Проектирование здания

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Строительство


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

1. Описание конструктивной компоновочной схемы здания с необходимыми эскизами

Проектируемое здание — цех по производству оконных и дверных блоков в городе Сочи. Размеры в осях 22×122 м.; пролёт 22 м.; шаг основных несущих конструкций 3,3 м.; высота здания от уровня чистого пола до низа стропильных конструкций 7 м.

Рисунок 1.1 — Конструктивная схема здания.

Задаемся ориентировочными размерами колонн

Hк=5,80−0,15=5,65

Высота поперечного сечения колонны:

следовательно:

По таблице п. 2 [1] корректируем высоту, принимаем:

При этом количество досок равно 12 штук.

Находим ширину поперечного сечения колонны по таблице п. 2 [1]:

Принимаем доску 200 и минус на отстрожку 20: bk = 18 см.

Задаемся ориентировочными размерами стропильной балки

Находим высоту стропильной балки на опоре:

из условия:

находим:

Принимаем: Вб =0,3

Делаем проверку:

Принимаем доску 100 мм. и минус 20 мм. на отстрожку.

Задаемся ориентировочными размерами плиты покрытия

Тогда высота ребра плиты будет равна:

hр = 150 -6=144 см.

Тогда высота плиты будет равна:

Принимаем доску 50 мм — 6 мм на отстрожку вр=3,5

Задаемся ориентировочными размерами стеновой панели

Тогда высота ребра панели будет равна:

Тогда высота панели будет равна:

Из условия:

Sp ?50 см2

Sp= hp•bp ?50 см.

Находим: вр=4,6 см. Принимаем вр=4,6 см.

Правило расстановки связевых блоков

1) Связевые блоки устанавливаются у торцов здания и далее равномерно с расстоянием в свету не более 24 м.

2) При применении плит покрытия применяют связи, в виде деревянных распорок, квадратного поперечного сечения или круглых крестообразных тяжей из арматуры класса А-I диаметром 14 мм.

3) Оптимальный угол наклона связи к несущей конструкции 45є (допускается 30є-60є).

4) Расположение связей в покрытии и по стенам должно совпадать.

Схема расположения связей по оси А.

2. Конструктивные и химические меры по защите деревянных конструкций от гниения и возгорания

Защита древесины от гниения: конструктивная защита и химическая защита от гниения

Конструктивная защита от загнивания

Принципом конструктивной защиты деревянных конструкций от гниения является создание для древесины такого температурно-влажностного режима, при котором обеспечивается сохранение ее влажности ниже 20% на все время эксплуатации. Для этого необходимо проводить следующие конструктивные мероприятия.

Несущие деревянные конструкции должны быть открытыми, хорошо проветриваемыми и доступности для периодического осмотра.

Необходимо обеспечивать надежную гидроизоляцию деревянных конструкций и их частей, соприкасающихся с грунтом, фундаментами, бетоном, каменной кладкой и массивными металлическими частями.

Поскольку в толще ограждающих элементов, находящихся в зоне изменения температур, возможно образование конденсата, несущие деревянные конструкции следует располагать либо целиком в пределах отапливаемого помещения, либо вне его. Панели покрытия и стен беспустотной конструкции не должны иметь деревянных элементов в зоне низких температур. Пустотные ограждающие конструкции должны иметь осушающие вентиляционные продухи, обеспечивающие быстрое высыхание древесины. При этом холодный сухой воздух вводится под карниз, а сырой и теплый выпускается у конька.

Деревянные покрытия следует осуществлять с наружным отводом атмосферных вод. Деревянные стены защищаются от косого дождя и снега широким венчающим карнизом или широким свесом. Торцы брусьев или бревен защищают от проникновения влаги посредством обшивки досками.

Деревянные покрытия не рекомендуется устраивать с фонарями верхнего света.

Химическая защита от загнивания

Конструктивных мер для защиты древесины от гниения недостаточно при эксплуатации деревянных конструкций в условиях постоянного или периодического увлажнения. Для таких деревянных конструкций антипсептирование является основным мероприятием по защите от гниения, рассчитанным на весь срок службы древесины.

Антисептическая обработка элементов деревянных конструкций и изделий должна производиться в производственных условиях на специализированном оборудовании.

В случае невозможности централизованного снабжения строительства элементами деревянных конструкций химически защищенными от гниения, допускается проведение антисептической обработки древесины на месте строительства механизированным, а в отдельных случаях и ручными способами.

Перед антисептической обработкой древесину необходимо очистить от коры и луба. Вся механическая обработка лесоматериалов (распиловка, сверление отверстий и т. д.) производится до антисептирования.

Вид антисептической обработки древесины выбирается в зависимости от условий эксплуатации деревянных конструкций.

Защита древесины от возгорания: конструктивная защита и химическая защита от возгорания

Конструктивная защита от возгорания

Конструктивными мерами по предотвращению возгорания и интенсивного развития пожара в деревянных зданиях предусматривается применение деревянных конструкций из массивных, преимущественно строганных элементов, — брусьев, бревен, клееных массивных элементов без острых выступающих частей, щелей, трещин, так как элементы деревянных конструкций, имеющие сечение более 100Ч100 мм., во время активного горения обугливаются со скоростью 0,75−1 мм. в мин, и поэтому такие деревянные конструкции сохраняют свою несущую способность в течение 30−45 мин.

Строящиеся здания должны иметь гладкие стены и потолок без выступающих внутрь помещения деревянных частей, иметь беспустотные ограждающие конструкции с применением в них несгораемых или трудносгораемых утеплителей.

Воздушные прослойки разделяются на отсеки (площадью до 50 м2) несгораемыми диафрагмами, не препятствующими осушению полостей.

Деревянные поверхности покрываются огнезащитной облицовкой и штукатуркой, деревянные части отделяются от источников нагрева специальными противопожарными преградами. Деревянные конструкции должны эксплуатироваться при температуре, не превышая 50? С.

Химическая защита от возгорания

К трудносгораемым относятся деревянные элементы, пропитанные водными растворами огнезащитных солей в цилиндрах под давлением с поглощением сухой соли до 75 кг. на 1 м3 древесины. Однако такая обработка снижает прочность древесины на 10−20%, а при обработке клееных элементов может наступить полная потеря прочности клеевого шва через 1−2 года. Поэтому в последнее время практически отказались от такой обработки.

Более эффективна поверхностная защита древесины от возгорания.

Технология нанесения огнезащитных покрытий, красок и обмазок аналогична нанесению антисептических паст и влагозащитных покрытий. Нанесение покрытий необходимо производить в два или более слоев с тем, чтобы обеспечить требуемый расход. Последующий слой наносится после высыхания предыдущего слоя.

3. Расчет клеефанерной плиты покрытия

Определение типа и размера поперечного сечения плиты

Рисунок 3.1 — Конструктивная и расчетная схема панели покрытия.

Сбор нагрузок на плиту

Таблица 1 — Сбор нагрузок на 1 м2 плиты

Наименование нагрузки

qn

гm

q

1. Верхняя фанерная обшивка

7

1,1

7,7

2. Нижняя фанерная обшивка

4,2

1,1

4,6

3. Вес ребер

5,93

1,1

6,52

4. Утеплитель минераловатной плиты

15

1,2

18

5. Пароизоляция 1 слоя руберойда с = 5 кг/м2

5

1,3

6,5

6. Гидроизоляционный ковер 4 слоя руберойда С= 20кг/м2

20

1,3

26

7. Итого:

57,13

69,32

8. Вес вспомогательных элементов 10% от итого

5,71

6,93

9. Итого собственный вес плиты

62,84

76,25

10. Снеговая

168

240

11. Всего нагрузка на плиту

230

316,25

qp = qpтабл• 1,5= 316,25•1,5=474,4 кгс/м.

qн = qнтабл• 1,5= 230,84•1,5=346,26 кгс/м.

Определение геометрических характеристик поперечного сечения плиты

враспл•k

врас=150•0,9=135 см

n=Eg / Eф = 100 000/90 000=1,1

Рассчитываем приведенную к фанере площадь поперечного сечения.

Fпр=Fфв+Fфн+Fg•n=(врас•бфв)+(врас•бфн)+(4вр•hр) •n

Fпр= 475 см2

Расчитываем приведенный статический момент, поперечного сечения относительно нижней плоскости сечения.

Sпр=Sфв+Sфн+Sg•n

Sфв= Fфв•(бфн+hр+ бфв/2)

Sфн= Fфн• бфн/2

Sg= Fg•(бфн+hр/2)

Sпр=2092,5+24,3+2021,76•1,1=4340,74 см3

Sфв=135(0,6+14,4+½)=2092,5 см3

Sфн=81•0,6/2=24,3 см3

Sg=259,2(0,6+14,4/2)=2021,76 см3

Положение нейтральной оси приведенного сечения равно:

y0=Sпр/Fпр

y0=4340,74/501,12=8,66 см

y0> hпл/2

8,66> 16/2=8

Момент инерции

Рассчитываем приведенный к фанере момент инерции сечения

Jпр= Jфв+ Jфн+ Jg•n

Момент инерции всегда расчитывается относительно центральной оси

Jфв= врас• бфв3/12+Fфв(hпл0— бфв/2)2

Jфв= 135• 13/12+135(16−8,66−½)2=11,25+6316,12=6327,4

Чтобы перенести нейтральную ось отдельно от фигуры, к нейтральной оси всего сечения необходимо прибавить к моменту инерции фигуры Fф•квадрат расстояния от центра тяжести этой фигуры до нейтральной оси сечения.

Jфн= врас• бфн3/12+ Fфн•(y0— бфн/2)2

Jфн= 135• 0,63/12+ 81•(8,66- ½)2=5663,5

Jg=4вр• hр/12+ Fg•(y0— бфн/2- hр/2)

Jg=4•4,5• 14,43/12+ 259,2•(8,66- 0,3- 7,2)=4779,65

Jпр=5662,47+6175,67+4767•1,1=17 082 см4

Приведенный момент верхней обшивки равен

Wфв= Jпр/ hпл — y0

Wфн= Jпр/ y0

Wфв=16 770,55/16−8,66=2285 см3

Wфн=16 770,55/8,66=1937 см3

Определяем максимальное значение изгибающегося момента и по перечной силы

М=qp•lрас/8

Q= qp•lрас/2

lрас=B- 2•5,5

lрас=340−2•5,5=329см

Расчет по нормальным напряжениям. Прочность растянутой фанерной обшивки проверяется по формуле:

М/ Wфн? Rфр•mф

М=4,74•3292/8=64 132,7

Q= 4,74•329/2=779,73

64 132,7/779,73=82,24

140•0,6=84

82,24< 84

Устойчивость сжатой фанерной обшивки следует проверять по формуле:

М/ Wфв•цср? Rфс

64 132,7/2285•0,6=46,77

46,77< 120

a= впл -4вр/3

a= 150−4•35/3=45,3 см

45,3/1=45,3 => цф=1-(a/ вфв)2/5000=0,59=0,6

Проверяем верхнюю фанерную обшивку на местный изгиб от сосредоточенного груза m=100 кг., как заделанную в местах приклеивания к ребрам пластин.

М=Р•a/8

W=a• бфв2/6

у=M/W? Rфн•mw

M=120•45,3/8=679,5кгс•см

W=45,3•12/6=7,55 см3

у=679,5/7,55=90

90< 160

ф= Q•Sфво-о/ Jпр•4вр? Rфск

ф= 779,73•923,4/ 16 770,55•4•3,5=3,1? Rфск

Sфво-о= Fфв(hпл-y0— бфв2)

Sфво-о=135(16−8,66−½)=923,4

ф=3,1

3,1< 8

Проверка по дифформации выполняется по формуле:

f? lрас/200=329/200=1,645

f=5/384 •qн• lрас4ф•• Jпр=5/384•3294/90 000•16770,55= 0,27

0,27< 1,6

4. Расчет ограждающей стеновой конструкции

Конструктивная схема стеновой панели

Рисунок 4.1 — Конструктивная схема стеновой панели.

Сбор нагрузок на панель

Таблица 2 — Сбор нагрузок на панель

Наименование нагрузки

qn

гf

q

1. Вес фанеры

20

1,1

22,0

2. Вес ребер

4,5

1,1

3,63

3. Утеплитель

6,60

1,2

7,92

4. Итого:

31,1

33,55

5. Вес вспомогательных элементов 10%

2,95

3,2

6. Итого собственный вес панели

34,05

36,75

Вес ребер:

Vребер= hp•bp•B

Vребер= 0,035•0,1086•4,5=0,02

m= Vребер•500=0,02•500=7•2=14

Sпан= В • 1,2=4,5•1,2=5,4

q=m/Sпл=20/6=3,3

Вес утеплителя:

Vутепл=0,67

m=0,67•50=33,5

Sутепл=4,5•1,13=5,085

q=33,5/5,1=6,6

Нагрузка от собственного веса с учетом 2-х панелей.

qн= qнт • 2 =34,05•2=68,1 кг

qр= qрт • 2 =36,75•2=73,5 кг

qнсв= qн •1, 2 = 68,1•1,2=81,72

qрсв= qр •1, 2 = 73,5•1,2=88,2

Погонная ветровая нагрузка равна:

qнв= qн • 1,2=38•1,2=45,6

qрв= qнв•гf = 45,6 •1,4=63,84

Определение максимальных значений моментов

Рисунок 4.2 — Расчетная схема стеновой панели.

Qсв=qсвр•B/2

Qсв=73,5•4,5/2=165,38 кгс

Qв= qрвр•B/2

Qв=57,2•4,5/2=128,7 кгс

Определение геометрических характеристик поперечного сечения панелей

а) б) в)

Рисунок 4.3 — Сечение стеновой панели.

а) поперечное сечение стеновой панели в вертикальной плоскости;

б) расчетная схема панели при изгибе в вертикальной плоскости;

в) расчетная схема при изгибе в горизонтальной плоскости.

враспан•ц

врас=1,08 м

Приведенный к фанере момент инерции:

Jпр=2Jф+Jg•h

Jпр=2•3807+960,62•1,11=8680

Jф=(врас•бф3/12)+Sф••(hр/2+ бф/2)2

Jф=(108•13/12)+108•(10,86/2+ ½)2=9+3797,81=3807

Jq=2вр••hр3/12

Jq=2•10,863/12=960,62

Wпр=2Jпр/hпан

Wпр=2•8680/12,86=1350

Проверка прочностей по нормальным напряжениям в растянутой обшивке

где mф — коэффициент, учитывающий соединение листов фанеры по длине панели, равен 0,6.

6,031< 140

Проверка на скалывание по шву приклейки фанерной обшивки к ребрам не производим, т.к. из-за малой высоты поперечного сечения панелей расчет на скалывание выполняется всегда.

f? lрас/200=0,005

f=5/384 •qн• lрас4ф•• Jпр=5/384•0,41•3294/90 000•3807=14,02*0,01=0,14

0,14< 1,6

Конструктивная схема стропильной конструкции

0,08

Сбор нагрузок на стропильную конструкцию

Вес от плит покрытия и снега:

qп.п. н=qтаблн•В

qп.п. н=230,84•4,5=1039 кгс/м

qп.п. р=qтабл•В

qп.п. р=316,25•4,5=1423 кгс/м

Расчет стропильной конструкции покрытия

От собственного веса балки:

qсв. н=Vб•сg/lб

qсв. н=5,784•500/24=120,5 кгс/м

qсв. р= qсв. н•гf

qсв. р=120,5•1,1=132,55 кгс/м

Итого:

qн= qп.п. н+ qсв. н

qн=1039•120,5=125 199,5 кгс/м

qр= qп.п. р+ qсв. р

qр=1425•132,55=188 884 кгс/м

Определение положения опасного сечения

x=lб/2•lоп/hср

x=(24/2)•(2,42/2,4)=121,2 см

Определяем геометрические характеристики опасного сечения

hx= hср-?(lб/2-x)

hx=200−1/24,2(2400/2−121,2)=155,77

Wx=(вб• hx2)/6

Wx=10•155,772/6=40 440,5

Определяем изгиб момента в опасном сечении

Мх=((qр•lб)/2)•х-(qр•х2)/2

Мх=(18,89•(2400/2)•121,2-(18,89•121,22/2)=2 608 619,6

Проверку следует производить по формуле

ухx/Wx?Rg. u. •mб•mс

ух=2 608 619,6/40 440,5=64,51< 128

Проверка опорного сечения на скалывание

Проверяем условие:

где Qmax — расчетная поперечная сила;

S — статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

Jоп — момент инерции брутто поперечного сечения относительно нейтральной оси;

B — расчетная ширина сечения.

Qmax=qр•lб/2

Qmax=1423•24/2=17 076 кгс

S=вб•hоп2/8

S=10•2422/8=73 205 см 3

Jоп= вб•hоп3/12

Jоп=10•2422/12=11 810 407 см 4

ф=17 076•73205/11 810 407•10=10,58

10,58< 16

Расчет стропильной конструкции по II группе предельного состава

f/l? [ f/l]

f=f0/k (1+c (hср/l)2)

f0=5/385•(qн•l4)/(Eg•Jср)

f0=5/385•(12,52•24004)/(100 000•115200000)=0,36

Jср= вб•hср3/12

Jср=100•2403/12=115 200 000 см4

k= 0,15+0,85•(hоп/ hс)

k=0,15+0,85•(242/ 240)=1,01

c=15,4+3,8•(hоп/ hс)

с=15,4+3,8•(242/ 240)=19,23

f=0,36/1,01(1+19,23(242/2400)2)=0,43

0,43/2400=0,18

Список используемой литературы

1. ГОСТ 24. 454−80. Пиломатериалы хвойных пород;

2. ГОСТ 39. 16. 2−96. Фанера общего назначения с наружными слоями из шпон хвойных пород;

3. ГОСТ 8240–89. Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент;

4. ГОСТ 8509–93. Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент;

5. Карлсен Г. Г. Конструкции из дерева и пластмасс. -М: Стройиздат, 1986;

6. Зубарев Г. Н. Конструкции из дерева и пластмасс. -М: «Высшая школа», 1990;

7. СНиП II-25−80. Деревянные конструкции;

8. СНиП 2. 01. 07−85*. Нагрузки и воздействия.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой