Деревянные конструкции промышленного здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Уральский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра "СК и СП"

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: "Конструкции из дерева и пластмасс"

На тему: "Деревянные конструкции промышленного здания"

Екатеринбург - 2008

Содержание

1. Исходные данные

2. Расчетная часть

2.1 Обоснование и выбор покрытия и его основной несущей конструкции

2.1.1 Выбор основной несущей конструкции

2.1.2 Выбор покрытия

2.2 Определение нагрузок

2.3 Расчет элементов покрытия

2.4 Расчет основных несущих конструкций

2.4.1 Многоугольная (полигональная) брусчатая ферма

2.5 Конструирование и расчет связей

3. Технико-экономические показатели

4. Средства защиты элементов конструкций

Литература

1. Исходные данные

Пролет здания: b=36м.

Длина здания: l=60м.

Варианты основной несущей конструкции:

1) Многоугольная (полигональная) брусчатая ферма.

2) Крутая треугольная арка (система) из прямоугольных клееных элементов.

Условия эксплуатации - А3.

Температурно-влажностные условия эксплуатации: mb=0,9.

Порода древесины - пихта.

Нагрузки от снега и ветра по районам ІІ и ІV.

2. Расчетная часть

2.1 Обоснование и выбор покрытия и его основной несущей конструкции

2.1.1 Выбор основной несущей конструкции

Вариант. Многоугольная (полигональная) брусчатая ферма.

1. Определение собственной массы (веса) ОНК на 1 м ² горизонтальной проекции покрытия (пола):

,

где q^н - нормативная постоянная нагрузка от массы покрытия (за исключением собственного веса ОНК), кН/м ² горизонтальной проекции покрытия; с учетом очертания покрытия (кровли) она определяется по формуле:

;

;

q^н_кр - вес одного квадратного метра покрытия (настила, прогонов, утеплителя, кровли или панелей покрытия) согласно выбранной конструктивной схеме и ориентировочно принятых размеров, кН/м ², крыши;

l - пролет ОНК, в м;

S - длина верхнего пояса ОНК, в м;

P^н - суммарная временная нагрузка на покрытие от снега, ветра и подвесного оборудования, в кН/м ², горизонтальной проекции покрытия;

где p^н_сн - нормативная снеговая нагрузка на 1 м ² площади горизонтальной проекции покрытия, принимается согласно СНиП 2.01.07-85 для заданного района;

По таблице 4 [3] вес снегового покрова для II снегового района равен .

Нормативное значение снеговой нагрузки:

,

где: .

;

К_св - коэффициент собственного веса ОНК, зависящий от формы, схемы и размеров конструкции.

2. Определение расхода древесины и металла:

,

;

Определение объема древесины:

.

3. Определение сметной стоимости ОНК:

.

Вариант 2: Крутая треугольная арка из прямоугольных клееных элементов.



1. Определение собственной массы (веса) ОНК на 1 м ² горизонтальной проекции покрытия (пола):

;

;

.

2. Определение расхода древесины и металла:

,

.

Определение объема древесины:

.

3. Определение сметной стоимости ОНК:

.

Таблица. Сравнение вариантов

№	Показатели	1 вариант	2 вариант
1	Расход древесины	0,019	0,053
2	Расход металла	0,031	0,014
3	Сметная стоимость	11,53	14,76

Исходя из сравнения вариантов, выбираю для дальнейшего расчета, крутую треугольную арку из прямоугольных клееных элементов, т.к. она экономичнее по расходу древесины и металла.

2.1.2 Выбор покрытия

По назначению здания и температурно-влажностному режиму определили, что здание отапливаемое, и влажность воздуха внутри здания при температуре до 35^оС - до 60 %, а максимальная влажность клееной древесины для конструкции - 9 %. Древесина, используемая в здании, для основной несущей конструкции - пихта, а рекомендуемые типы и марки клеев - резорциновые и фенольно-резорциновые (ФР-12, ТУ 6-05-1748-75, ФРФ-50, ТУ 6-05-281-14-77). Поправочный коэффициент к механическим характеристикам m_в=1, см. в табл. 5 СНиП II-25-80, а расчетные сопротивления в зависимости от напряженного состояния и характеристики элементов см. в табл. 3 СНиП II-25-80.

Для покрытия используем клеефанерную панель, листы из водостойкой фанеры в качестве обшивки.

Принимаем ширину плиты . Шаг ферм В=6 м, значит длина плиты . Получили следующие размеры фанерной плиты покрытия: длина - 5980 мм, ширина - 1440 мм.

Обшивку устраиваем из фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ по ГОСТ 3916-69 толщ. 8мм, ребра из сосновых досок второго сорта. Клей марки ФР-12. утеплитель - минераловатные плиты толщиной 8см на синтетическом связующем, плотность утеплителя 1 кг/м³. Пароизоляция из полиэтиленовой пленки толщиной 2 мм. Воздушная прослойка над утеплителем - вентилируемая вдоль панели. Обшивки конструируем наименьшей допустимой толщины: верхнюю из семислойной фанеры толщиной 8мм, нижнюю - аналогично. Для удержания утеплителя в проектном положении устанавливаем решетку из брусков 25х 25 мм, которые крепятся гвоздями к ребрам. Стыки обшивки могут быть выполнены на ус или впритык с накладками.

Панели предназначены для укладки по несущим деревянным конструкциям. Кровля из рулонных материалов (рубероид) - трехслойная. Первый слой рубероида наклеивают на заводе с применением мастик повышенной теплостойкости и механизированной прокатки слоя. Оставшиеся два слоя наклеивают после установки панели.

Каркас панели состоит из четырех продольных ребер (см. рис 1). Высота панели , ширина ребра после механической обработки бруска составляет 40мм. Получили ребра сечением 40х 184мм. Шаг ребер принимаем из расчета верхней фанерной обшивки на местный изгиб поперек волокон от сосредоточенной силы как балки, заделанной по концам (у ребер) шириной 1000мм. Расстояние между ребрами в осях .

Изгибающий момент в обшивке . Момент сопротивления обшивки шириной 1000мм . Напряжение от изгиба сосредоточенной силой (здесь 1,2 - коэффициент условия работы для монтажной нагрузки).

Воздушная прослойка над утеплителем вентилируемая вдоль панели.



Рис. 2. Утепленная клеефанерная панель покрытия:

1. Обшивка из фанеры ;

2. Утеплитель;

3. Пароизоляция;

4. Продольные ребра из досок;

5. Поперечные ребра из досок;

6. Торцевая доска для крепления панели к опоре;

7. Боковые трапециевидные бруски.

2.2 Определение нагрузок

Нагрузка	Нормативная, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная, кН/м2
Постоянные:
Кровля рубероидная трехслойная	0,12	1,3	0,148
Фанера марки ФСФ 2х 0,008х 7	0,112	1,1	0,123
Каркас из сосновой древесины: продольные ребра с учетом брусков продольных стыков поперечные ребра	0,127 0,011	1,1 1,1	0,139 0,011
Утеплитель - минераловатные плиты	0,124	1,1	0,136
Пароизоляция	0,02	1,1	0,022
Вес панели:	0,514		0,579
Собственный вес фермы	0,18	1,1	0,20
ИТОГО:	0,69		0,78
Временные:
Временная (снеговая)	0,70	1,4	0,98

Собственный вес фермы: .

Коэффициент надежности по снеговой нагрузке в соответствии с п. 5.7 СНиП 2.01.07-85 для отношения нормативного веса покрытия к весу снегового покрова равен ?_f=1,4, где. Коэффициент (прил. 3 СНиП 2.01.07-85). Полное нормативное значение снеговой нагрузки Полная нагрузка на 1м панели: нормативная ; расчетная .

Постоянная нагрузка:

- нормативная: .

- расчетная: .

Временная нагрузка:

- нормативная: .

- расчетная: .

Расчетные характеристики материалов.

Для фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ семислойной толщиной 8мм по табл. 10 и 11 СНиП II.25-85 имеем:

1. Расчетное сопротивление растяжению ;

2. Расчетное сопротивление сжатию ;

3. Расчетное сопротивление скалыванию ;

4. Модуль упругости .

Для древесины ребер по СНиП II.25-85 имеем:

1. Расчетное сопротивление изгибу, сжатию и смятию:;

2. Расчетное сопротивление скалыванию ;

3. Модуль упругости

2.3 Расчет элементов покрытия

Геометрические характеристики сечения панели.

Приведенная расчетная ширина фанерных обшивок согласно СНиП II.25-85 п. 4.25:

Геометрические характеристики поперечного сечения клеефанерной панели приводим к фанерной обшивке. Приведенный момент инерции поперечного сечения панели:

.

Приведенный момент сопротивления поперечного сечения панели:

.

Приведенная площадь сечения:

.

Проверка панели на прочность.

Нормативная нагрузка:

.

Максимальный изгибающий момент в середине пролета

.

Напряжения в растянутой обшивке:

,

где 0,6-коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления фанеры в растянутом стыке.

Расчет на устойчивость сжатой обшивки производят по формуле:

.

При расстоянии между продольными ребрами в свету и толщине фанеры

, тогда .

, прочность обеспечена.

Проверка клеевых соединений фанеры на скалывание.

Поперечная сила равна опорной реакции панели .

Приведенный статический момент верхней обшивки относительно нейтральной оси .

Расчетная ширина клеевого соединения .

Расчет на скалывание по клеевому слою фанерной обшивки (в пределах ширины продольных ребер) производят по формуле:

. Прочность обеспечена.

Расчет панели на отрыв ветром.

,

к=0,65 - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте.

с=2 - аэродинамический коэффициент (СНиП 2.01.07-85)

.

.

.

Несущая способность одного гвоздя из условия прогиба, d=5мм. .

Крепление на шурупах:

(пластинки толщиной t=4,0мм).

.

,

где - из табл. 19 СНиП.

.

Принимаем 2 шурупа d=5,0мм.

Размеры накладки 50х 70мм.

Проверка прогиба панели.

Относительный прогиб:

.

Жесткость обеспечена.

2.4 Расчет основных несущих конструкций

2.4.1 Многоугольная (полигональная) брусчатая ферма

Геометрические размеры:

L=36м - длина фермы;

f=36/6=6м - высота фермы.

Постоянная нагрузка:

- нормативная: .

- расчетная: .

Снеговая нагрузка:

- нормативная: .

- расчетная: .

а) Равномерно распределенная по всему пролету:

.

б) Распределенная с коэффициентами 1,25 и 0,75 на половинах пролета:

.

.

Рис. Расчетная схема фермы

Статический расчет сегментной фермы выполняем в программе Лира-9.4 для глобальной схемы. Результаты вычислений заносим в таблицу.

Таблица 1. Усилия в элементах фермы

Эле-мент фер-мы	Обозначение	Усилия в элементах фермы, кН
		Постоянная нагрузка	Временная нагрузка	Максимальные
			Равномерная по всему пролету	По закону треугольника на каждом полу-пролете	Равномерная на ? пролете	Треугольная на ? пролета	Min	Max
Верхний пояс	О1 О2 О3 О4 О5 О6 О7 О8 О9 О10 О11 О12	-127,619 -126,674 -126,514 -123,705 -123,640 -126,360 -126,360 -123,640 -123,692 -126,546 -126,610 -127,477	-120,256 -119,365 -119,215 -116,568 -116,506 -119,070 -119,070 -116,506 -116,555 -119,245 -119,305 -120,122	-98,686 -87,857 -87,746 -68,391 -68,355 -57,865 -57,865 -55,401 -55,424 -61,257 -61,288 -65,202	-88,521 -76,758 -76,661 -54,842 -54,813 -39,412 -59,542 -43,695 -43,714 -35,778 -35,796 -32,765	-87,463 -83,560 -83,455 -72,860 -72,822 -59,542 -39,412 -28,923 -28,935 -23,682 -23,694 -21,688	-247,875 -246,039 -245,729 -240,273 -240,146 -245,430 -245,430 -240,146 -240,273 -245,729 -246,039	-215,082 -203,432 -203,175 -178,547 -178,453 -165,772 -165,772 -152,563 -152,627 -150,228 -150,304
Нижний пояс	U1 U2 U3 U4 U5 U6	-10,858 0,583 10,387 10,387 0,538 -11,036	-10,231 0,549 9,788 9,788 0,507 -10,399	17,165 8,615 -0,322 -6,758 -9,173 -9,527	29,011 17,549 4,241 -8,622 -17,969 -24,210	16,635 18,021 13,157 -3,381 -17,501 -26,930	-21,089 1,132 10,065 1,765 -17,431	18,153 18,604 20,175 1,045 -20,563
Раскосы	D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10	16,927 3,975 17,651 -1,706 7,849 7,849 -1,706 17,743 4,064 17,162	15,950 3,746 16,632 -1,608 7,396 7,396 -1,608 16,720 3,830 16,171	1,566 19,126 -4,926 14,340 -7,196 7,196 0,130 4,829 6,788 4,813	-0,934 20,926 -9,545 18,825 -14,073 14,688 -9,579 9,886 -3,828 5,380	7,887 9,553 1,732 12,860 -14,789 22,190 -14,472 14,936 -5,783 8,129	15,993 7,721 8,106 -3,314 -6,940 0,653 22,572 -1,719 21,975	24,901 34,283 17,119 15,245 30,039 -1,576 34,463 10,852 33,333
Стойки	V1 V2 V3 V4 V5	-13,656 -13,633 -14,040 -13,714 -13,887	-12,868 -12,846 -13,230 -12,923 -13,085	-17,374 -8,595 0,000 -4,264 -8,746	-12,977 -12,990 -6,620 0,115 0,043	-17,408 -8,640 -0,550 0,076 0,029	-26,623 -27,270 -26,637 -26,972	-26,524 -22,228 -14,040 -13,844

Конструктивный расчет фермы.

Условимся, что при проектировании деревянных элементов сегментной фермы будет использована пихта второго сорта, для изготовления стальных элементов - сталь марки ВСт 3сп 5. Для склеивания древесины будет использован фенольно-резорциновый клей марки ФРФ-50 (ТУ 6-05-281-14-77).

Подбор сечения панелей верхнего пояса.

Изгибающий момент в панелях разрезного верхнего пояса сегментных ферм определяем по формуле:

,

M₀ - балочный момент, т.е. изгибающий момент в свободно лежащей балке пролетом равным проекции панели на горизонталь;

N - продольная сила;

f - стрела подъема панели.

Вычисляем изгибающие моменты М в опорных панелях верхнего пояса при различных сочетаниях действия постоянной и временной нагрузок.

? Снеговая нагрузка равномерно распределена:

.

? Снеговая нагрузка распределена по треугольнику:

.

? Снеговая нагрузка равномерно распределена на второй половине пролета:

.

? Снеговая нагрузка распределена по треугольнику на второй половине пролета:

.

В качестве расчетной принимаем панель А-Б при загружении фермы равномерно распределенной нагрузкой по всему пролету:

.

Принимаем клееные блоки верхнего пояса, состоящие из 10 слоев фрезерованных с четырех сторон досок. Сечение досок до фрезерования 4x25 см., после фрезерования 3,3x25 см. Поперечное сечение имеет следующие геометрические характеристики:

;

Поскольку эпюры моментов близки к симметричным параболического очертания, то:

, так как

0

..

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемого верхнего пояса фермы производим исходя из предложения о том, что связи будут раскреплять панели фермы по концам в узлах и в их средней части:

.

,

т.е. устойчивость плоской формы деформирования панелей верхнего пояса фермы обеспечена.

Подбор элементов нижнего пояса.

. Принимаем нижний пояс из двух уголков по ГОСТ 8510-86, причем полки у уголков размером 14см. располагаем вертикально, а полки размером 9 см. горизонтально вплотную одни к другим, сваривая их через интервалы не более , принимаем интервал 1983мм., т.е. каждую панель разбиваем на 3 пояса.

Геометрические характеристики поперечного сечения нижнего пояса:

.

Нагрузка от собственного веса двух уголков (масса 1м. уголка 17кг).

Проверка прочности уголков в середине второй или третьей панели нижней пояса:

Проверка прочности уголков в промежуточных узлах нижнего пояса, где они ослаблены отверстиями под болты (диаметр отверстий ):

.

.

Подбор сечения раскосов.

Принимаем раскосы изготовленных из клееной древесины и состоящих из двух досок сечением см после фрезерования. Размеры сечений раскосов:

? Раскосы ОГ и КТ рассчитываем на сжатие:

.

? Раскосы ПЕ и ЗС рассчитываем на сжатие:

? Раскосы ЕР и ЗР рассчитываем на сжатие:

.

? Раскосы ГП и КС рассчитываем на растяжение (с учетом расслабления сечения болтами):

;

Из условия гибкости: .

.

.

Принимаем размеры сечения :

.

.

Принимаем сечение раскосов и стоек .

Подбор сечения стоек.

Принимаем стойки, изготовленные из клееной древесины и состоящих из двух досок сечением см после фрезерования. Размеры сечений стоек:

Стойку РЖ рассчитываем на сжатие:

.

Расчет крепления стальных пластинок-наконечников к раскосам.

Принимаем пластинки-наконечники, которые выполнены из полосовой стали толщиной ?=1см. и шириной 10 см. Число пластинок - две. Пластинку к раскосам крепим двумя болтами диаметром 16 мм двумя гвоздями диаметром 5мм.

Определяем несущую способность одного условного среза болта:

Из условия смятия древесины раскоса:

.

Из условия изгиба болта:

.

.

.

где - число болтов; - число условных срезов.

Проверка прочности пластинок-наконечников на растяжение в местах ослабления болтами и гвоздями. Раскосы ГП и КС.

.

Проверка прочности пластинок-наконечников на продольный изгиб. Рассмотрим пластинки-наконечники, прикрепленные к раскосам БО и МТ:

.

Гибкость пластинок-наконечников:

.

Коэффициент продольного изгиба находим по таблице 72 СНиП ІІ-23-81:

.

Расчет опорного узла.

В опорном узле верхний пояс упирается в упорную плиту с ребрами жесткости, приваренную к вертикальным фасонкам сварного башмака. Снизу фасонки приварены к опорной плите. Толщина фасонок 1см. Принимаем размеры площади контакта торца верхнего пояса с упорной плитой .

Проверка торца верхнего пояса на смятие: .

.

Проверяем местную прочность на изгиб упорной плиты. Рассмотрим среднюю часть упорной плиты как прямоугольную плиту. Свободно опертую по четырем сторонам, которыми являются вертикальные фасонки башмака и ребра жесткости упорной плиты. Вертикальные фасонки толщиной по 10мм располагаем на расстоянии 240мм в свету для того, чтобы между ними могли разместиться два неравнобоких уголка нижнего пояса с шириной полок 110 мм.

.

При .

Изгибающий момент в опертой по контуру плите:

.

.

Крайние части упорной плиты рассмотрим как консоль. Расчет ведем для полосы шириной 1см. .

.

Принимаем упорную плиту толщиной 1,6 см:

.

.

Проверим общую прочность упорной плиты на изгиб. Расчет ведем приближенно как расчет балок таврового сечения пролетом, равным расстоянию между осями вертикальных фасонок; Нагрузка на рассматриваемую полосу плиты:

.

Интенсивность нагрузки под торцом элемента верхнего пояса шириной 25см:

.

Изгибающий момент в балке таврового сечения:

.

Момент инерции сечения:

.

.

.

.

.

.

Рассчитываем опорную плиту. Полагаем, что опорная плита башмака опирается на мауэрлатный брус . Принимаем размеры опорной плиты 42x35см. Опорная реакция: . Напряжение смятия под опорной плитой:

.

Изгибающий момент в консоли опорной плиты при ширине расчетной полосы 1см и вылете .

.

Задаемся толщиной плиты 1,2 см. Момент сопротивления поперечного сечения полосы шириной 1см:

.

Расчет промежуточных узлов верхнего пояса.

В узлах верхнего пояса ставим сварные вкладыши, предназначенные для передачи усилий и крепления раскосов. Площадь поверхностей плит вкладыша, соприкасающихся с торцами блоков верхнего пояса: . Толщина плит вкладыша .

Проверка торцов клееных блоков верхнего пояса на сжатие и смятие:

Проверка прочности на изгиб плиты вкладыша:

Рассматриваем полосу плиты вкладыша шириной 1см как двухпролетную балку с .

.

.

.

Рассчитываем узловой болт на изгиб от равнодействующей усилий в раскосах. При действии на ферму снеговой нагрузки, распределенной по закону треугольника на половине пролета:

.

Изгибающий момент в узловом болте:

.

Принимаем диаметр болта .

.

.

Проверяем прочность на расстояние стальных пластин-наконечников, ослабленных узловым болтом:

Расчет промежуточных узлов нижнего пояса. Диаметр узлового болта находим из условия его изгиба силой, равной разности усилий в смежных панелях нижнего пояса:

.

Изгибающий момент в болте определяем аналогично тому, как его вычисляли в промежуточных узлах верхнего пояса:

.

Принимаем узловой болт :

.

.

Расчет узла крепления стойки к верхнему поясу.

Проверка на прочность и скалывание от М и Q балочных усилий:

.

Расчет количества штырей в стыке:

?Fобщ=Q/R_y =13,64/(230,9)=0,66см ², принимаю 8O16 ?F=8,03см².

Требуемая площадь шайбы для передачи усилия от растянутой стойки верхнему поясу из условия смятия:

= 13,64 · 10³ · 0,95/(0,9 · 3,2) = 0,45 · 10⁴ мм ².

Принимаем 8 шайб из стали ВСт 3пс размером 3030 мм, с площадью 7200 мм ². Толщину шайбы определяем из условия ее изгиба и принимаем 10 мм.

2.5 Конструирование и расчет связей

Проектируем систему связей жесткости в покрытии по деревянным пологим фермам пролетом 36м, шагом 6м производственного здания размером в плане 36х 60м. Частично используется в качестве продольных элементов связей жесткости кровля, состоящая из утепленных плит.

Торцевые стены фахверковые с навесными панелями. Стеновые панели крепятся к фахверковым стойкам, которые расположены через 6м, шарнирно присоединены к фундаменту и верху балок.

По торцам здания предусмотрены две поперечные связевые фермы, поясами которых служат стропильные фермы, а решетка состоит из раскосов и стоек продольных ребер плит, а также вертикальные связи и связи по колоннам. При таком решении вертикальных связей горизонтальная опорная реакция связевых ферм воспринимается наклонным подкосом вертикальных связей. расчет покрытие несущая конструкция

Нормативная постоянная нагрузка на 1м² покрытия расчетная нагрузка . Расчет ведем по наиболее опасному сочетанию нагрузок - постоянная нагрузка совместно с ветровой и снеговой нагрузками, умноженными на коэффициент сочетания .

Нормативная снеговая нагрузка для II района , расчетная с учетом коэффициента сочетания .

Расчетная ветровая нагрузка для IV района при аэродинамических коэффициентах , для положительного ветрового давления и для отрицательного, с учетом коэффициента сочетания .

.

.

В качестве расчетной схемы принята развертка хорд сегментных ферм.

Максимальные усилия в раскосах:

сжимающее: -69,4кН.

растягивающее - 67,5кН.

Предельная гибкость раскосов .

;

.

Принимаем h=15см.

Гибкость .

Принимаем сечение раскосов 15х 15см с F=225см^2.

.

Прочность раскосов не обеспечена.

Принимаем сечение раскосов 18х 18см с F=324см².

Принимаем h=18см.

Гибкость .

.

Прочность раскосов обеспечена (при сжатии).

.

Прочность раскосов обеспечена (при растяжении).

Узел крепления раскосов.

Соединительную пластину принимаем толщиной 6мм. Болты крепления пластины, диаметром 12мм, располагаем в два продольных ряда. Несущая способность болта на один шов из условия изгиба панели:

.

Из условия сжатия в крайних элементах .

Требуемое количество болтов.

Принимаем 10 болтов.

Проверка соединительной пластины на центральное сжатие:

.

Условие выполняется.

Диаметр болта, с помощью которого раскос крепится к фасонке, принимаем диаметром 32мм, t=6мм.

Несущая способность болта на срез:

где .

Несущая способность болта на сжатие:

где принят болт из стали с временным напряжением 440МПа.

Проверяем сварной шов, соединяющий фасонку с пластиной закладной детали.

.

Принимаем k_ш=6мм.

Длина шва по металлу шва

.

Принимаем l_ш=18см.

Закладную деталь, присоединяющую раскосы к стропильной ферме крепим 4 болтами. Усилие на один болт .

Принимаем болт диаметром 20мм.

Несущая способность болта из условия изгиба нагеля:

.

Несущая способность из условия сжатия нагеля:

.

Центрально растянутые раскосы проверяем на прочность с условием ослабления сечения:

.

Расчет вертикальной связевой фермы.

Усилие на одну вертикальную связь:

.

Максим. усилия, сжимающие и растягивающие N=3,2кН.

Предельная гибкость раскосов .

;

.

Принимаем h=12см.

Гибкость .

Принимаем сечение раскосов 12х 12см с F=144см².

.

Прочность раскосов обеспечена (при сжатии):

.

Прочность раскосов обеспечена (при растяжении).

Узел крепления раскосов.

Соединительную пластину принимаем толщиной 4мм. Нагели крепления пластины, диаметром 12мм.

Несущая способность нагеля (из условия смятия древесины):

.

-из условия изгиба нагеля:

.

Определяем количество нагелей:

n=N/T=3,2/4,2=0,76 принимаем 2 нагеля.

3. Технико-экономические показатели

Для оценки весовой эффективности и металлоемкости основной несущей конструкции определяем фактические коэффициент собственного веса и коэффициент металлоемкости.

.

4. Средства защиты элементов конструкций

По назначению здания и температурно-влажностному режиму определили, что здание отапливаемое и влажность воздуха внутри здания при температуре до 35^оС - до 60 %, а максимальная влажность клееной древесины для конструкции - 9 %. Древесина, используемая в здании, для основной несущей конструкции - пихта, а рекомендуемые типы и марки клеев - резорциновые и фенольно-резорциновые (ФР-12, ТУ 6-05-1748-75, ФРФ-50, ТУ 6-05-281-14-77).

Клееные элементы фермы не требуют биозащитной обработки, за исключением участков, соприкасающихся с металлическими деталями. Для защиты от увлажнения боковые поверхности древесины окрашивают влагозащитными эмалями (УРФ - 1128 по ТУ 6-10-1421-76). Толщина лакокрасочной пленки для конструкций группы А 1-120±10мм (расход эмали на 1м^2-350гр).

Неклееные элементы деревянных конструкций группы А 1 пропитывают в горячехолодных ваннах комбинированными растворами антисептика с поглощением сухой соли не менее 50кг и 2,5-3,5кг на 1м ² древесины.

Обработка антисептиками: 5-10 % раствор пентахлорфенола натрия, или препарата типа ХМББ-3324 (ГОСТ 23787.2-79 10 % концентрации, бихромат натрия 2,5 %, медный купорос 2,5 %, борная кислота-3,3 %, бура 1,7 %, вода 90 %).

Для защиты от возгорания несущих конструкций покрытия эффективна поверхностная обработка водными растворами типа: ПП (калий углекислый 2,5 %, керосиновый контакт 3 %, вода 72 %), МС (диаммония фосфат технический 20 %, сульфат аммония технического 5 %, керосиновый контакт 3 %, вода 72 %), ББ-11 по ГОСТ (бура техническая 10 %, кислота борная 10 %, вода 72 %).

Удержание сухой соли антисептика на 1м ² поверхности должно быть не менее 100гр. Приведенные антипирены легко вымываются, поэтому обязательно наносить лакокрасочное покрытие.

Литература

1. Гринь И.М. "Строительные конструкции из дерева и пластмасс", 1979 г.

2. Пасынков Б.П. "Конструкции из дерева и пластмасс. Методическое пособие", 2001 г.

3. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80), 1986 г.

4. Слицкоухов Ю.В. "Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования", 1991 г.

5. СНиП II-25-80 "Деревянные конструкции".

6. СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия".

7. СНиП II-23-81 "Стальные конструкции".

Размещено на Allbest.ru

...