Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Расчет и конструирование элементов деревянного каркасного здания

КурсоваяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Конструктивное решение каркаса Трехслойная клеефанерная панель покрытия коробчатой формы. Принимаем длину и ширину панели 4×1,2 м. Каркас панели — древесина (сосна II сорта); обшивка — плоские листы фанера ФСФ сорта В/ВВ. Принимаем для верхней обшивки семислойную березовую фанеру сорта В/ВВ толщиной =8 мм. Для нижней обшивки — пятислойную, толщиной=6 мм. Угол поворота опорной грани панели Для… Читать ещё >

Расчет и конструирование элементов деревянного каркасного здания (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра строительных конструкций Пояснительная записка к курсовой работе

«Расчет и конструирование элементов деревянного каркасного здания»

Выполнил студент Лузин А. Ю ГСХ -08−2

Проверил преподаватель Худышкина Н. Ю Тюмень, 2012 г.

1. Конструктивное решение каркаса Трехслойная клеефанерная панель покрытия коробчатой формы. Принимаем длину и ширину панели 4×1,2 м. Каркас панели — древесина (сосна II сорта); обшивка — плоские листы фанера ФСФ сорта В/ВВ. Принимаем для верхней обшивки семислойную березовую фанеру сорта В/ВВ толщиной =8 мм. Для нижней обшивки — пятислойную, толщиной=6 мм.

Ширину панелей по верхней и нижней поверхностям принимаем равной 1190 мм, что обеспечивает зазор между панелями 10 мм.

В продольном направлении длина панели принимается 3980 мм при зазоре между панелями 20 мм. Влажность внутреннего воздуха: 75%

Влажностный режим помещения: влажный (влажность внутреннего воздуха 75% при температуре внутреннего воздуха до 24С) (2, табл. 1).

Зона влажности: 3-сухая. Температурно-влажностные условия эксплуатации конструкций: А2 (внутри отапливаемых помещений при температуре до 35С, относительной влажности воздуха 75%) (1, табл. 1)

Расчетные сопротивления семислойной фанеры (1, табл. 10):

Rфс = 120 кгс/см2 — расчетное сопротивление сжатию в плоскости листа.

Rфр = 140 кгс/см2 — расчетное сопротивление растяжению в плоскости листа.

Rфи = 160 кгс/см2 — расчетное сопротивление изгибу из плоскости листа.

Rфи90 = 65 кгс/см2 — расчетное сопротивление изгибу из плоскости листа (поперек волокон наружных слоев).

Еф =90 000 кгс/см2 — модуль упругости.

Еф90 =60 000 кгс/см2 — модуль упругости, поперек волокон наружных слоев.

2. Расчет и конструирование ограждающей конструкции покрытия

2.1 Теплотехнический расчет Определим толщину утеплителя, из экономических условий и по санитарно-гигиеническим нормам (по СНиП II-3−79* «Строительная теплотехника»). Плита покрытия между слоем утеплителя и верхней обшивкой имеет пространство вентилируемое наружным воздухом, поэтому в расчете учитываем только нижнюю фанерную обшивку и слой утеплителя.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям [2, формула 1].

==1,95 м2С/Вт, где n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. (Определяем по табл. 3* СниП II-3−79*), n=1.

tв — температура внутреннего воздуха в помещении, tв=16 С.

tн — расчетная зимняя температура наружного воздуха, tн =-45 С.

tн — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по [2, табл. 2*]; tн=0,8(tвtр).

tртемпература точки росы.

Находим температуру точки росы:

Степень насыщения воздуха влагой определяют его относительной влажностью W.

где е — действительная упругость водяного пара в воздухе.

Е — максимальная упругость водяного пара в воздухе [приложение 3 табл. 3].

=>

tн=0,8 (16С-11,5С)=3,6 С в — коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по [2, табл. 4*], в =8,7 Вт /м2С.

Найдем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций по условиям энергосбережения по [2, табл. 1б] методом интерполяции.

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по [2, формула 1а].

ГСОП = (tв — tот.пер.) zот. пер=(16+9,7)*267=6862,

где tот.пер., средняя температура отопительного периода, tот.пер.=-9,7С.

zот.пер. — продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 С, zот.пер.=267 сут.

Приведенное сопротивление теплопередаче для покрытий [2, табл. 1б изменения № 3]:

R0тр=2,859 м2С/Вт, Сравним два значения Rтр0 и выберем наибольшее и подставим в формулу Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции не должно превышать требуемого значения.

Сопротивление теплопередаче Ro, м2 С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по [2, формула 4].

отсюда выразим Rк — термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2С/Вт.

н — коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции. Вт/(м * С), принимаемый по табл. 6* СНиП II-3−79*.н =23 Вт /м2С.

==2,7

Термическое сопротивление ограждающей конструкции определяем как для многослойной конструкции в соответствии с п. 2.7 и п. 2.8 [2]:

где и — термическое сопротивление слоёв ограждающей конструкции

где — толщина нижней обшивки плиты покрытия

— коэффициент теплопроводности нижней обшивки плиты покрытия

где — толщина слоя утеплителя.

— коэффициент теплопроводности (маты минераловатные прошивные ГОСТ 21 880–76).

Найдём толщину слоя утеплителя:

м Толщину утеплителя принимаем 140 мм.

Толщину ребра панели принимаем равным 4 см, ширину доски ребра с учетом острожки равным 18,4 см. Отсюда высота панели 19,8 см.

Построим график распределения температуры в ограждающей конструкции.

Для этого вычислим температуры на границе слоёв:

2.2 Расчет верхней обшивки на местный изгиб (Определение количества продольных ребер) Расчетная нагрузка — сосредоточенная монтажная нагрузка Р = 100 кгс (1кН).

Стыки листов вдоль обшивки устраиваются «на ус». При длине стыка ослабление фанеры стыком учитывается коэффициентом mф=0,6.

Расстояние, а между ребрами определим исходя из расчетного сопротивления фанеры изгибу поперек волокон для настилов при действии монтажной нагрузки.

; =37 см где R1ф. и =65 кгс/см2 — расчетное сопротивление фанеры изгибу поперек шпона;

mu = 1,2 — коэффициент условия работы, учитывающий монтажную нагрузку.

Шаг продольных ребер, а принимаем равным 370 мм.

Сбор нагрузок на панель Таблица 1.

Наименование

gн, кгс/м2

f

gр, кгс/м2

Постоянная нагрузка

1. Волнистый стальной настил

2. Рубероид кровельный прокладочный в один слой

3. Обшивки из ФСФ (0,008м+0,006м) 640кгс/м3

4. Каркас из древесины (поперечные и продольные ребра) (0,132м3500кгс/м30,17)

5.Утеплитель (минераловатные плиты) 50 кг/м30,01 м

3,93

1,1

11,22

1,05

1,2

1,1

1,1

1,1

1,2

4,13

1,32

9,9

15,4

12,34

Итого:

31,4

Временная нагрузка

1. снеговая S

1,6

ВСЕГО:

319,4

Примечание. S=S0, [7, формула 5]

S0=100 кгс/м2, [7,табл.4]

=1, (прилож.3 СНиП 2.01.07−85. «Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия»)

S=100 кгс/м21=100 кгс/м2

31,4/100=0,31 0,8 = f = 1,6 [п. 5.7]

Определение внутренних усилий.

Нагрузки, действующие на панель без учёта наклона панели:

Определение приведённых геометрических характеристик.

При определении приведённых моментов инерции и приведённых моментов сопротивления расчётную ширину обшивок следует принимать равной

при, [1, п. 4.25].

где b=119см — полная ширина сечения плиты

l=3,4 м — пролёт плиты

a=37см — расстояние между продольными рёбрами по осям

Приведённая к фанере верхней обшивки площадь сечения панели

где ф=0,8см — толщина верхней обшивки

!ф=0,6см — толщина нижней обшивки

Еф=90 000кгс/см2- модуль упругости фанеры

Едр=100 000 кгс/см2- модуль упругости древесины

d=4см — толщина ребра панели

с0=14,4см — высота ребра панели с учётом острожки

n=3 — количество рёбер

Приведённый статический момент сечения относительно нижней плоскости

Приведённый к фанере верхней обшивки момент инерции:

Проверка нижней обшивки на растяжение при изгибе.

[1]

где Rф. р =140кгс/см2 [1, табл. 10 ]

mф =0,6 — коэф-т учитывающий снижение расчётного сопротивления в стыках фанерной обшивки (п. 4.24) [1]

— коэф-т для условий эксплуатации А2 [1,табл.5].

n =0,95 — коэф-т надёжности по назначению для зданий 2 класса ответственности

М = 61 557кгссм

Проверка верхней обшивки на сжатие и устойчивость при изгибе.

(41) [1]

где Rф. с=120кгс/см2 [1, табл.10]

— коэф-т для условий эксплуатации А2 [1, табл.5].

n =0,95 — коэф-т надёжности по назначению для зданий 2 класса ответственности

М = 61 557кгссм

при, [ 1, п. 4.26]

Проверка клеевых соединений фанеры на скалывание.

где Rск =8 кгс/см2 — расчётное сопротивление скалыванию фанеры вдоль волокон наружных слоёв, (табл. 10) //

— коэф-т для условий эксплуатации А2 [1, табл.5].

n =0,95 — коэф-т надёжности по назначению для зданий 2 класса ответственности

Q =181,05кгс

— статический

момент сдвигаемой части приведённого сечения относительно нейтральной оси

Iпр =11 842,11см4

bрасч = 3 4 =12см — расчётная ширина сечения, равная суммарной ширине ребер.

Проверка рёбер на скалывание.

где Rск =16кгс/см2 — расчётное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон [1, табл. 3].

— коэф-т для условий эксплуатации А2 [1, табл.5]

n =0,95 — коэф-т надёжности по назначению для зданий 2 класса ответственности.

Q =181,05кгс

Iпр =11 842,11см4

bрасч = 3 4 см =12см — расчётная ширина сечения, равная суммарной ширине рёбер.

Поверка прогиба панели.

где — предельный прогиб [1, табл.16]

— относительный прогиб.

условие выполняется.

Конструкция стыков панели При неравномерно приложенной нагрузке может произойти смещение продольных кромок панелей относительно друг друга. Для предотвращения повреждения рулонного ковра продольные кромки стыкуются в четверть и сшиваются гвоздями (рис.3).

Рис. 3. Стык панелей воль ската.

Разрыв рулонного ковра может произойти и над стыками панелей в местах их опирания на главные несущие конструкции. Над опорой происходит поворот кромок панелей и раскрытие шва:

где hоп =19,8см — высота панели на опоре

— угол поворота опорной грани панели Для предупреждения разрыва рулонного ковра опорные стыки панелей необходимо устраивать с компенсаторами в виде отрезков стеклопластиковых волнистых листов толщиной 5 мм при волне 50 167 мм. Отрезки прибиваются гвоздями к опорным вкладышам и сверху покрываются рулонным ковром (рис.4).

Рис. 4. Стык панелей на опоре Такие компенсаторы создают каналы, необходимые для вентиляции внутреннего пространства покрытия.

Компенсатор, работая в пределах упругости материала, должен допускать перемещения опорных частей панели, связанные с поворотом торцевых кромок панелей и раскрытием швов.

Произведём расчёт компенсатора при aшв=0,2 см (рис. 5).

Перемещение конца компенсатора при изгибе панели:

В этой формуле P r — изгибающий момент в компенсаторе при его деформировании, который выражается через напряжение:

Из этих выражений получим формулу для проверки нормальных напряжений в волнистом компенсаторе:

где — ширина раскрытия шва Ест =30 000кгс/см2 — модуль упругости полиэфирного стеклопластика

(прил 4, табл.8) [1]

ст =0,5см — толщина листа стеклопластика

r =5cм — высота волны

Rст =150кгс/см2 — расчётное сопротивление стеклопластика (прил.4, табл.7) [1]

Вывод: Условие прочности и жесткости панели выполняется. Запас по деформациям составляет 50%. В целях экономного расхода материала панели можно уменьшить высоту сечения деревянных досчатых продольных ребер.

3. Расчет и конструирование несущей конструкции покрытия Конструктивное решение: трехшарнирная клеедеревянная арка кругового очертания постоянного прямоугольного сечения без затяжки. Пролет — 15 м. Высота — 7,4 м. Материал — древесина 2 сорта. Шаг арок — 3,4 м. Район строительства Березово.

Определение геометрических размеров.

Начало прямоугольных координат принимается в центре левого опорного узла арки.

Определяем радиус арки:

Длина дуги арки:

Центральный угол дуги полуарки:

этому соответствует =900; cos=0;

К расчету круговой арки.

3.1 Сбор нагрузок Собственный вес арки:

==23.64 кг/м2,

где gн — нормативная нагрузка от покрытия, кровли и утеплителя;

рн — нормативная снеговая нагрузка;

ксв — коэффициент собственного веса (для арок принимается равным 4−5)

Табличный сбор нагрузок без учета криволинейности элемента Таблица 3.

Наименование нагрузок

Нормативная, кг/м2

Коэффициент надежности по нагрузке f

Расчетная, кг/м2

Кровля (металлочерепица)

1,2

5,25

Покрытие (рабочий досчатый настил t=35мм.)

1,1

16,5

Покрытие (досчатый настил t=25мм.)

10,5

1,1

11,55

Утеплитель ?=100мм, 2 слоя пароизоляции

1,2

Арка

23,64

1,1

Итого

q=74,14

q=83,3

Снег по п. 5.2, табл. 4

Всего

qн =362,14

qр =403,3

Расчетная нагрузка с учетом разницы между длиной дуги арки и ее проекцией (S/l).

Постоянная (5,25+16,5+11,55+24)

Временная р= кг/м2,

где с=l=0,4- коэффициент снегозадержания для криволинейных покрытий.

Расчетная нагрузка на 1 п.м. арки:

Постоянная q=(59,59+26) 3,4=291,1кг/м.

Временная р=2883,4=979,2кг/м.

Ветровая нагрузка не учитывается, т.к. разгружает конструкцию.

Вычисления усилий приводятся только в основных расчетных сечениях. Полупролет арки делитсяна четыре равных части, образующих пять сечений от x=0 до x=11,5 м. Согласно прил.3 п. 2 определяем координаты (х, у) дополнительного сечения арки, соответствующее ?=50. Координаты сечений, углы наклона касательных к оси полуарки в этих сечениях определяются по формулам:

у=

где Д=r-f=7,5−7,2=0,3 м.

=arcsin ((l/2-x)/r).

Геометрические величины оси левой полуарки Таблица 4

Координаты

0'

Х, м

1,754

1,875

3,75

5,625

7,5

У, м

4,52

4,661

6,195

6,962

7,2

3.2 Статический расчет Сочетания нагрузок:

1. Постоянная + снег по всему пролету

2. Постоянная + снег слева

3. Постоянная + снег справа а) от равномерно распределенной нагрузки по всему пролету (постоянной):

Определяем опорные реакции:

VА=VВ= кг.

Н= кг.

Определяем усилия:

Мх=;

Qx=;

Nx=;

б) От распределенной по треугольнику нагрузке на полупролете слева р=979,2кг/м.

VА= кг.

VВ= кг.

Н= кг.,

где l'=l-2х=15−21,754=11,492 м.

На участке 0? х?l/2: На участке l/2?х?l:

Мх=; Мх= VБ (l'-x) -Hy;

Qx=; Qx=-VБcos+Hsin

Nx=; Nx=-VБsin-Hcos;

Примечание:

1) при определении усилий Мх Qx Nx значения координаты (y) в сечениях принимаем согласно табл.2, значения координаты х =хn -1,754, где хnкоордината х в n сечении

2) при определении усилий в опорных шарнирах принимаем х=1,754; р=0

в) От распределенной по треугольнику нагрузке на полупролете справа р=979,2кг/м.

Расчет выполняется аналогично п. б), при этом

VА= кг.

VВ== кг.

Н= кг.,

г) Усилия от распределенной по треугольнику нагрузке на всем пролете определяются путем суммирования усилий от снеговых нагрузок на левом и правом полупролетах арки.

Вертикальная опорная реакция арки V определяется из условия равенства нулю изгибающего момента в противоположном опорном шарнире. Горизонтальная опорная реакция Н, численно равная распору арки без затяжки, определяется из условия равенства нулю изгибающего момента в коньковом шарнире.

Усилия в арке определяются методами строительной механики в основных расчетных сечениях. Промежуточные вычисления опускаются.

Результаты их сводятся в таблицу 3.

Эпюры усилий от сочетания нагрузок М, Q, N приведены в прил. 2 рис. 2. методических указаний.

Усилия в сечениях арки Таблица 5

Сечение

Усилия

от постоянной нагрузки

От снеговой по треугольно распределенной форме треугольной распределенной

Расчетные

на левом полупролете

на правом полупролете

на всем пролете

М (кг м)

0'

— 1758,10

— 1691,34

— 1691,34

— 3382,68

— 3449,44

— 5140,78

— 1718,18

— 1467,55

— 1687,37

— 3154,92

— 3185,73

— 4873,1

— 904,01

636,53

— 1382,24

— 745,71

— 267,48

— 1649,72

— 241,07

789,96

— 790,11

— 9,15

539,89

— 250,22

0,00

0,00

— 241,07

— 790,11

789,96

— 9,15

539,89

— 250,22

— 904,01

— 1382,24

636,53

— 745,71

— 267,48

— 1649,72

— 1718,18

— 1687,37

— 1467,55

— 3154,92

— 3185,73

— 4873,1

8'

— 1758,10

— 1691,34

— 1691,34

— 3382,68

— 3449,44

— 5140,78

Q (кг)

— 1137,11

— 374,19

374,19

— 1511,3

— 1137,11

0'

204,49

1220,8

— 14,85

1205,95

1425,29

1410,44

216,77

1178,86

— 25,44

1153,42

1395,63

1370,19

376,79

444,52

— 218,94

225,58

821,31

602,37

254,26

— 254,79

— 364,25

— 619,04

— 364,78

468,87

468,87

468,87

468,87

468,87

254,26

— 364,25

— 254,79

— 619,04

— 109,99

— 364,78

376,79

— 218,94

444,52

225,58

157,85

602,37

216,77

— 25,44

1178,86

1153,42

191,33

1370,19

8'

204,49

— 14,85

1220,8

1205,95

189,64

1410,44

— 1137,11

374,19

— 374,19

— 762,92

— 1137,11

N (кг)

2183,25

2344,37

— 468,87

1875,5

4527,62

4058,75

0'

2012,42

2036,39

— 599,75

1436,64

4048,81

3449,06

1980,57

2101,52

— 598,99

1502,53

4082,09

3483,1

1530,55

2303,74

— 558,48

1745,26

3834,29

3275,81

1235,08

1538,61

— 476,43

1062,18

2773,69

2297,26

1137,11

374,19

374,19

±374,19

762,92

762,92

1235,08

— 476,43

1538,61

1062,18

758,65

2297,26

1530,55

— 558,48

2303,74

1745,26

972,07

3275,81

1980,57

— 598,99

2101,52

1502,53

1381,58

3483,1

8'

2012,42

— 599,75

2036,39

1436,64

1412,67

3449,06

2183,25

— 468,87

2344,37

1875,5

1714,38

4058,75

Подбор сечения арок.

Подбор сечения производим по максимальным усилиям:

Мmax=-5140,78 кг м., N соотв.=3449,06 кг.

Оптимальная высота поперечного сечения арки находится:

Требуемая высота сечения арки находится из условия устойчивости в плоскости кривизны:

= ,

где =120 — предельная гибкость, принимаемая по[1]табл.14;

l0=0,58S — расчетная длина элемента;

i =0.29h — радиус сечения элемента.

Отсюда hтр =

Ширину сечения арки принимаем b=0.1м. по сортаменту пиломатериалов, рекомендуемых для клееных конструкций. прил. 1

Толщину досок принимаем, а=2,1 см, а после острожки с двух сторон, а=1,8 см.

Поперечное сечение принимаем прямоугольным, постоянной высоты и ширины. Компонуем из 27 досок сечением 14×2,1 см, тогда высота сечения h=271,8=48,6=50 см.

Принятое сечение b x h=14×50 см.

Проверка нормальных напряжений при сжатии с изгибом.

Расчетное сопротивление древесины при сжатии с учетом коэффициентов условий работы при высоте сечения mб=1 и толщине слоев mсл=1.1 [1], табл. 7, 8 Rc=14 011.1=154 кг/см2.

Проверку следует производить по формуле:

G=,

Fрасч = b h =1450 =700 cм2

Wрасч = =5833 см МД= =; =

(при гибкости элемента 70.)

м МД = кг см

G=

Вывод: прочность сечения достаточна. Запас по прочности 15,06%

Проверка скалывающих напряжений.

Проверку производим по Qmах=1425,29 кг.

Rск=15 кг/см2 (табл.3 [1])

Статический момент и момент инерции сечения арки:

S = cм3;

J = см4.

Максимальное напряжение скалывания:

Проверка устойчивости плоской формы деформирования.

Проверяем сечение на устойчивость из плоскости при:

Мmax=-5140,78 кг м., N соотв.=3449,06.

Проверку следует производить по формуле:

G= 1,

где М — коэффициент, определяемый по формуле:

м=140,

где см — расстояние между опорными сечениями элемента;

kф =1.13 — коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке lp, определяемый по табл.2 прил.4.

м = 140= 0.8

Гибкость полуарки из ее плоскости у и коэффициент продольного изгиба :

у =192,12

= =0.08

Т.к на участке lp из плоскости деформирования имеются закрепления в виде прогонов, коэффициент м следует умножать на коэффициент kpм и коэффициент следует умножать на коэффициент kpN по формулам:

Проверка: ,

Вывод: следовательно, устойчивость плоской формы деформирования обеспечена.

фанера арка стык панель

4. Расчет и конструирование узлов

4.1 Опорный узел Опорный узел решается с помощью стального башмака из опорного листа и двусторонних фасонок с отверстиями для болтов. Он крепится к поверхности опоры нормальной к оси полуарки. Расчет узла производится на действие максимальных продольной N=4527,62 кг и поперечной Q=1511,3 кг/м сил.

Проверка торца полуарки на смятие продольной силой.

Опирание в узлах выполняется неполным сечением высотой hб? 0.4h= 0.4*50 = 20 см.

Принимаем hб =20 см.

Площадь смятия А= bhб =1420=280 см2.

Угол смятия =00.

Расчетное сопротивление смятию вдоль волокон древесины Rc=140 кг/см2.

Напряжение Определение числа болтов крепления конца полуарки к фасонкам.

Принимаются болты d=2 см. Они воспринимают поперечную силу и работают симметрично при ширине сечения b=c=14см, при двух швах nш =2 и угле смятия =900.

Коэффициент К =0.55.

Несущая способность болта в одном шве:

по изгибу болта: Ти=250d2=25 022=741 кг по смятию древесины: Тс=50сdK=501 420.55=770 кг = Т Требуемое число болтов

n=

Принимаем 2 болта d=20 мм.

Определение толщины опорного листа:

Лист работает на изгиб от давления торца полуарки и реактивного давления фундамента. Длина торца l1=b=14см. Длина листа l2=20см. Расчетная ширина сечения b=1см.Давление торца q1= Gcм=23.08 кг/см.

Давление фундамента q2= кг/см.

Изгибающий момент М= кг см.

Расчетное сопрoтивление стали R =2450 кг/см2.

Требуемый момент сопротивления Wтр =cм3.

Требуемая толщина листа тр ==

Принимаем толщину листа =8 мм.

4.2 Коньковый узел Узел выполнен лобовым упором полуарок одну в другую с перекрытием стыка двумя деревянными накладками сечением 15×6 см.

Накладки в коньковом узле рассчитывают на поперечную силу при не симметричном загружении арки Q=468,87 кг. Накладки работают на поперечный изгиб.

Изгибающий момент накладки.

см где е1=2S1=18 см. — расстояние между стальными нагелями d=12 мм.

S1?7d=71.2=8.4 см, поскольку стык работает на растяжение, нагели располагаем в два ряда,

S2?3,5d=3,51.2=4,2 см принимаем 6 см.

S3?3d=31.2=3,6 см принимаем 4 см.

Проверка торца полуарки на смятие продольной силой.

Проверяем по максимальному усилию, действующему в коньке, при неблагоприятном нагружении N=762,92

Проверка:

=? Rсм

Rсм =30 кг/см2

Fсм =1040=400 см2

==1,9 кг/см2 ?30 кг/см2 — условие выполнено.

В коньковом узле количество нагелей по конструктивным требованиям должно быть не менее 3. В нашем случае принимаем 3 стальных нагеля и проверяем их несущую способность.

Усилия, действующие на нагеля:

кг

Несущая способность нагеля из условия изгиба нагеля на один условный срез:

T=(180d2+2a2)?Тс = nT

T = (1801.22+2102)? 2 (2501.22)

459.2? 602 кг.

Расчетную несущую способность нагелей при направлении передаваемого нагелем усилия под углом к волокнам следует умножать на величину при расчете нагелей на изгиб, угол следует принимать равным большему из углов смятия нагелем элементов, прилегающих к рассматриваемому шву, в нашем случае =900, и k=0,7.

Расчетная несущая способность соединения:

Т=250d2 =2501.22 =360 кг.

Tc= nT=2360=602.4 кг.

Усилие, воспринимаемое двумя нагелями в ближайшем к коньковому узлу ряду:

N1=2Tc =2602.4=1204.8 > R1 =588,79 — несущая способность обеспечена.

Список используемой литературы

1. СНиП II-25−80. Нормы проектирования. Деревянные конструкции. М.: Стройиздат. — 65 с.

2. СНиП II-3−79*. Строительная теплотехника.

3. СНиП 2.01.07−85*. Нагрузки и воздействия.

4.Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине: «Конструкции из дерева и пластмасс» для специальности 2903 «Промышленное и гражданское строительство» Часть I и II.

.ur

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой