Санкт-Петербургский Государственный Технический Университет
Пояснительная записка к курсовому проекту
«Каркас одноэтажного деревянного здания»
Выполнила:
студентка группы 3014/2
Красильникова Т.С.
Проверил:
доц.Ширяев Г.В.
2003 г.
Содержание.
1. Конструктивная схема здания.
3
1.1. Деревянные фермы.
1.2. Выбор шага рам.
4
1.3. Связи.
2. Конструирование и расчет покрытия здания.
7
2.1. Конструкция покрытия.
2.2. Подбор сечения рабочего настила.
2.3. Подбор сечения стропильных ног.
10
2.4. Подбор сечения прогонов
11
2.5. Расчет гвоздевого забоя.
13
3. Расчет и конструирование элементов ферм.
3.1. Определение узловых нагрузок.
3.2. Определение усилий в стержнях ферм.
3.3. Подбор сечений элементов ферм.
14
4. Расчет и конструирование узлов ферм.
18
4.1 Промежуточный узел.
4.2 Центральный узел.
19
4.3 Опорный узел.
20
4.4 Стык нижнего пояса.
23
Список используемой литературы.
25
Проектируется одноэтажное здание с несущим деревянным каркасом. Основу каркаса составляют последовательно расположенные рамы, образованные двумя колоннами и ригелем. В качестве ригеля используется треугольная деревянная ферма. Колонны жестко закреплены в фундаменте в плоскости рамы и шарнирно в плоскости стены.
Пространственная жесткость здания обеспечивается связями, объединяющими отдельные рамы.
Рассмотрим треугольную деревянную ферму.
В фермах различают следующие элементы:
1 – Нижний пояс.
2 – Верхний пояс.
3 – Раскосы.
4 – Стойки.
Все элементы фермы в данном проекте выполнены из деревянного бруса, за исключением стоек, которые выполняются из стального кругляка.
Высота фермы определяется по пролету:
hф =1/4Lф при Lф<=14 м – 6-ти панельная ферма
hф=1/5Lф при Lф>=14 м - 8-ми панельная ферма
Точки пересечения элементов фермы – узлы. Выделяют несколько характерных узлов:
5 – Опорные.
6 – Коньковый.
7 - Центральный узел нижнего пояса.
Расстояние между соседними узлами нижнего пояса называется длиной панели(lп). В этом проекте рассмотрена равно панельная ферма.
Шагом рам называется расстояние между двух рядом стоящих рам в плоскости стены. В зданиях такого типа он зависит от нагрузок на покрытие и обычно составляет 3 до 6 метров. Так как проектируемое здание отапливаться не будет (т.е. покрытие будет не утепленное), а снеговая нагрузка будет соответствовать 4-му снеговому району, зададим 12 по 4 м и по крайние по 4 м.
Высота здания, пролет фермы и ветровой район при назначении шага рам не учитываются.
Конструктивная схема каркаса одноэтажного деревянного здания с треугольной 6-ти панельной фермой и схема размещения связей представлены на рисунке:
1 – вертикальные связи между фермами. Размещаются так, чтобы ни одна ферма не осталась без вертикальных связей, что приводит к их расстановке через пролет между рамами, а при четном количестве пролетов приходится их устанавливать подряд в двух пролетах (например у одного из торцов здания).
2 – связи в плоскости верхних поясов ферм. Устанавливаются в торцевых пролетах, но если длина здания превосходит 30 м, то они устанавливаются и в центральных пролетах, по возможности с равным шагом.
3 – связи в плоскости нижних поясов ферм. Эти связи расставляются так, чтобы на виде снизу они проецировались на связи в плоскости верхних поясов ферм.
Связи 1, 2 и 3 принято называть ветровыми, так как они придавая пространственную жесткость конструкции, позволяют наряду с прочими элементами каркаса распределять ветровую нагрузку, действующую на торец здания между всеми рамами.
Кроме связей между фермами в каркасе здания выделяют связи между колоннами:
6 – горизонтальные связи между колоннами.
7 – связи в плоскости стены между колоннами. Они устанавливаются в крайних от торцов здания пролетах, а в зданиях, длинна которых превосходит 30 м, и в центральных пролетах.
На рисунке изображены также прогоны (4) и стропильные ноги (5) – это элементы покрытия, не входящие в структуру связей. Прогоны располагаются вдоль всего здания по узлам верхних поясов ферм. Стропильные ноги укладываются поперек прогонов в плоскости верхних поясов ферм с шагом от 0.8 до 1.2 м в зависимости от величины снеговой нагрузки. В этом курсовом проекте шаг стропильных ног принят равным 1 м.
1 – Прогон.
2 – Стропильные ноги.
3 – Рабочий настил.
4 – Пароизоляция.
5 – Защитный настил.
6 – 3 слоя рубероида.
Рабочий настил рассчитывается на прочность и прогиб, как неразрезная 2-х пролетная балка.
Расчет рабочего настила по первой группе предельных состояний.
Первое сочетание нагрузок: постоянная (собственного веса) + временная (снеговая).
Расчетная схема:
Таблица 1. Нагрузки собственного веса.
№
п. п.
Наименование
gн, кгс/м2
g
g, кгс/м2
1
Рабочий настил (t=19 мм)
9.5
1.2
11,4
2
Защитный настил (t=16 мм)
8
9,6
Ковер руберойда на битумной мастике
12
Итого:
27,5
1,2
33,6
Обозначения в таблице:
gн – нормативная нагрузка собственного веса;
g - коэффициент надежности по нагрузке собственного веса;
g - расчетная нагрузка собственного веса.
Определим снеговые нагрузки. Снеговой район = 4 Þ Pн = 150 кгс/м2
Для определения коэффициента надежности по снеговой нагрузке воспользуемся следующим правилом:
Если gн/pн*cosa <= 0.8, то gA = 1.6
Если gн/pн*cosa >= 0.8, то gA = 1.4
В нашем случае: gн / рн=27,5 / 150*0,93 = 0,2 => g = 1.6
Далее определяем погонные нагрузки g’ и p’.
g' = g * b * cosa *gA = 33,6 * 1,6 * 0,93 * 1 = 40,93 кгс/м
где b – ширина полосы сбора нагрузки (b = 1 м);
a - угол наклона кровли к горизонту (cosa = 0,93).
p’ = pн * g * b * (cosa)2 = 150 * 1.6 * 1 * 0.932 = 206,4 кгс/м
s= Mmax / W <= Rизг * mв
где s - напряжение;
M - расчетный изгибающий момент;
W - момент сопротивления рабочего настила;
Страницы: 1, 2, 3
