Содержание
Задание на выполнение курсовой работы... 3
Введение.. 4
1. Расчет покрытия.. 6
1.1. Расчет обрешетки.. 7
2. Расчет стропильных ног.. 10
4. Расчет прогонов.. 14
5. Расчет стоек.. 16
6. Расчет узлов.. 17
6.1. Расчет узла соединения прогона и стойки.. 17
6.2. Расчет узла врубки стропильной ноги в мауэрмат.. 17
6.3. Расчет узла врубки стропильной ноги в прогон.. 18
7. Защита древесины от гниения.. 19
8. Защита древесины от возгорания.. 20
9. Список литературы... 21
Задание на выполнение курсовой работы
Введение
Дерево в качестве строительного материала применяется с древнейших времен. Этому способствовало наличие лесов, легкость обработки и транспортировки деревянных элементов к месту строительства. Кроме того древесина обладает хорошими конструкционными качествами – значительной прочностью и упругостью при сравнительно небольшой массе.
Конструкции из дерева относятся к классу легких строительных конструкций, применение которых в строительстве является одним из важных направлений на пути повышения эффективности и ускорения строительного производства.
Современные деревянные конструкции это клееные конструкции. Они обладают малой трудоемкостью изготовления на высокомеханизированных предприятиях. Конструкции из цельных элементов применяют для балок небольших пролетов, стоек, рам.
Строительные конструкции изготавливают обычно из хвойных пород древесины – сосны, ели, лиственницы, пихты, кедра. Эти породы характеризуются хорошими механическими свойствами, большой стойкостью против гниения благодаря смолистости. Твердые лиственные породы (дуб, бук, граб и др.) применяют для изготовления мелких деталей – нагелей, шпонок, прокладок и др.
Березу используют для изготовления строительной фанеры. Мягкие лиственные породы (осина, ольха, тополь и др.) применяют для временных конструкций, вспомогательных сооружений, для опалубок.
Достоинства древесины как материала конструкций:
-относительная удельная прочность (отношение расчетного сопротивления к плотности) - близкая к удельной прочности стали;
-легкость - определяется небольшой плотностью древесины всего 500 кг/м3, что позволяет выполнять конструкции пролетом более 100м;
-малая теплопроводность, поэтому древесину можно использовать как в несущих конструкциях, так и как изоляционный материал;
-химическая стойкость, так в агрессивных средах древесина более долговечна метала и железобетона;
-простота обработки и изготовления конструкций;
-малое значение коэффициента линейного расширения от тепла вдоль волокон позволяет в деревянных зданиях и сооружениях отказаться от устройства температурных швов;
-склеивание водостойкими синтетическими клеями, благодаря этому изготавливаются
клеедеревянные элементы крупных сечений, больших длин и различных форм – гнутых, ломаных и др.
Деревянные конструкции имеют также существенные недостатки:
- низкая огнестойкость, деревянные конструкции являются сгораемыми, однако элементы крупных сечений имеют предел огнестойкости выше некоторых других конструкций, например металлических. Кроме того они могут быть защищены от возгорания специальными покрытиями;
- загниваемость и поражение древоточцами (низкая биостойкость) при неправильном применении и эксплуатации, в результате длительного увлажнения. Современные конструкционные и химические методы защиты от гниения и биовредителей, обеспечивают их сохранность при многолетней эксплуатации;
- гигроскопичность и ее следствие – усушка, разбухание, коробление и растрескивание, определяется влажностью древесины. Степень влажности значительно влияет на качество деревянных конструкций и строго ограничивается в зависимости от условий их изготовления и эксплуатации;
- неоднородность строения древесины (анизотропность) определяется наличием естественных пороков (сучки, косослой, гниль, червоточина, трещины). Величина и расположение пороков определяют сорт древесины.
Интерес к деревянным конструкциям не снизился и в наши дни. Многие ученые указывают на необходимость применения в строительстве новых эффективных материалов и облегченных конструкций, в том числе клееных деревянных конструкций. Отмечается, что при проектировании и строительстве следует уменьшать вес сооружения, а это возможно при уточненном расчете конструкций и изготовлении их из более легких материалов. Решению этих задач способствует развитие вопросов расчета конструкций на устойчивость плоской формы деформирования, усиление интереса к применению при небольших пролетах и нагрузках дощатых конструкций из цельной древесины с металлическими соединениями различного вида, уточнение расчетных характеристик древесины с учетом ее сортности; происходят также другие изменения в области проектирования конструкций из дерева.
Расчет покрытия
• Тип покрытия – мягкая рулонная кровля
• Размеры здания в осях – 12х60 м
• Район строительства и эксплуатации – II (расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности Sn=1,2)
• Режим эксплуатации – 2.2, в неотапливаемых помещениях в сухой и нормальных зонах влажности (эксплуатационная влажность ˃12%, но ˂15%, поэтому влажностный коэффициент mв=0,9)
• Срок эксплуатации здания – 50-100 лет (коэффициент надежности по сроку службы ɣн(сс)=0,9)
• Порода древесины – сосна (ρ=500 кг/м3, коэффициент породы mп=1)
• Класс ответственности здания – II
• Уклон поррытия – 9 ̊
Рис. 1. Схема стропильной системы
Расчет обрешетки
Намечаем конструкцию покрытия – по прогонам укладываем два настила досок:
-нижний (рабочий настил) – разреженный, из досок 22х150мм, уложенных по прогонам с зазором 30мм;
-верхний (защитный настил)– из досок 16х100 мм, уложенных без зазора, под углом 45 ̊ к нижнему.
Кровельный материал – мягкая рулонная кровля.
Нагрузка приведена в табл.1
Таблица 1.
Нагрузка на рабочий настил, кН/м2
| Элемент конструкции | Нормативная нагрузка, gн, кН/м2 | Коэф. надежности по нагр. ɣ | Расчетная нагрузка, gр, кН/м2 |
| 1. Мягкая рулонная кровля 2. Защитный настил δ=16 мм, 0,016*5 3. Рабочий настил δ=22 мм, 0,022*15/18 | 0,1 0,08 0,09 | 1,1 1,1 1,1 | 0,11 0,088 0,099 |
| Постоянная нагрузка | 0,27 | – | 0,3 |
| 4.Снеговая нагрузка для II снегового района μ*Sn*cosα=1*Sn*0.987 5. Ветер положительного давления не дает, т.к. угол менее 30̊ | 0,84 | – | 1,2 |
Определение наибольшего изгибающего момента
Доски, образующие рабочий настил, по крайней мере, перекрывают два промежутка между прогонами, и настил следует рассматривать, как двухпролетную балку. Расчет ведется по полосе шириной 1 м для двух случаев нагружения, пренебрегая незначительным уклоном (т.к. при α=9̊, cosα=0,987)
1 Случай нагружения – постоянная и временная (снеговая) нагрузки
- Погонная нагрузка, действующая на настил шириной 1 м:
- Изгибающий момент в досках настила:
,
.
- Нормальные напряжения:
,
где момент сопротивления полосы настила
,
тогда 
.
- Момент инерции расчетной полосы настила:
.
- Прогиб: 
.
2 Случай нагружения – постоянная и сосредоточенная нагрузка (монтажная), которая при наличии двух перекрестных настилов передается на полосу шириной 0,5 м. Тогда на расчетную полосу передаются нагрузки:
, 
;
, где k =1,2 – коэффициент запаса;
- Погонная нагрузка:
;
;
- Момент:
.
- Нормальные напряжения:
Существует запас прочности 
, поэтому рассмотрим толщину досок 19 мм без учета некоторого снижения нагрузок:
,
,
Условие не выполняется, поэтому окончательно принимаем толщину досок 22 мм.
Расчет стропильных ног
Проектируем из бруса 50х150 мм:
Таблица 2.
Нагрузка на стропила сечением 100х150 мм, кН/м2
| Элемент конструкции | Нормативная нагрузка, gн, кН/м2 | Коэф. надежности по нагр. ɣ | Расчетная нагрузка, gр, кН/м2 |
| 1. Стропильная нога 100х150 мм 0,1*0.150*5*(1/1,5) | 0,05 | 1,1 | 0,055 |
| 2. Таблица №1 | 0,27 | – | 0,3 |
| Постоянная | 0,32 | – | 0,355 |
| 3.Снеговая нагрузка для II снегового района μ*Sn*cosα=1*Sn*0.987 | 0,84 | – | 1,2 |