 кН/см2 = 107 кН/м2.

Подставив значения получаем


 м.


Принимаем h = 167 см.

На опоре h0 = h - 0.5×l0×i = 1.67 - 0.5×20.4×1/15 = 0.99м, что > 0.4×h = 0.668.м.

Проверим сечение балки из условий прочности.

По [1,табл. 3] находим требуемые расчетные сопротивления: при изгибе для древесины 2-го сорта Rи =15 МПа = 15 кН/см2; при скалывании вдоль волокон для 3-го сорта Rск = 1.5 МПа = 0.15 кН/см2.

Коэффициенты условий работы:

- для условий эксплуатации A3 по [1,табл.5], mв = 0.9;

- для балок высотой 120 см и более по [1,табл.7], mб = 0.8;

- при толщине слоя досок в пакете 33 мм по [1,табл.8], mсл = 1.

Коэффициент надежности по назначению для зданий II класса gn = 0.9.

Поправочные коэффициенты при расчетах:


на изгиб ;

на скалывание.


Поперечная сила в опорном сечении


Qmax = 0.5×q×l0 = 0.5×14.51×20.4 =148.1 кН.


Минимальная высота балки в опорном сечении из условия прочности на скалывание:


 см,

h0 = 99 > 85 см.


Прочность на скалывание обеспечена.

Расстояние от опоры до расчетного нормального сечения:


 м.


Изгибающий момент в сечении xр = 6.05 м равен:


 кН×м.


Высота балки в расчетном сечении:


 см.


Момент сопротивления расчетного сечения:


 см3.


Проверим условие устойчивости, задавшись предварительно коэффициентом устойчивости при изгибе jм = 1:


 кН/см2,

что < Rи×Õmi = 1.5×0.8 = 1.2 кН/см2.


Условие устойчивости удовлетворяется. При этом фактическая величина коэффициента


.


Найдем расстояние между связями в плоскости сжатой кромки, при котором


jм = 0.927:

 см,

гдеkф = 1.13 и  - коэффициенты.


Примем расстояние между связями lр = 255 см из условия расстановки.

Поперечное сечение балки компонуем из досок в заготовках 40 мм, после острожки - по пласти 33 мм. В крайних слоях располагаем доски 2-го сорта, а в среднем - 3-го сорта.


3.3 Решение по варианту 2 с продольной арматурой в растянутой зон


Задаемся арматурой из 2 Æ 20 А-II, А =6.28 см2.

Из условия расположения стержней следует принять . Примем  мм , тогда мм , по сортаменту b= 175 мм

Требуемый момент инерции среднего сечения для обеспечения жесткости берем из расчета по варианту 1 ,


I =I = = 6792133.54 см2


Комплексное металлодеревянное сечение приведем к однородному с помощью коэффициента


h=ЕS / Еd =20 .


Коэффициент


m =  = =0.0021


Для I находим требуемую высоту :


см


В опорном сечении


h0 =h - 0.5×l0×i = 1.606 - 0.5×21×1/15 = 0.906м >м, из расчета по прочности на скалывание (см. вариант 1).

Принимаем h0 =90.6 см, не изменяя средней высоты.

Уклон при этом равен: , что находится в рекомендуемых пределах.

Положение расчетного нормального сечения находим по


 м .


Изгибающий момент:


кН×м.


Высота расчетного сечения


см.


Приведенные геометрические характеристики расчетного сечения :


см4,

 см3,

 кН/см2 , что < Rи×Õmi = 1.5×0.8 = 1.2 кН/см2.


Допустимый коэффициент


,


при этом расстояние между связями в плоскости сжатой кромки должно быть не больше


см.


Принимаем шаг lр =340 см по условию размещения.

Стержни 2 O20, А-|| располагаем в квадратных пазах со сторонами а=25мм на эпоксидном клее ЭПЦ-1 или К-123 с наполнителем из древесной муки.

Проверяем прочность на скалывание древесины по периметру клеевого шва. Предварительно вычислим геометрические характеристики в опорном сечении. При этом


,

см4,

см3,

 см,

 кН/см2,

что < кН/см2


Прочность на скалывание по клеевому шву обеспечена.

Проверяем прочность опорной площадки на смятие древесины поперек волокон. По [1, табл.3] для опорных узлов Rсм =3.0 МПа.

При ширине опорной площадки b=17.5см требуемая длина ее


см.


Расчёт опорного узла с вклееными поперечными стержнями


Расчётная несущая способность одного стержня


,


Принимаю стержень d=1.6 см ; ℓ-длина заделки стержня =64 см

причём ℓ≥10d и ℓ≥0,7h0


 - учитывает неравномерность по длине


=1 при одном стержне; 0,9-при двух ; 0,8- при трёх в ряд. Если 2 и 3 стержня расположены в 2 ряда,  уменьшается на 0,1.



Рекомендуется на опоре в 2 ряда с центральной прокладкой на сварке.

 - на срез независимо от сорта древесины.


Требуется  -длиной по 64 см. или 6стержней меньшей длины.

Проверяем условие жесткости :



Где


;

;

 см4,



4. Проектирование дощатоклееных колонн поперечной рамы одноэтажного здания


4.1 Составление расчетной схемы двухшарнирной поперечной рамы и определение усилий в колоннах


Схема поперечника показана на Рис. 5. Поперечное сечение колонн принято bк = 17.5 см, hк = 80 см. Плиты покрытия ребристые клеефанерные толщиной

15.6 см. Кровля рубероидная. Стены панельные навесные толщиной 15.4 см, конструктивно подобны плитам покрытия.


Рис. 5. Расчетная схема поперечной рамы: а - вертикальные нагрузки на поперечную раму; б - параметры ветрового давления; в - статическая расчетная схема (основная система)

Расчетные нагрузки от собственной массы конструкций:

- от плит покрытия с рулонной кровлей qп = 0.471 кН/м2.

- от стропильных балок со связями qб = 0.354 кН/м2.

- от стеновых панелей qст = 0.341 кН/м2.

Расчетная снеговая нагрузка pсн = 2,4 кН/м2.

Ветровой район строительства - IV. Тип местности - C.

Расчетная схема поперечника представляет двухшарнирную П-образную раму. Стойками рамы являются колонны, защемленные в фундаментах, а ригель - - условно недеформируемая стропильная балка, шарнирно опертая на колонны.

При подсчете расчетных нагрузок на раму используем разрез и план здания. Шаг рам В = 4.5 м, свес карниза C = 1 м.

Постоянные нагрузки:

-от покрытия


кН;


-от навесных стен


 кН,


гдеhw = 1.262 м - величина участка выше верха колонны;

-от собственной массы со связями при


rm = 500 кг/м3 и gf = 1.3:

 кН.


От снега на покрытии:


 кН.


Нормативное ветровое давление на уровне земли для III ветрового района принимаем по [2, табл. 5] w0 = 0.48 кН/м2. На высоте Z от поверхности земли, согласно [2], ветровое давление вычисляется по формуле:


wz = w0 × k,


где k - коэффициент, характеризующий изменение ветрового давления на

 высоте, принимаемый по [2, табл. 6].

Для местности типа C значение k и вычисление соответствующих wz приведены ниже :



Неравномерное ветровое давление wz на участке высотою Нк заменяем эквивалентным равномерным wэк. Допускается использовать при этом условие равенства площадей эпюр wz и wэк.


кН/2.


Расчетное давление ветра на 1 п.м. вычисляем с участка стены шириной В с учетом аэродинамических коэффициентов с:


,


где gfw =1.4 - коэффициент надежности по ветровой нагрузке по [2, п. 6.11];


В = 4.5 м.


Значения аэродинамических коэффициентов, соответствующие профилю поперечника (см. Рис. 5) находим по [2, прил. 4, схема 2]: с наветренной стороны се = 0.8, с подветренной се3 = - 0.6. При этом:


с наветренной стороны qw = 0.192 × 0.8 × 1.4 × 4.5 = 0.968 кН/м;

с подветренной  q'w = - 0.192 × 0.4 × 1.4 × 4.5 = - 0.726 кН/м.


Ветровое давление с участков стен, расположенных выше верха колонн:

c наветренной стороны


W = ((0.4015+0.42043)/2 )× 1.262× 0.8 × 1.4 × 4.5 = 2.614 кН;


с подветренной


W' = - 0.411 × 1.262 × 0.6 × 1.4 × 4.5 = - 1.96 кН.


Расчетная схема поперечника с усилием в лишней связи X1 показана на рис.8, в.

Вычисляем продольное усилие в стропильной балке:


;

 кН.



Рис. 6. Расчетные схемы и расчетные усилия в колоннах.

Рассматриваем далее левую и правую стойки как статически определимые и для каждой из них определяем усилия в расчетных сечениях. Основными для расчета являются сечения в уровне низа и верха колонн. Заметим при этом, что при изменении направления ветра на противоположное, усилия в каждой из стоек станут также зеркальным отображением противоположной. На рис.9 показаны обе схемы загружения и эпюры N и M.

Левая стойка:

- верх:


 кН;.


- низ :


 кН;


Правая стойка:


- верх: N п0 = 165.4 кН; M п0 = 0;

- низ: N пmax = 190.7 кН;


Расчетные усилия:


N0 =165.4 кН; Nmax = 190.7 кН; Mmax = 63.364 кН×м.


4.2 Конструктивный расчет стержня колонны


Производим проверку сечения дощатоклееной колонны (рис.8, а) из условий устойчивости в плоскости и из плоскости поперечника. Сечение колонны

bк = 17.5 см, hк = 80 см. Пиломатериал - сосновые доски 2-го сорта толщиной 33 мм. По [1, табл.3] Rс = 15 МПа. Прикрепление к фундаменту выполнено с помощью анкерных болтов - жесткое в плоскости поперечника и условно-шарнирное из плоскости.

Коэффициенты условий работы:

- для условий эксплуатации A3 по [1, табл.5], mв = 0.9;

- для колонн с высотой сечения 80 см по [1, табл.7], mб = 0.9;

- при толщине слоя досок в пакете 33 мм по [1, табл.8], mсл = 1.0.

Коэффициент надежности по назначению для зданий III класса gn = 0.90.


4.2.1 Проверка устойчивости колонны в плоскости поперечника

Предварительно вычисляем:


 см2;

 см3.


Расчетная длина


lох = 2.2×Hк = 2.2 × 960 = 2112 см;


радиус инерции


rх = 0.289×hк = 0.289 × 80 = 23.12 см;


гибкость


lх = lох / rх = 2112/23.12 = 91.349


что удовлетворяет условию


lх < lmax = 120.


Вычисляем коэффициент продольного изгиба :



Вычисляем:


,

где кН/см2.


Изгибающий момент по деформированной схеме:


 кН×м.


Проверяем условие устойчивости:


 кН/см2,

что < Rc = 1.35 кН/см2.


Устойчивость в плоскости поперечника обеспечена.


4.2.2 Проверка устойчивости колонны из плоскости поперечника

Предварительно определим jy в предположении, что промежуточных связей нет:

Расчетная длина


lоy = Hк = 960 см;


радиус инерции


ry = 0.289×bк = 0.289 × 17.5 = 5.0575 см;


гибкость


ly = lоy / ry = 960/5.0575 = 189.817.


Так как


ly = 189.817 > lmax = 120,

то постановка промежуточных связей необходима.

Проверяем устойчивость при одной промежуточной связи.

Гибкость


ly = 0.5 ×960/5.0575 = 94.909, что < lmax = 120.


Вычисляем коэффициент продольного изгиба при l > 70:



Проверяем условие устойчивости:


 кН/см2, что < Rc = 1.35 кН/см2.


Устойчивость из плоскости поперечника обеспечена.


4.3 Расчет и конструирование узла крепления колонны к фундаменту


Требуется спроектировать опорный узел дощатоклееной колонны с металлическими траверсами по типу показанного на рис.10.


Рис. 7. Узел соединения колонны с фундаментом: а - конструкция узла; б - расчетная схема; 1 - фундаментные болты; 2 - траверсы; 3 - болты; 4 - вклеенные стержни; 5 - эпоксидная шпаклевка


Исходные данные: поперечное сечение колонны bк х hк = 17.5 х 80 см. Доски из древесины сосны 2-го сорта толщиной 33 мм.

Определение расчетных усилий в плоскости сопряжения с фундаментом.


 кН×м;

 кН.


Вычисляем эксцентриситет:


 м.


Так как е = 1.325 м больше hк/6 = 0.80/6 = 0.133, то имеется отрывной участок по плоскости сопряжения, следовательно, требуется расчет фундаментных болтов и элементов траверс.


4.5 Расчет фундаментных болтов


Вычисляем максимальное и минимальное напряжения в опорном сечении (см. Рис. 7, б):


 кН/см2

smax = 0.52 кН/см2;

smin = - 0.42 кН/см2 - отрывной участок.


Определяем высоту сжатой зоны:


 см.


Задаемся dб = 20 мм и находим (см. рис.10, а):


а = 0.5 × S2 + S1 = 4.75 × dб = 4.75 × 2.0 = 9.5 см;

см.

Принимаем фундаментные болты из стали марки ВСт3 кп 2 по ГОСТ 535-88 (см. табл. 60 [5]) с расчетным сопротивлением Ry = 185 МПа = 18,5 кН/см2.

Находим требуемую площадь одного болта в нарезной части:


 см2.


Принимаем болт диаметром dан = 27 мм, которому соответствует

Fнт = 4,59см2 > 4,06 см2.

Расстояние между фундаментными болтами в плане (см. Рис. 7, а) получим с учетом принятых а = 95 мм и dан = 27мм:


 мм;

 мм.


4.6 Расчет соединительных болтов


Расчетную несущую способность соединительных (глухих) болтов для крепления траверс к колонне находим по формуле как наименьшее из двух значений:


Тгл=0.5 × bк× dгл= 0.5 × 17.5 × 2 = 17,5  кН/шов.

Тгл = 2,5× d2гл=2,5 × 22 = 10 кН/шов.


Определяем количество болтов:


 шт.


Принимаем 8 болтов, размещаем их в два ряда с шагом:


S1 ³ 7 × dб = 7 × 20 = 140 мм;

S2 ³ 3.5 × dб = 3.5 × 20 = 70 мм;

S3 ³ 3 × dб = 3 × 20 = 60 мм.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1.     СНиП II-25-80. Деревянные конструкции: Нормы проектирования /Госстрой СССЗ. - М.: Стройиздат, 1983. -31с.

2.     СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия /Госстрой СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. -36 с.

3.     Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмассы: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Промышленное и гражданское строительство". - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1990. -287 с.

4.     Проектирование и расчет деревянных конструкций: Справочник /Под ред. Н.М.Гриня. -К.: Будивельник, 1988. -240 с.

5.     Рекомендации по проектированию панельных конструкций с применением древесины и древесных материалов для производственных зданий / ЦНИИСК им. Кучеренко. - М.: Стройиздат, 1982. -12 с.

6.     Серия 1.265 - 1. Деревянные панели покрытий общественных зданий. Вып. 3./ ЦНИИЭП учебных зданий. - М., 1979. - 28 с.

7.     ГОСТ 20850 - 84. Конструкции деревянные клееные. Общие технические условия.

8.     ГОСТ 24454 - 80 Е. Пиломатериалы хвойных пород. Размеры.

9.     СТ СЭВ 4409 - 83. Единая система проектно-конструкторской документации СЭВ. Чертежи строительные. Правило выполнения чертежей деревянных конструкций.




Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.