 |
Расчет двойного дощатого настила для неотапливаемого здания с уровнем ответственности II.
|
|
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СПЕЦИАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
ВОЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра №23 «Строительные конструкции»
КОНСТРУКЦИИ ИЗ ДЕРЕВА И ПЛАСТМАСС
КУРСОВАЯ РАБОТА
Расчет конструкций покрытия, выполненных из древесины
Выполнил: Голубев А.А.
Проверил: Фролов А. Ю.
БАЛАШИХА 2012
Вариант №12
Снеговой район - III
Вес снегового покрова – 1,8 кПа
Капитальность здания – II
Пролет здания L=15 м
Шаг балок:
- в торцевой части здания Lт = 4,5 м
- в остальной части здания L = 4,5 м
Здание неотапливаемое, группа эксплуатации Б2.
Несущая конструкция покрытия – односкатная клееная деревянная балка.
Краткая характеристика здания.
Одноэтажное, неотапливаемое здание с пролетом 15 м, при шаге балок в торцевой и в остальной части здания составляет 4,5 м. В рассматриваемом здании с конструкциями в в иде прогонов с шагом a = 1,5 м, используются двойные дощатые настилы. В качестве гидроизоляции используется полимерная многослойная мембрана типа «РЕЗИТРИКС». В рабочем настиле доски укладываются с зазором 50 мм, защитный настил выполняется из досок плотно прилегающий друг к другу без зазоров. Вес снегового покрова, в зависимости от снегового района представлен в виде расчетной нагрузки, приходящейся на 1м2 горизонтальной проекции здания. Строительство здания происходит в III снеговом районе, где вес снегового покрова составляет 1,8 кПа. Ветровая нагрузка на здание воспринимается кирпичными стенами. Из-за малого уклона (i=1:20) к горизонту односкатной балки, их воздействие на конструкцию не учитывается. Наружные кирпичные стены до опорной несущей конструкции покрытия имеют высоту 4,0 м, а толщину 640 мм для снегового района III. При изготовлении клееных изгибаемых конструкций используют различные сорта древесины. Более качественную древесину (I и II сорта) располагают в наиболее напряженных местах по высоте сечения. При высоте сечения h > 50 см, выполняемого из древесины одной породы, это сечение разбивают на 4 зоны по высоте. Доски растянутой зоны выполнены из досок I и II сорта, в сжатой зоне применяется также древесина II сорта. Оставшаяся зона выполнена из досок III сорта.
|
|
|
Толщина и ширина досок из которых формируется клееный пакет после фрезерования имеют размеры 42х140. Крепления элементов связи к несущим клееным балкам, а также между собой выполняется с применением стальных элементов и нагелей. Между опорной подкладкой и опорной площадкой кирпичной стены укладывается два слоя гидроизоляции.
| Рис.3. Расчетная схема, используемая при расчете рабочего слоя при втором сочетании нагрузки |
Расчет двойного дощатого настила для неотапливаемого здания с уровнем ответственности II.
Исходные данные. Группа эксплуатации конструкций - Б2. Вес снегового покрова на конструкции – S =1,8кПа (кН/м2), что характерно для снегового района - III. Настил опирается на конструкцию, имеющую уклон к горизонту – i =1:20 (α = 3,2° < 10°). Согласно сортаменту пиломатериалов выбираются размеры досок 2-го сорта, необходимые для изготовления настила: доски для защитного слоя толщиной (δ) 16мм и шириной (b) 125мм; доски для рабочего слоя толщиной (δ) 32мм и шириной (b) 125мм. Доски рабочего слоя расположены с зазором δз = 50 мм.
Тогда расстояние между осями разреженных досок
m = b + δз = 125 + 50 = 175 мм.
В качестве гидроизоляции используется полимерная многослойная мембрана «РЕЗИТРИКС», толщиной 3,1мм и весом 0,035кН/м2. Плотность древесины в условиях группы эксплуатации Б2 составляет ρ = 500 кг/м3 (кН/м3).
|
|
|
Определение нагрузки
на 1 м2 горизонтальной проекции здания
Табл. 1.
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэф. надежности | Расчетная нагрузка, кН/м2 |
| гидроизоляция «РЕЗИТРИКС» | 0,035 | 1,3 | 0,045 |
| защитный слой – δρ = 0,016∙5 | 0,08 | 1,1 | 0,088 |
| рабочий слой – δρb/m = 0,032∙5∙0,125/0,225 | 0,089 | 1,1 | 0,098 |
| постоянная нагрузка | 0,204 | 0,231 | |
| временная нагрузка (снег) | 0,7∙1,8 = 1,26 | 0,7 | 1,8 |
| полная нагрузка | 1,464 | 2,031 |
Полная нагрузка на один погонный метр настила при расчетной ширине В = 1м:
- нормативная
qn = 1,464·1 = 1,464 кН/м;
- расчетная
q = 2,031·1 = 2,031 кН/м.
Выполняется расчет настила при первом сочетании нагрузок.
Значение изгибающего момента:
М = 
= 
= 0,571 кНм,
где a = 1,5м - расстояние в осях между прогонами, на которые опирается настил.
Необходимо отметить, что при прогонном решении покрытия настил укладывается вдоль ската кровли. Находим значение момента сопротивления рабочего слоя толщиной δ = 32мм:
W = 
= 
= 121,86 см3,
где 
= 
= 
= 0,714м = 71,4см - ширина настила с учетом всех досок, расположенных в пределах расчетной полосы шириной В = 1м.
Определяются значения нормальных напряжений в досках рабочего слоя:
σи= 
= 
10 = 4,7 МПа < RиmВ/γn = 13∙1/1 = 13 МПа,
где значения расчетного сопротивления древесины на изгиб Rи = 13МПа, и коэффициента mВ 1,0, а γn =1,0.
Расчет жесткости настила:
= 
= 
= 
< 
= 
,
где J = W 
= 121,86 
=195 см4;
E =1000 кН/см2;
= - относительная величина предельного прогиба.
Выполняется расчет настила при втором сочетании нагрузок.
Значение изгибающего момента:
M = 0,0703ga2 + 0,207Pa =
0,0703∙0,231∙1,52 + 0,207∙1,2∙1,5 = 0,782 кН∙м,
где g = 0,231– погонная нагрузка от собственного веса при n = 1(значение постоянной нагрузки 0,231кН/м2).
Нормальное напряжение в сечении рабочего слоя настила:
σи = 
= 
10 < 1,2RиmB/γn = 1,2∙13∙1/1
6,42 МПа < 15,6 МПа,
где значение W = 121,86 см3 приведено в расчете прочности при первом сочетании нагрузок.
Вывод: В соответствии с полученными результатами расчетов прочности и жесткости рабочего слоя настила конструкция удовлетворяет условиям нормативных требований.
|
|
|
|
|
|
