Курсовая работа - Стропильная система жилого здания - файл n1.docx

Курсовая работа - Стропильная система жилого здания
скачать (1678.5 kb.)
Доступные файлы (4):
n1.docx757kb.22.12.2011 13:16скачать
n2.exe
n3.dwg
n4.doc29kb.22.12.2011 13:29скачать

n1.docx

Содержание:

  1. Исходные данные по проекту 3

  2. Расчет стропильной системы 4

  3. Список используемой литературы 20



  1. Исходные данные по проекту

Проектирование стропильной системы для жилого здания, расположенного в городе Сыктывкар. Несущие конструкции покрытия – стропильная система из цельных материалов, проектируем из следующих сборочных элементов: обрешетки, стропильных ног, прогонов, стоек, подкосов, крестовых схваток, ригелей, мауэрлатов, кобылок.

Снеговая нагрузка (расчетная) – S0 = 3,2кПа –V снеговой район. [2]

Ветровая нагрузка – W0 = 0,23 кПа – I ветровой район. [2]

План здания:





  1. Расчет стропильной системы

    1. Расчет элементов сборных наклонных стропил

      1. Исходные данные

Кровля из профилированной стали толщиной 0,6 мм, уложенной по деревянной обрешетке.

Уклон кровли 21є.

Снеговой район V . Нормативный снеговой покров

Материал конструкций: древесина хвойных пород 2 сорта по ГОСТ 8486-86* с размерами по ГОСТ 24454-80*.

      1. Расчет стропильной ноги

Таблица 2.1.2.1 - Сбор нагрузок на 1 погонный метр стропильной ноги

№ п/п

Конструктивные элементы и нагрузки

Нормативная нагрузка,



Расчетная нагрузка,

1

2

3

4

5

  1. Постоянные нагрузки

1

Профнастил НС35-1000-0,6 Т=0,6 мм, Н=35 мм

6,4

1,05

6,72

2

Обрешетка



2,5

1,1

2,75

3

Собственный вес стропильной ноги:















12,5

1,1

13,75

Итого:

21,4

-

23,22

2. Временные нагрузки

4

Полное значение снеговой нагрузки:












224

1,43

320

Итого полная:

245,4

-

343,22

Примечания: - коэффициент надежности по нагрузке, определяемый по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»; - плотность древесины ели согласно СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»;



Рис. 2.1.2.1 Расчетная схема стропильной ноги

Стропильные ноги при углах наклона кровли рассчитываются как балки с наклонной осью. В этом случае постоянную нагрузку, вычисленную на 1м2поверхности (ската) кровли делят на , приводя ее к нагрузке на 1 м2 плана покрытия.

Постоянная нагрузка:



где: - горизонтальная проекция расчетной постоянной нагрузки, ;

- расчетная постоянная нагрузка, ;

- угол наклона кровли, .



Снеговая нагрузка:



где: - горизонтальная проекция расчетной снеговой нагрузки, ;

- расчетная снеговая нагрузка, ;

- угол наклона кровли, .



Расчет производится по программе «Балка». Для этого необходимо ввести координаты опор и задаться нагрузкой. На рисунке показала эпюра моментов при действии расчетной постоянной нагрузки от профилированного настила, обрешетки и собственного веса стропильной ноги.



Рис. 2.1.2.2 Эпюра моментов Му от действия постоянных нагрузок.

Таблица 2.1.2.2 - Значения моментов от действия постоянных нагрузок

Х, м

Изгибающий момент

0,000

0,000

0,650

-0,053

1,210

-0,013

2,600

-0,253

4,521

0,206

6,815

-0,449

9,180

0,247

11,315

-0,319

12,955

0,016

13,315

0

На рисунке показала эпюра моментов при действии расчетной снеговой нагрузки.



Рис. 2.1.2.3 Эпюра моментов Му от действия снеговой нагрузки.

Таблица 2.1.2.3 - Значения моментов от действия снеговых нагрузок.

Х, м

Изгибающий момент

0,000

0,000

0,650

-0,724

1,210

-0,185

2,600

-3,495

4,521

2,835

6,815

-6,183

9,180

3,411

11,315

-4,394

12,955

0,221

13,315

0

Стропильная нога сконструирована из досок и имеет переменное сечение по длине. Кобылка из одной доски, остальная часть стропильной ноги из двух и одной досок, стыкуемых в третьем пролете.

Определим геометрические характеристики сечения стропильной ноги:

,

где: - момент сопротивления поперечного сечения элемента, ;

- ширина сечения, м;

-высота сечения, м.

,

где: - момент инерции поперечного сечения элемента, ;

- ширина сечения, м;

-высота сечения, м.

Консоль и первый пролет из доски сечением 50х150мм:



Четвертый пролет из доски 50х250 мм:





Второй пролет и часть третьего из двух досок сечением 50Ч250 мм соединенных между собой прокладками сечением 50Ч250 мм, длиной 250 мм, через 800-1000 мм.





Проверку прочности (I группа предельных состояний) осуществляем согласно п. 4.9 [СНиП II-25-80] по формуле 17:

,

где - напряжение при изгибе, ;

- расчетный изгибаемый момент, ;

- расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента, ;

- расчетное сопротивление изгибу для древесины хвойных пород 2 сорта п. 3.1 [СНиП II-25-80].

Проверку прогиба (II группа предельных состояний) осуществляем максимальному моменту по формуле:

,

где - полная нормативная нагрузка.

- модуль упругости древесины, кгс/см2;

- момент инерции поперечного сечения элемента, ;

- изгибаемый участок стропильной ноги, м;

- угол наклона кровли, .

Проверка консоли:

.

< .

< .

Проверка второго пролета из двух досок сечением 50Ч250 мм соединенных между собой прокладками:



< .

< .

Проверка четвертого пролета из доски сечением 50Ч250 мм:

.

< .

< .

      1. Расчет прогона



Рис. 2.1.3.1 Шаг прогонов.

Посчитаем ширину грузовой площади, приходящуюся на прогоны:

1 прогон:

2 прогон:

Далее рассчитываем первый прогон как с наибольшей шириной грузовой площадьи нагружения .

Сбор нагрузок, статический расчет.

Исходя из конструкции покрытия к данным представленным в таблице 2.1.2.1, добавим собственный вес прогонов и помножим на ширину грузовой площади.

Таблица 2.1.3.1 - Сбор нагрузок на 1 погонный метр прогона.



Конструктивные элементы

и нагрузки

Нормативная нагрузка, кгс/м2

f

Расчетная нагрузка, кгс/м2

ширинса груз. площади,

м

Нормативная нагрузка, кгс/м

f

Расчетная нагрузка, кгс/м

1. Постоянные нагрузки

1.1

постоянная нагрузка от профнастила, обрешетки, стропильной ноги.

21,4

-

23,22

4,667

99,87

-

108,37

1.2

прогон (брус 150х200 мм)

-

-

-

-

15

1,1

16,5

2. Временные нагрузки

2.1

Полное значение снеговой нагрузки,



224

1,43

320

4,667

1045,4

1,43

1493,44

Итого:

1160,27

-

1618,31

Сечение прогона – брус 150Ч200 мм. Прогон консольно-балочный. Стыки-шарниры размещаем по парно через пролет, выполняя их косым прирубом с одним болтом. Длину консоли в пролетах с шарнирами назначаем равной



При консольно-балочные прогоны рассчитывают по равнопрогибной схеме. По этой схеме максимальные изгибающие моменты возникают на промежуточных опорах:

,

где: - равномерно-распределенная нагрузка, ;

- наибольший шаг стоек, м.

Расчет проведем момента при наибольшем шаге стоек . Так как то сечение прогона рассчитывается на косой изгиб.

Нормальная составляющая к скату:

,

где: - равномерно-распределенная нагрузка, ;

- угол наклона кровли, .

Скатная составляющая (вдоль ската кровли):

, где: - равномерно-распределенная нагрузка, ;

- угол наклона кровли, .

Тогда:

Расчетное значение нагрузок:



Нормативное значение нагрузок:



Моменты над вторыми с края опорами (расчетные):



Определяем геометрические характеристики сечения прогона:



Проверка прочности и жесткости прогонов.

Расчет на прочность элементов цельного сечения при косом изгибе проводим согласно п. 4.12 [СНиП II-25-80] формуле 20:

,

где: Мх и Му - составляющие расчетного изгибающего момента для главных осей сечения, ;

Wx и Wу - моменты сопротивлений поперечного сечения нетто относительно главных осей сечения, м3.



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

,

где и - составляющие прогиба для главный осей сечения, .

,

где: - равномерно-распределенная нагрузка, ;

- модуль упругости древесины, кгс/см2;

- момент инерции поперечного сечения элемента, ;

- изгибаемый участок стропильной ноги, м.

Для крайних прогонов:



тогда - предельный относительный прогиб определяем по табл. 19 п. 10. 7. [СНиП II-25-80]

Сечение удовлетворяет проверке прочности (I группа предельных состояний) и жесткости ( II группа предельных состояний).

      1. Расчет стойки



Рис. 2.1.4.1 - Схема опирания стоек.

Определим наибольшую ширину грузовой площади нагружения стропильной ноги:



Сбор нагрузок, статический расчет.

Исходя из несущих конструкций к данным представленным в таблице 2, добавим собственный вес стропильной ноги и помножим на ширину грузовой площади.

Таблица 2.1.4.1 - Сбор нагрузок на грузовую ширину стропильных ног.



Конструктивные элементы

и нагрузки

На прогон

Ширена груз. площади,

м

На стойки

Нормативная нагрузка, кгс/м

f

Расчетная нагрузка, кгс/м

Нормативная нагрузка, кгс

f

Расчетная нагрузка, кгс

1. Постоянные нагрузки

1.1

постоянная нагрузка

114,87

-

124,87

2,145

246,396

-

267,846

1.2

Стойка (брус 150х150 мм)

-

-

-

-

35,44

1,1

38,98

2. Временные нагрузки

2.1

Полное значение снеговой нагрузки,



1045,4

1,43

1493,44

2,145

2242,383

1,43

3203,43

Итого:

2524,219

-

3510,25

Сечение стойки – брус 150Ч150 мм, длина стойки 3150 мм. Закрепление концов шарнирное. Стойка работает, как центрально-сжатый элемент постоянного цельного сечения.

Расчет производим по формулам п 4.2. [СНиП II-25-80]:

Нна прочность

,

где: - расчетная продольная сила;

- сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

- площадь поперечного сечения элемента нетто.

На устойчивость:

,

где: - расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

- коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно;

- расчетная площадь поперечного сечения элемента, принимаемая равной:



Рис. 2.1.4.2 Расчетная схема стойки









на прочность



на устойчивость

< .

      1. Расчет узлов

Коньковый узел

Расчетная длина защемления конца гвоздя в пробиваемом насквозь крайнем элементе:

< работу конца гвоздя не учитываем.

Расчетная несущая способность гвоздя на срез со стороны пробиваемого гвоздем крайнего элемента :







Расчетная несущая способность гвоздя на срез со стороны непробиваемого насквозь крайнего элемента:





Построим эпюру действия поперечных сил от действия постоянных и временных сил при



Рис. 2.1.5.1 - Эпюра поперечной силы Q.

Число гвоздей:





Рис. 2.1.5.2 Коньковый узел

Узел опирания на мауэрлат

Расчетная длина защемления конца гвоздя в непробиваемом насквозь крайнем элементе:

< работу конца гвоздя не учитываем.

Расчетная несущая способность гвоздя на срез со стороны пробиваемого гвоздем крайнего элемента :







Расчетная несущая способность гвоздя на срез со стороны непробиваемого насквозь крайнего элемента:





Число гвоздей:





Рис. 2.1.5.3 Узел опирания на мауэрлат


  1. Список используемой литературы

  1. СНиП II-25-80 Деревянные конструкции М. Стройиздат 1982г.

  2. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия», Москва, 1996 г.

  3. Шишкин В.Е. Примеры расчета конструкций из дерева и пластмасс. М. Стройиздат 1974г.

  4. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования. под ред. Иванова В.А. Киев 1981г.




28

20



Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации