Проектирование сельскохозяйственного здания

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

Назначение: сельскохозяйственное здание по унифицированной габаритной схеме.

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:

Сбор нагрузок на прогоны сечением 150×200:

Расчет прогона на прочность.

Н м Н м Мпа Запас прочности 7,5%

Расчет прогона на прогиб.

Условие жесткости:

где f_о 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

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)

Ккоэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте Саэродинамический 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:

?М_А=0:

?М_В=0:

?М=0:

?М=0:

Н Проверка:

; ;

;

Нахождение усилий в подкосах и стойках

(б₂=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)

М_max=455 346 Н*м

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

где М_д 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 l_о расчетная длина элемента;

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

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

l_о = l₀

Расчет на устойчивость

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле где F_бр площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке l_p;

W_бр максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке l_p.;

коэффициент продольного изгиба

_м коэффициент, определяемый по формуле:

М_max=140 978 Н*м

N_max=118 794 Н

F=0.810*0.175=0.14 175 м²

R_c=R_и=15 МПа

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

Запас 12%.

Проверка по скалыванию

Определяю расчетную поперечную нагрузку в опасном сечении 4':

F_{р max}=0.810*0.175=0.14 175 м²

Q_p max=105 534 H

R_ck=1.5 МПа

Расчет на прогиб

Условие жесткости:

l=10 м

q^н=(1619,5*6)+632=10 349 Н/м

h=h_max=0.810 м

Kкоэффициент, 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 W_рас расчетный момент сопротивления поперечного сечения;

F_рас площадь расчетного сечения нетто.

R_p=9 МПа

R_и=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 F_бр площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке l_p;

W_бр максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке l_p.;

коэффициент продольного изгиба

_м коэффициент, определяемый по формуле:

М_max=12 163 Н*м

N_max=28 467 Н

F=0.189*0.175=0.33 075 м²

R_c=R_и=15 МПа К_ф=1,13 (коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l_p, определяемый по табл. 2 прил. 4 СНиП II-25−80)

Проверка по скалыванию

Определяю расчетную поперечную нагрузку

F_р =0.189*0.175=0.33 075 м²

R_ck=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 349м Устойчивость не обеспечена

Подбираю сечение 0,175×0,216 м

r= 0.29h=0.29*0.216=0.6 264м

Конструирование и расчет узлов

Расчет производится из условия Т>N

Тнесущая способность соединения

Nпродольное усилие Число нагелей n_н 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);

n_ш число расчетных швов одного нагеля.

n_ш=2

с=17.5 см

d=1.2 смдиаметр 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);

n_ш число расчетных швов одного нагеля.

n_ш=2

с=17.5 см

d=1.2 смдиаметр 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 n_н 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

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.