Проектирование сельскохозяйственного здания

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Строительство


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

Задание на проектирование

Введение

Конструирование и расчет ограждающих элементов

Конструирование и расчет основных несущих конструкций

Конструирование и расчет двухконсольной рамы из клееных блоков

Конструирование и расчет узлов

Список литературы

Задание на проектирование

строительство конструкция двухконсольная рама

Номер варианта

Внутренние габариты здания

Вид кровли

Рекомендованная конструкция

Место строительства

Основные материалы

1

2

3

4

5

6

2

42×36 м

H=2,6 м

холодная прогонная

Двухконсольная рама из прямолинейных клееных блоков

Ленинградская область (III снеговой район)

древесина хвойных пород, асбестоцементные листы усиленного профиля

Назначение: сельскохозяйственное здание по унифицированной габаритной схеме.

Введение

Рамы относятся к плоским распорным конструкциям, и являются наиболее рациональным решением для зданий и сооружений где требуется использовать внутренний объем. Поэтому в данном задании, где объектом проектирования является здание сельскохозяйственного назначения, — было решено использовать в качестве несущей конструкции двухконсольную раму пролетом 36 м.

Место строительства сооружения находится в третьем снеговом районе. Проектируемое здание не требует поддержания высокой температуры, является помещением складского типа, поэтому в проекте принята холодная прогонная кровля.

Конструирование и расчет ограждающих элементов

Конструирование покрытия

Асбестоцементные листы усиленного профиля 2500×1000 мм

Конструирование и расчет разрезного прогона

Принимаю сечение прогона 150×200 мм

Расчетная длина l=6,0 м

Шаг прогонов в плане В=1,0 м

Древесина хвойных пород, 2 сорта.

Основные используемые материалы и их характеристики:

Напряженное состояние и характеристика элементов, расчетные сопротивления

Обозначение

Расчетные сопротивления, МПа, для сортов древесины

1

2

3

древесина хвойных пород

1

Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон:

элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см

Rи, Rс, Rсм

16

15

11

2

Скалывание вдоль волокон:

— при изгибе неклееных элементов

Rск

1,8

1,6

1,6

3

Скалывание вдоль волокон:

— при изгибе клееных элементов

Rск

1,6

1,5

1,5

4

Смятие поперек волокон местное:

-в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов

Rсм 90

3

3

3

5

Скалывание поперек волокон:

— в соединениях клееных элементов

Rск 90

0,7

0,7

0,6

6

Растяжение вдоль волокон:

Клееные элементы

Rр

12

9

-

7

Модуль упругости вдоль волокон

Е

10 000

10 000

10 000

Сбор нагрузок на прогоны сечением 150×200:

№ п/п

Наименование

Нормативная нагрузка qн Н/м2 (Па)

Коэфф-т надежности

Расчетная нагрузка qр Н/м2 (Па)

Постоянные нагрузки

1

Асбестоцементные листы усиленного профиля (ВУ-К)

L=2500 мм, В=1000 мм

Масса 1 листа 39 кг

156

1,2

187

2

Прогоны

Шаг 1,0 м

Сечение 150×200 мм г =600 кг/м3

180

1,1

198

Всего:

336

385

Временные нагрузки

3

Снеговая нагрузка

1260

1/0,7

1800

4

Ветровая нагрузка

-

-

-

Всего

1596

-

2185

Расчет прогона на прочность.

Н м

Н м

Мпа

Запас прочности 7,5%

Расчет прогона на прогиб.

Условие жесткости:

где fо прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета деформаций сдвига;

h наибольшая высота сечения;

l пролет балки;

k коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;

с коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы.

Н/м

Н/м

с=15,4+3,8в=15,4+3,8*1,0=19,2

k=1,0

(по табл. 3, прил. 4 СНиП II-25−80)

Условие жесткости выполнено.

Проверка прочности по скалыванию.

Rск=1,6 МПа

4. Конструирование и расчет основных несущих конструкций

Конструирование и расчет двухконсольной рамы из клееных блоков

Несущая рама — клеедощатая, из прямолинейных элементов, двухконсольная. Вынос консоли 2,0 м.

Пролет здания м, шаг рам В=6м.

Ограждающие конструкции покрытия: холодная прогонная кровля из асбестоцементных листов усиленного профиля.

Стойки рамы опираются на фундамент.

Материал конструкции — доски хвойных пород II сорта с влажностью до 12%. Сечение досок 0,175×0,032 мм, а с учетом острожки 0,175×0,027 мм.

Клей для склеивания досок между собой — фенольно-резорциновый.

Жесткость всего здания обеспечивается соединением основных несущих конструкций прогонами.

Cбор нагрузок

№ п/п

Наименование

Нормативная нагрузка qн Н/м2 (Па)

Коэффициент надежности

Расчетная нагрузка qр Н/м2 (Па)

Постоянные нагрузки

1

Асбестоцементные листы усиленного профиля (ВУ-К)

L=2500 мм, В=1000 мм

Масса 1 листа 39 кг

156

1,2

187

2

Прогоны

Шаг 1,0 м

Сечение 150×200 мм

г =600 кг/м3

180

1,1

198

Всего:

336

385

Временные нагрузки

3

Снеговая нагрузка

1260

1/0,7

1800

4

Ветровая нагрузка

-

-

-

Всего

1596

-

2185

Нормативная нагрузка от собственного веса ригеля рамы:

Н/м

Расчетная нагрузка от собственного веса ригеля рамы:

Н/м

Определяю ветровую нагрузку на стойку рамы:

(II ветровой район)

К- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте

С- аэродинамический коэффициент

По табл.6 СНиП 2. 01. 07−85 определяю:

К=0.5 при h<5 м

Левая стойка:

;

Правая стойка:

;

Расчетная нагрузка на ригель рамы:

А=0:

В=0:

?М=0:

?М=0:

Н

Проверка:

;;

;

Нахождение усилий в подкосах и стойках

2=35°)

;

;

;

.

Определение продольных усилий в элементах рамы

— в подкосе и стойке рамы:

;

;

— в сечениях узлов Е и Е' с наружной стороны

;

— в сечениях узлов E и E' с внутренней стороны

;

;

— в сечениях узлов F и F' (ц=21°, г=34°)

;

;

;

;

— в ригеле в сечении у ключевого шарнира

;

.

Определение изгибающих моментов в сечениях ригеля (левая сторона)

Определение изгибающих моментов в сечениях ригеля (правая сторона)

Подбор сечений ригеля рамы

Рассмотрим наиболее опасное сечение 4'.

Размер сечения 5' 0,175×0,621 м.

Принимаю размер сечения 6' 0,175×0,351 мм.

Коэффициент в=0.4 (0,324/0,810=0,57)

Мmax=455 346 Н*м

Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле

,

где Мд изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме.

,

где коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле

, или

М изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;

Коэффициент продольного изгиба следует определять по формулам:

при гибкости элемента

;

при гибкости элемента 70

,

где коэффициент, а = 0,8 для древесины;

коэффициент, А = 3000 для древесины.

Гибкость элементов цельного сечения определяют по формуле

,

где lо расчетная длина элемента;

r радиус инерции сечения элемента с максимальными размерами брутто соответственно относительно осей y и z.

Расчетную длину элемента lо следует определять умножением его свободной длины l на коэффициент 0

lо = l0

Расчет на устойчивость

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле

где Fбр площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке lp;

Wбр максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке lp. ;

коэффициент продольного изгиба

м коэффициент, определяемый по формуле:

Мmax=140 978 Н*м

Nmax=118 794 Н

F=0. 810*0. 175=0. 14 175 м2

Rc=Rи=15 МПа

Кф=1,13 (коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке lp, определяемый по табл. 2 прил. 4 СНиП II-25−80)

Запас 12%.

Проверка по скалыванию

Определяю расчетную поперечную нагрузку в опасном сечении 4':

Fр max=0. 810*0. 175=0. 14 175 м2

Qp max=105 534 H

Rck=1.5 МПа

Расчет на прогиб

Условие жесткости:

l=10 м

qн=(1619,5*6)+632=10 349 Н/м

h=hmax=0. 810 м

K- коэффициент, учитывающий переменность сечения

К= 0,15+0,85в=0,15+0,85*0,4=0,49

С=5,4+2,6в=6,44

Запас 8%

Расчет на прочность сечения 4 с левой стороны.

Расчет внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов следует производить по формуле

,

где Wрас расчетный момент сопротивления поперечного сечения;

Fрас площадь расчетного сечения нетто.

Rp=9 МПа

Rи=15 МПа

F =0. 810*0. 175=0. 14 175 м2

N=51 506 H

M=124 732 Н*м

Расчет стойки

Расчет стойки на прочность производим по максимальному сжимающему усилию

N=-28 467 H

M=Q1*3. 1+Q2*0. 3=3865*3. 1+605*0. 3=12 163 Н*м

Подбираю сечение стойки 0,175×0,189 м

F=0. 189*0. 175=0. 33 075 м2

Запас прочности 8,5%

Расчет стойки на устойчивость

где Fбр площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке lp;

Wбр максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке lp. ;

коэффициент продольного изгиба

м коэффициент, определяемый по формуле:

Мmax=12 163 Н*м

Nmax=28 467 Н

F=0. 189*0. 175=0. 33 075 м2

Rc=Rи=15 МПа

Кф=1,13 (коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке lp, определяемый по табл. 2 прил. 4 СНиП II-25−80)

Проверка по скалыванию

Определяю расчетную поперечную нагрузку

Fр =0. 189*0. 175=0. 33 075 м2

Rck=1.5 МПа

Расчет раскоса

Расчет на прочность

Подбираю сечение 0,175×0,081 м (3 доски 0,027×0,175м)

Расчет на устойчивость

r= 0. 29h=0. 29*0. 081=0. 2 349 м

Устойчивость не обеспечена

Подбираю сечение 0,175×0,216 м

r= 0. 29h=0. 29*0. 216=0. 6 264 м

Конструирование и расчет узлов

Расчет производится из условия

Т> N

Т- несущая способность соединения

N- продольное усилие

Число нагелей nн в симметричном соединении, кроме гвоздевого, следует определять по формуле

,

где N расчетное усилие;

Т наименьшая расчетная несущая способность, найденная по формулам табл. 17(СНиП II-25−80);

nш число расчетных швов одного нагеля.

nш=2

с=17.5 см

d=1.2 см- диаметр нагеля

Т=0,5cd=0. 5*17. 5*1. 2=10.5 кН

(принимаю 10 нагелей)

для стальных нагелей

S1 = 7d; S2 = 3,5d; S3 = 3d;

S1 = 7d=7*1,2=8,4 см

S2 = 3,5d=3,5*1,2=4,2 см

S3 = 3d=3*1,2=3,6 см

стойка

,

где N расчетное усилие;

Т наименьшая расчетная несущая способность, найденная по формулам табл. 17(СНиП II-25−80);

nш число расчетных швов одного нагеля.

nш=2

с=17.5 см

d=1.2 см- диаметр нагеля

Т=0,5cd=0. 5*17. 5*1. 2=10.5 кН

(принимаю 2 нагеля)

для стальных нагелей

S1 = 7d; S2 = 3,5d; S3 = 3d;

S1 = 7d=7*1,2=8,4 см

S2 = 3,5d=3,5*1,2=4,2 см

S3 = 3d=3*1,2=3,6 см

Раскос

(принимаю 10 нагелей)

Q=13 962*14−12 703−200 964*sin66. 08°=-939 H

N'=-13 962*14*sin30°+200 964*cos36. 08°+12 703*sin30°-454*cos30°-

-2900*cos30°=68 131 H

Число нагелей nн в симметричном соединении, кроме гвоздевого, следует определять по формуле

,

(принимаю 4 нагеля)

для стальных нагелей

S1 = 7d; S2 = 3,5d; S3 = 3d;

S1 = 7d=7*1,2=8,4 см

S2 = 3,5d=3,5*1,2=4,2 см

S3 = 3d=3*1,2=3,6 см

Список литературы

1. СНиП II-2580 Нормы проектирования «Деревянные конструкции», Стройиздат, Москва, 1983 г.

2. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-2580) ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР, Москва, 1986 г.

3. СНиП 2. 01. 07−85** «Нагрузки и воздействия», Госстрой СССР, Москва, 1988 г.

4. С. А. Корзон, Н. Н. Литвиненко Методические указания «Проектирование элементов покрытия для легких деревянных сооружений», СПб, 2007 г.

5. И. М. Гринь, К.Е. Джан-Темиров, В. И. Гринь «Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчет», «Вища школа», Киев, 1975 г.

6. С. А. Корзон Методические указания для студентов специальности 1201-архитектура «Проектирование клеедощатых и клеефанерных рам», Ленинград, 1987 г.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой