Курсовой проект - Деревянные конструкции. Каркас одноэтажного деревянного здания+ Чертежи - файл n9.doc

приобрести
Курсовой проект - Деревянные конструкции. Каркас одноэтажного деревянного здания+ Чертежи
скачать (227.7 kb.)
Доступные файлы (9):
_info.txt2kb.19.01.2007 02:29скачать
n2.dwg
n3.dwg
n4.dwg
n5.dwg
n6.dwg
n7.dwg
n8.dwg
n9.doc368kb.11.02.2004 16:33скачать

n9.doc

1   2   3

Нормы предписывают выполнять расчет стропильных ног как однопролетную балку.


Расчетная схема:





Расчетный пролет стропильной ноги вычисляется по формуле:
L = a / cos = 2.5 / 0.93 = 2.69 м
где a – длина панели фермы (a = 2.5 м)

Расчет по первой группе предельных состояний.
g= g * b* cos + * b * h * cos *
где - коэффициент надежности по нагрузке ( = 1.1);

 - плотность древесины ( = 500 кг/мі);

b, h – характеристики сечения (b=12,5 ; h=15 cм (из сортамента)).

b- ширина полосы сбора нагрузки (b=1 м).
g= 31 * 1 * 0.93 + 500 * 0.125 * 0.15 * 1.1 = 34,6 кгс/м
p= pн * * cos * b= 150 * 1.1 * 0.93 * 1 = 142,7 кгс/м
Мmax = (g+ p) * / 4 = (34,6 + 142,7) * 2.69І / 4 = 508.52 кгс*м
Wтр = Mmax / (Ruзг * mв) = 50852 / (130 * 0.9) = 434,6 смі
W = bhІ / 6 = 12,5 * 152 / 6 = 468,75 смі > Wтр = 434,6 смі


Расчет по второй группе предельных состояний.
f = 5 / 384 * (g+ p) * L4 / EI <= [ f ] = L / 200 = 269 / 200 = 1.35 см
I = bh3 / 12 = 12.5 * 153 / 12 = 3515,7 см4
g= g * b* cos * + * b * h * cos * * b=

= 27,5 * 1 * 0.83 * 1 + 500 * 0,125 * 0.15 * 0.93 * 1 *1 = 34,95 кгс/м
p= pн * (cos)2 * * b= 150 * 0.8649 * 1 * 1 = 129,74 кгс/м
f = 5 / 384 * (34,74 + 129,74) * 2,694 * 10-2*108 / (1 * 105 * 3515,7) = 0.32 см < [ f ] = 1.35 см
Вывод: брус сечением 12,5 х 1.5 см удовлетворяет требованиям.


2.4. Подбор сечения прогона.
Расчет сечения прогона производится по двум группам предельных состояний.




Подбор сечения прогона.
g= g * cos * а/cos + b h * а/cos * n / L * cos + 2 bh * cos * ,
p= pн * (cos)2 * a / cos
где b, h – характеристики сечения стропильных ног (b = 7.5 см, h = 12.5 см);

n – число стропильных ног (n = 5);

a – расстояние между прогонами по горизонтали (a = 2.17 м);

= 1.1
2 * bx h = 2 * 5 x 20 см – сечение прогона.
g= 31 * 2.5 + 1.1 * 5 * 0.15 * 0.125 * 500 * 2.5 / 4 +

+ 0.175 * 0.05 * 0.93 * 500 * 1.2 = 77.5 + 35.2 + 4.2 = 117.6 кгс/м
p= 150 * 1.6 * 0.932 * 2.5 = 558 кгс/м


Проверка сечения по первой группе предельных состояний.
= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax = (g+ p) * lІ / 12 = (117.6 + 558) * 4 2 / 12 = 83361 кгс*см
W = 2 b / 6 = 2 * 5 * 202 / 6 = 687.8 см3
Wтр = Мmax / mв * Ru = 83361 / 0.9*140 = 687.8 см3


Проверка сечения по второй группе предельных состояний.
f < [ f ] = L / 200 = 400 / 400 = 1 см
f = 5 / 384 * (gн + pн) * L4 / EI
gн = g/ = 117.6 / 1.1 = 110.87 кгс/м
pн = p/ = 558 / 1.6 = 348.75 кгс/м
I = 2 bh3 / 12 = 2 * 5 * 203 / 12 = 6666.7 см4
f = 5 / 384 * (1.1 + 3.5) * 4004 / (1 * 105 * 6666.7) = 0.46 см < [ f ] = 1 см
Вывод: брус сечением 5 х 20 см удовлетворяет требованиям. Так как крайние пролеты сокращены, то условия прочности и по прогибам выполняются и для них.

2.5. Расчет гвоздевого забоя.


a

0.21L

Mоп





Зададим диаметр гвоздя dгв = 5.5 мм.
Определяем a = 0.21 L23 dгв = 0.21 * 40023 * 0.55 = 71.35
Определяем Q = Mоп / a = 86666.7 / 71.35 = 1214.7 кгс
Определяем Tгв = Q / 2 = 607.35 кгс
Определяем T1гв = 400 * d2гв = 121 кгс
Находим количество гвоздей n = Tгв / T1гв = 607.35 / 121 = 5.02 ,

Принимаем n = 6 шт.


3. Расчет и конструирование элементов ферм.
3.1. Определение узловых нагрузок.
Все вертикальные нагрузки, действующие на ферму, делятся на постоянные и временные. При определении усилий принимается, что все нагрузки приложены к узлам верхнего пояса.

P – узловая нагрузка от действия снега.

G – узловая нагрузка от действия собственного веса.
G = g1 B + gсв*d*B
gсв = (g + pсн) / ( 1000 / (L * kсв) - 1)=459.6/37.66=12.2
G = 117.6*4 + 12.2*2.69*4=601.6
где d – длина панели, измеряемая вдоль верхнего пояса фермы;

b, hхарактеристики сечения прогона.

kсв – коэффициент, зависящий от типа и конструкции фермы (kсв = 5)
P = p1 B = 4*558 = 1222 .19 кгс = 2232 кг
где B – длина панели.
G+P = 2232 + 601.6 = 2833.6 кг


3.2. Определение усилий в стержнях фермы.
Расчет выполняется на единичных нагрузках, приложенных к половине фермы.




№ стержня


Часть фермы

Ед. нагрузка слева

Ед. нагрузка справа

Ед. нагрузка по всей ферме

Усилие при G+P, тс

Снег по лев. Пол. + соб. вес по всей ферме

1

Верхний пояс

-4,71

-2,02

-6,73

-18,844

-14,4

2

-3,37

-2,02

-5,39

-15,092

-10,648

3

-2,02

-2,02

-4,04

-11,312

-6,868

4

-2,02

-2,02

-4,04

-11,312

-6,868

5

-2,02

-3,37

-5,39

-15,092

-7,678

6

-2,02

-4,71

-6,73

-18,844

-8,482

7

Нижний пояс

4,37

1,87

6,24

17,472

13,358

8

4,37

1,87

6,24

17,472

13,358

9

3,12

1,87

4,99

13,972

9,858

10

1,87

3,12

4,99

13,972

7,108

11

1,87

4,37

6,24

17,472

7,858

12

1,87

4,37

6,24

17,472

7,858

14

Раскосы

-1,35

0

-1,35

-3,78

-3,78

16

-1,6

0

-1,6

-4,48

-4,48

18

0

-1,6

-1,6

-4,48

-0,96

20

0

-1,35

-1,35

-3,78

-0,81

13

Стойки

0

0

0

0

0

15

1

0

1

2,8

2,8

17

0,5

0,5

1

2,8

1,7

19

0

1

1

2,8

0,6

21

0

0

0

0

0

3.3. Подбор сечений элементов ферм.


  1. Верхний пояс.

Выбираем стержень с наибольшим сжимающим усилием. В данном случае это стержни 1, 6, N = 7.79 тс.
Проверка по условию прочности.
= N / Aнт <= Rс * mв
Rс = 130 кгс/см2 ; mв = 1; b = 12.5 см
hтр = N / (Rс * mв * b) = 18800 / (130 * 1 * 12.5) = 11,6 см
Округляем в большую сторону до ближайшего сортаментного значения h = 12,5 см
Проверка по условию устойчивости.
= N / ( * Aбр) <= Rс * mв
- коэффициент продольного изгиба
= 1 - 0.8 ( / 100)2, при < 75

= 3100 / 2, при >= 75
 - гибкость стержня

= max(x; y)

­x – гибкость в плоскости фермы.
­x = Lpx / ix
Lpx – расстояние между узлами верхнего пояса (Lpx = 2.325 м).

ix – радиус инерции.
ix = 0.289 h = 0.289 * 12,5 = 3,6 см
­x = 235.5 / 3.6 = 64.58
­y – гибкость из плоскости фермы.
­y=Lpy / iy
Lpy – расстояние между двумя смежными прогонами (Lpy = 2.426 м).

Lpy = Lpx, так как прогоны установлены в узлах верхнего пояса.

iy – радиус инерции.
iy = 0.289 b = 0.289 * 12.5 = 3.613 см
­y = 232.5 / 3.6 = 64.58
= 64.58 < 75
= 3100 / 64.582 = 0.74

N / ( * b * h) = 18800 / (0.74 * 12.5 * 12.5) = 166.9 кгс/см2 > Rс * mв = 130 кгс/см2
Принимаем значение h = 15 см
ix = 0.289 h = 0.289 * 15= 4.35 см
­x = 232.5 / 4.35 = 53.45
= 53.45 < 75
= 1 - 0.8 (53.45 / 100)2 = 0.82
N / ( * b * h) = 18800 / (0.82 * 12.5 * 15) = 122.3 кгс/см2 < Rс * mв = 130 кгс/см2
Выбираем брус сечением b = 12.5 см; h = 15 см


  1. Нижний пояс.

Выбираем стержень с наибольшим растягивающим усилием. В данном случае это стержни 7, 8, N = 17.5 тс.
= N / Aнт <= Rp * mв
Rp = 100 кгс/см2; mв=1
Aнт треб = N / (Rp * mв) = 17500/ (100 * 1) = 175 см2
Ап=1.25 * Aнт = 1.25 * 175 = 218.75 смІ
Из конструктивных соображений выбираем брус сечением b = 12.5 см; h = 17.5 см


  1. Раскосы

Выбираем раскосы 14 и 16 с усилиями N1 = 3.75 тс и N2 = 4.48 тс.
Rс = 130 кгс/см2; mв=1; b1 = b2 = 12.5 см
L1 = 2.69 м, L2 = 3.2 м (из чертежа).
Aтр = N / (Rс * mв)
Рассчитываем раскос 14:
Aтр1 = 3750 / (130 * 1) = 28.8 см2
hтр1 = Aтр1 / b1 = 28.8 / 12.5 = 2.3 см
Округляем до ближайшего сортаментного : h1 = 2.5 см
Проверяем выбранное сечение:
= N / (A * ) <= Rс * mв
ix1 = 0.289 h1 = 0.289 * 2.5 = 0.72
­x1 = L1 / ix1 = 269/ 0.72 = 373.61
iy1 = 0.289 b1 = 0.289 * 12.5 = 3.613
­y1 = L1 / iy1 = 269 / 3.613 = 74.5
1 = 373.61
Так как максимальная гибкость раскосов не должна превышать = 150, принимаем значение h1 = 10 см.
ix1 = 0.289 * 10 = 2.89
­x1 = 269 / 2. 89 = 93.2
1 = 93.1 > 75
1 = 3100 / 12 = 3100 / 93.12 = 0.35
N1 / (b1 * h1 * 1) = 3750 / (12.5 * 10 * 0.35) = 85.7 кгс/см2 < Rс * mв = 130 кгс/см2
Выбираем брус сечением b = 12.5 см; h = 10 см
Рассчитываем раскос 16:
Aтр2 = 4480 / (130 * 1) = 34.4 см2
hтр2 = Aтр2 / b2 = 34.4 / 12.5 = 2,76 см
Округляем до ближайшего сортаментного : h2 = 7.5 см
Проверяем выбранное сечение:
ix2 = 0.289 * 7.5 = 2.17
­x2 = 320/ 2.17 = 151.4
iy2 = 0.289 * 12.5 = 3.613
­y2 = 320 / 3.613 = 88.57
2 = 151.4
Так как максимальная гибкость раскосов не должна превышать = 150, принимаем значение h2 = 10 см.
ix2 = 0.289 * 10 = 2.89
­x2 = 320/ 2.89 = 110.7
2 = 100.7 > 75

1 = 3100 / 12 = 3100 / 110.72 = 0.25
N2 / (b2 * h2 * 2) = 2480 / (12.5 * 10 * 0.25) = 79.36 кгс/см2 < Rс * mв = 130 кгс/см2
Выбираем брус сечением b=12.5 см; h=10 см
4) Стойки.

Выбираем стойку 15 с наибольшим усилием N = 2.8 тс.
= N / Aтр <= Rр ст * с
Rр ст = 2300 кг/мІ; с = 1
Aтр = N / (Rр ст * с) = 2800 / (2300 * 1) = 1.22 смІ
Aполн = Aтр / 0.75 = 1.22 / 0.75 = 1.63 см2
Aполн = * d2 / 4 => dполн = 1.3 см
Выбираем стержень d=14 мм

4. Расчет и конструирование узлов ферм.


4.1 Промежуточные узлы фермы. Узел на колодке


Проверка по площади опирания:
Nр * cos /B*hвр < Rcм а
Rcм а = Rcм / (1 + (Rcм / Rcм 90*sin3 - 1)) = 140/(1+(140/241)*0,7) = 140/4,4 = 31,8
Nр * cos /B*hвр = 4480*0,93/12,5*3,13 = 106,5
Проверка не обеспечивается => делаем проверку на скалывание
|(Nлев-Nпр. )|/B* lскал = Rcк.ср. *mв
|Nлев-Nпр. | = 4,37 - 1,87 = 2.5
lскал = 10hвруб = 31.3 см
Rск.ср. = Rск /(1 + ( lскал /e))
Где: eэксцентриситет сил скалывания
е= lн.т. / 2 = 17,5/2 = 8,75 см

= 0,25
Rск.ср. = 24/(1+0,25*31.3/8.75) = 12,7кг/см2
|(Nлев-Nпр. )|/B* lскал= 2500/12,5*31,3 = 6,4 кг/см2 <12,7кг/см2


4.2 Центральный узел нижнего пояса
N/B*hвр<Rск*mв

N = P/4* lф*hф =1500/4*1500*300 = 1/1200 = 0,0008 кг
N/B*hврск*mв = 0,0008/3,13*12,5 = 0,00002 < 12,7 кг/ см2
Rск = 12,7 кг/ см2
Выполняем конструктивно
Проверка по скалыванию


|(Nлев-Nпр. )|/B* lскал < Rcк.ср. *mв
Раскос 16
1600/12,5*31,3 = 4,1 < 10,7 кг/ см2
lскал < 10hвр = 10*3,13 = 31,3 см
Аскал < 10hвр * B = 12,5*31,3 = 387,5 см2
N/ Аскал <Rск.ср. = 1600/387,5 = 4,12 кг/ см2 < 10,71 кг/ см2
Раскос 18


1600/12,5*31,3 = 4,1 < 10,7 кг/ см2
lскал < 10hвр = 10*3,13 = 31,3 см
Аскал < 10hвр * B = 12,5*31,3 = 387,5 см2
N/ Аскал <Rск.ср. = 1600/387,5 = 4,12 кг/ см2 < 10,71 кг/ см
Проверка колодки по плоскости опирания раскоса в колодку
N/B*hрас < Rсм *mв
Rcм а = Rcм / (1 + (Rcм / Rcм 90- 1) *sin3 ) = 140/(1+(140/241)*0,7) = 140/4,4 = 31, 8
N/B*hрас = 1600/10*12,5 = 12,8 < 31,8
Стык нижнего пояса с использованием вставки для фермы 15 м.
Нагельное поле


  1. d – диаметр нагеля


dнаг = h/9,5 = 1,4 см = 14 мм.
2. N – усилие, возникающее в нагельном поле
N = * d2 = 250 * 1,96 = 490 кг
3. а – ширина накладки
a = 6* dнаг= 6*1,4 = 8,4 см
4. nколичество нагелей
n = N/2* Nнаг = 17500/2*490 = 17,86 = 18
Центральная стойка
n = 500/2*490 = 0,52 = 2
Подгаечный брус
Mmax = 250*(12,5 + 8,4) / 4 = 8337,5 кгс
Возмем брус размером: b=7,5 см, h=7,5 см
W = 7,5 * 7,52 /6 = 70,31 см3
Mmax/W < Rи *mв = 140 кг/см 2



Mmax/W = 8337.5/166.67 = 118,56 кг/см 2

1   2   3


Нормы предписывают выполнять расчет стропильных ног как однопролетную балку
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации