Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Исходные данные

Тепловой режим работы здания - тёплый.

Район строительства г. Тюмень.

Снеговой район - III. Расчетное значение веса снегового покрова Sg = 1,8кПа.

Ветровой район - I. Нормативное значение ветрового давления w0 = 0,23кПа.

Ветровой район по средней скорости ветра - 4.

Вид ригеля: балка односкатная с параллельными поясами клеедощатая.

Здание без кранового оборудования - склад. Основные размеры здания: пролет L = 16 м, высота от пола до низа стропильной конструкции H = 4,2 м; Н1=1 м, шаг А = 4,5 м, количество шагов n = 10, длина здания: l = n•А = 45 м.

Ограждающие конструкции покрытия - дощатый настил по прогонам.

Влажность внутреннего воздуха: 75%.

Влажностный режим помещения: влажный (влажность внутреннего воздуха <75 % при температуре внутреннего воздуха свыше до 24 С).

Температурно-влажностные условия эксплуатации конструкций: класс условий - 2, основной класс - 2, подкласс - 2,1 (внутри отапливаемых помещений при температуре до 35С, относительной влажности воздуха свыше 60 до 75%).

1.1 Предварительный подбор сечения клеедощатой стойки сплошного сечения

Предельная гибкость для колонн равна 120. Тогда при л = 120 и распорках, располагаемых по верху колонн и при высоте Н = 4,2+1 = 5,2 м получим:

,

где: µ0х=2,2 - при одном защемленном и другом свободном нагруженном конце;

µ0у=1 - при шарнирно-закрепленных концах, а также при шарнирном закреплении в промежуточных точках элемента.

По сортаменту принимаем ширину доски - 175 мм.

С учетом острожки 175-8=167 мм.

Доску принимаем толщиной 50 мм, с учетом фрезерования 50-5,5=44,5 мм

Рассчитываем количество досок в пакете: 330/44,5=8 досок

Принимаем фактические размеры стойки: 167Ч330 мм

Рис. 1. Предварительный подбор сечения колонны

1.2 Назначение предварительных размеров балки

Балка односкатная с параллельными поясами клеедощатая.

Высота балки в середине пролета назначается по условиям h = (1/10-1/12)Lб, а на опорах 1,6 ? h0 ? 1,333м. При L=16м принимаем h=1,4 м.

Рис. 2. Схема основных несущих конструкций здания

Шаг прогонов назначаем из рекомендаций: [0.75ч1.5] м. Принимаем шаг равный 1 м. Угол б = 3о

1.3 Теплотехнический расчет стены

Конструктивно принимаем толщину утеплителя д=130мм, г=25кг/м3 (минераловатный утеплитель)

1.4 Теплотехнический расчет покрытия

Конструктивно принимаем толщину утеплителя д=150мм, г=25кг/м3 (минераловатный утеплитель)

2. Расчет конструкции покрытия

Принимаю материал настила сосну II сорта:

Ru = 13 Мпа - расчетное сопротивление на изгиб для сосны II сорта;

mb = 1 - коэффициент условий эксплуатации;

гн(сс) = 0,9 - коэффициент надежности по сроку службы 50-100 лет;

mд = 0,8- для конструкций, в которых напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80 % суммарного напряжения от всех нагрузок.

Принимаю материал прогонов сосну II сорта:

Ru = 13 Мпа - расчетное сопротивление на изгиб для сосны II сорта;

mb = 1 - коэффициент условий эксплуатации;

гн(сс) = 0,9 - коэффициент надежности по сроку службы 50-100 лет;

mд = 0,8- для конструкций, в которых напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80 % суммарного напряжения от всех нагрузок.

2.1 Сбор нагрузок

Исходя из конструкции кровли, проводим сбор нагрузок, действующих на рабочий настил. Данные сведены в табл. 2.1

Таблица 2.1. Расчет нагрузок на 1 погонный метр расчетной полосы рабочего настила

№	Наименование нагрузки:	Норм. знач.	Коэф.	Расч. знач.
		qн	надежн.	qp
			гf
1	Профнастил Н57-750-0,6	0,075	1,05	0,08
2	Гидроизоляция Никофол NW	0,001	1,2	0,0012
3	Настил покрытия (разреженный),	0,04	1,1	0,044
4	Рабочий слой (разреженный),	0,0625	1,1	0,0688
Итого:	0,179		0,194
4.1	Снеговая	1,26	1,43	1,8
Всего:	1,439		1,994

Монтажная (сосредоточенный груз) 1 кН 1,2 1,2 кН

Коэффициент надежности по нагрузке для позиции 1 принят согласно таблице 1 - для металлических конструкции.

Коэффициент надежности по нагрузке для позиции 2 принят согласно таблице 1 - для изоляционных материалов, выполняемых в заводских условиях.

Коэффициент надежности по нагрузке для позиции 3 принят согласно таблице 1 - для деревянных конструкций.

2.2 Определение расчетных усилий и геометрических характеристик сечения

Расчет ведем на нормальную составляющую нагрузки при б = 3о.

Рабочий настил рассчитываем на следующие сочетания нагрузок:

1) постоянная и временная нагрузка от снега (расчет на прочность и прогиб);

2) постоянная и временная от сосредоточенного груза с умножением последнего на коэффициент перегрузки (расчет только на прочность).



Рис. 3

Расчетное значение нормальной составляющей для полосы 1м условно вырезанной вдоль ската (первое сочетание нагрузок) (рис. 3):

Максимальный изгибающий момент при первом сочетании нагрузок:

Рис. 4

Действие сосредоточенного груза от веса человека с инструментом:

.

Расчетное значение нормальной составляющей для полосы 1м условно вырезанной вдоль ската (второе сочетание нагрузок) (рис. 4):

Максимальный изгибающий момент при втором сочетании нагрузок:

Так как , то расчет ведем для

Определяем геометрические характеристики сечения рабочего настила:

Момент сопротивления настила:

Момент инерции настила:

Рис. 5

2.3 Проверка прочности и жесткости принятой конструкции настила

Проверку прочности (I группа предельных состояний) осуществляем по формуле.

,

где

- расчетный изгибающий момент;

- расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента

<=11,6 МПа.

Условие прочности обеспечено

2.4 Проверка прогиба

Величина относительного прогиба:

,

где

Находим

<.

Принятая конструкция удовлетворяет требованиям II- ой группы предельных состояний.

3. Расчет спаренного многопролетного неразрезного прогона

3.1 Сбор нагрузок, статический расчет

Исходя из конструкций покрытия к данным, представленным в табл. 2.1, добавим собственный вес прогонов, вес утеплителя и домножим на ширину грузовой площади, равной расстоянию между прогонами 1 м. (табл. 3.1).

Таблица 3.1. Расчет нагрузок на 1 погонный метр расчетной полосы прогона

№	Наименование нагрузки:	На 1 м2	На пролет прогонов 1,5м	Норм. знач.	Коэф.	Расч. знач.
				qн	надежн.	qp
					гf
1	Профнастил Н57-750-0,6	0,075	1	0,075	1,05	0,0788
2	Гидроизоляция Никофол NW	0,001	1	0,001	1,2	0,0012
3	Настил покрытия (разреженный),	0,04	1	0,04	1,1	0,044
4	Рабочий слой (разреженный),	0,0625	1	0,0625	1,1	0,0687
5	Утеплитель Минеральная вата	0,0375	1	0,0375	1,2	0,045
6	Пароизоляция Изоспан А	0,001	1	0,001	1,3	0,0013
7	Дощатый настил	0,08	1	0,08	1,1	0,088
8крайн	Прогон (3 доски 0,113х0,15)	0,085	1	0,085	1,1	0,093
8средн	Прогон (2 доски 0,088х0,15)	0,066	1	0,066	1,1	0,073
	Итого постоянная крайний	0,382		0,382	1,1	0,4202
	Итого постоянная средний	0,363		0,363	1,1	0,3993
9	Снеговая1	1,26	1	1,26	1,43	1,8
Всего 1+2+3+4+5+6+7+8кр+9:	1,642		1,642		2,2202
Всего 1+2+3+4+5+6+7+8ср+9:	1,623		1,623		2,1993

Расчетная схема прогона - неразрезной многопролетный дощатый спаренный прогон длиной, равной . Схема работы неразрезного прогона - равнопрогибная.

Максимальный изгибающий момент над второй от края опоре:

;

над средними опорами:

.

Расчет ведем для двух моментов: над первой с края опоре и для всех средних прогонов .

Так как б = 3о, то сечение прогона рассчитываем на прямой изгиб.

Нормальная составляющая к скату;

Скатная составляющая (вдоль ската кровли).

Тогда имеем следующее:

1) Для вторых с края опор:

- расчетное значение нагрузок

- нормативное значение нагрузок

2) Для средних опор:

- расчетное значение нагрузок

- нормативное значение нагрузок

Моменты над вторыми с края опорами (расчетные):

Моменты над средними опорами (расчетные):

3.2 Определение геометрических характеристик сечения прогона

Для крайних пролетов:

3.3 Проверка прочности и жесткости прогонов

Расчет на прочность цельного сечения при изгибе проводим по формуле:

,

где

- расчетный изгибающий момент

- момент сопротивления поперечного сечения нетто

Для сечения над вторыми от края опорами:

- сосна II сорт.

Для сечения над средними опорами:

Проверку прогиба (II группа предельных состояний) при прямом изгибе выполняем по формуле (для равнопрогибной схемы работы прогона):

,

Для крайних прогонов:

Для средних прогонов:

.

Предельный относительный прогиб определяем для прогонов покрытия:

Видим что < 0,005; < 0,005.

Оба сечения удовлетворяют проверке прочности (I группа предельных состояний) и жесткости (II группа предельных состояний).

4. Расчет клеедощатой односкатной балки

Конструктивное решение балки.

Принимаем балку покрытия: односкатную клеедощатую балку с параллельными поясами.

Высота клеедощатой балки и уклоном в 3°.

Односкатную балку покрытия проектируем прямоугольного сечения из пакета уложенных плашмя остроганных по пластам досок, склеенных фенольным водостойким клеем.

несущий колонна многопролетный балка

4.1 Сбор нагрузок на покрытие

Таблица 4.1. Нагрузки на покрытие

Вид нагрузки	Коэф. перегрузки	Нагрузки
		Единичные, кН/м2	На 1 м балки, кН/м
		нормативная	расчетная	нормативная	расчетная
Постоянная загрузка
Постоянная нагрузка	-	0,382	0,4202	0,382•4,5=1,719	0,4202•4,5=1,89
Клеедощатая балка	1,1	0,492	0,5412	0,492•4,5=2,214	0,5412•4,5=2,44
Итого		0,874	0,9614	3,933	4,33
Снеговая нагрузка	1,43	1,26	1,8	1,26•4,5=5,67	1,8•4,5=8,1
Полная нагрузка	-	2,134	2,7614	9,603	12,43

Нормативная нагрузка на покрытие от панелей кровли при ее уклоне = 3°:

,

где - нормативная нагрузка на панель.

Расчетная нагрузка на покрытие от панелей кровли при ее уклоне = 3°:

,

где - расчетная нагрузка на панель.

Нормативная нагрузка от клееной балки покрытия:

,

где S = 1,26 кН/м2 - нормативная снеговая нагрузка.

kс.в. = 5 - коэффициент собственного веса балки пролетом 16м.

4.2 Расчетная схема

Определение расчетных усилий.

Расстояние х от опоры до наиболее напряженного при изгибе сечения при равномерной нагрузке равна 0.5l=0.5*16=8м.

Расчетные изгибающий момент в опасном сечении и поперечная сила на опоре балки:

Требуемый момент в сопротивления балки в опасном сечении:



= 1 - коэффициент эксплуатации здания

= 13 МПа - расчетное сопротивление на изгиб для сосны II сорта

При известных высотах сечений балки прямоугольного профиля ширина сечения определяется по следующим условиям прочности:

по нормальным напряжениям от изгиба

на скалывание клеевого шва в опорных зонах

где kск=0,6 -коэффициент к расчетной ширине сечения,

Применяем для балки по сортаменту доски 200х50 мм, которые после четырехсторонней острожки будут иметь размеры 194х44мм. Балка собирается из 32 склеенных досок. (5 верхних, 5 нижних - 2 сорта, 22 доски между ними - 3 сорта).

Относительный прогиб односкатной балки прямоугольного сечения определяется по формуле

условие выполняется

где I-момент инерции поперечного сечения в середине пролета балки,

k - коэффициент, учитывающий переменность сечения балки; k = 1

Принятые сечения балки в пролете и на опорах удовлетворяют требованиям прочности, жесткости и поперечной устойчивости, поскольку при этом соблюдается условие

Расчет опирания балок.

Из условия смятия поперек волокон древесины балки в опорной плоскости находим ширину обвязочного бруса

принимаем обвязочный брус сечением 150х175мм.

Проверяем высоту обвязочного бруса как распорки вертикальных связей между стойками, при л = 200 при расстоянии между балками В=450см.

.

Применяем клей марки КБ-3.

Литература

1. Инженерные сооружения в транспортном строительстве. В 2 книгах. Книга 1; Академия - Москва, 2008. - 352c.

2. Техническая эксплуатация жилых зданий; Высшая школа - Москва, 2008. - 640c.

3. Физико-химические основы строительного материаловедения; Издательство Ассоциации строительных вузов - Москва, 2004. - 192c.

4. Алексеев Ю.В., Сомов Г.Ю. Градостроительное планирование поселений. В 5 томах. Том 1. Эволюция планирования; Издательство Ассоциации строительных вузов - Москва, 2003. - 336c.

5. Антуфьев Б.А., Горшков А.Г., Егорова О.В., др. Сборник задач по сопротивлению материалов с теорией и примерами; ФИЗМАТЛИТ - Москва, 2003. - 632c.

6. Баженов Ю.М., Коровяков В.Ф., Денисов Г.А. Технология сухих строительных смесей; Издательство Ассоциации строительных вузов - Москва, 2011. - 112c.

7. Белевич В.Б. Справочник кровельщика; Высшая школа - Москва, 2002. - 464c.

8. Белецкий Б.Ф., Булгакова И.Г. Строительные машины и оборудование; Феникс - Москва, 2005. - 608c.

9. Бурлаков И.Р., Неминущий Г.П. Специальные сооружения для игровых видов спорта; СпортАкадемПресс - Москва, 2001. - 184c.

10. Васильев А.П. Эксплуатация автомобильных дорог. В 2 томах. Том 1; Академия - Москва, 2010. - 320c.

11. Волшаник В.В., Суздалева А.А. Классификация городских водных объектов; Издательство Ассоциации строительных вузов - Москва, 2008. - 112c.

Размещено на Allbest.ru

...