Расчет клеефанерной плиты покрытия

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Институт строительства и архитектуры

 

Кафедра Металлических и деревянных конструкций

 

 

КУРСОВая Работа

по дисциплине

«Конструкции из дерева и пластмасс»

 

Тема: «Проектирование дощатоклееных конструкций одноэтажного промышленного здания»

 

 

Выполнил студент (институт, курс, группа)	Данилова К.А. ИСА IV-6 (Ф.И.О.)
Руководитель проекта	доц. Линьков Н.В.
	(ученое звание, степень, должность, Ф.И.О.)
К защите
	(дата, подпись руководителя)
Проект защищен с оценкой

 

Москва 2017

Исходные данные
Расчет клеефанерной плиты покрытия
Исходные данные для расчета панели
Проверка верхней фанерной обшивки на местный изгиб
Компоновка рабочего сечения плиты
Сбор нагрузок на панель
Определение геометрических характеристик сечения
Статический расчет панели
Расчет по I группе предельных состояний
Расчет по II группе предельных состояний
Расчет гнутоклееной трехшарнирной рамы
Исходные данные для расчета рамы
Определение геометрических размеров рамы
Определение нагрузок на раму
Статический расчет рамы
Подбор сечения криволинейного участка рамы
Проверка биссектрисного сечения рамы
Проверка устойчивости плоской формы деформирования рамы
Расчет опорного узла
Расчет конькового узла
Список литературы
Приложение 1

Оглавление

Лит

Лист

Листов

НИУ МГСУ

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Данилова К.А.

Разраб.

Линьков Н.В.

Пров.

Т. контр.

Н. контр.

Утв.

I 4trplhsFH++Hl1cQPiBr7ByTggd52Bazpxwz7e58prEKjYgQ9hkqMCH0mZS+NmTRL1xPHL0vN1gM UQ6N1APeI9x2cpUka2mx5bhgsKe9ofpafVsF6ak0+jId/fGclJ/U3tL9rXJKPc+n3RuIQFP4D/+1 S61gs1zD75l4BGTxAwAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAAIQDb4fbL7gAAAIUBAAATAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAFr0LFu/AAAAFQEAAAsA AAAAAAAAAAAAAAAAHwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAARCO3XEAAAA3AAAAA8A AAAAAAAAAAAAAAAABwIAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAAAwADALcAAAD4AgAAAAA= " strokeweight="2.25pt"/> p gXsF72/n7SMIH5A1jo5JwS95KIv1KsdMuxs3dG1DL2II+wwVmBCmTErfGbLoEzcRR+7LzRZDhHMv 9Yy3GG5HuU/To7Q4cGwwONHJUPfd/lgFh9fK6M+l9nWTVh80XA6nS+uUetgsL88gAi3hX/znrrSC p11cG8/EIyCLOwAAAP//AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEA2+H2y+4AAACFAQAAEwAAAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQBa9CxbvwAAABUBAAALAAAA AAAAAAAAAAAAAB8BAABfcmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQAakQqcwgAAANwAAAAPAAAA AAAAAAAAAAAAAAcCAABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAMAAwC3AAAA9gIAAAAA " strokeweight="2.25pt"/> L pysuFRz+Nt+/IHxA1lg7JgUP8rBc9L7mmGp35z3d8lCKCGGfogITQpNK6QtDFv3QNcTRO7vWYoiy LaVu8R7htpY/STKRFiuOCwYbWhsqLvm/VTDeZUafuq3f7pPsSNV1vL7mTqlBv1vNQATqwif8bmda wXQ0hdeZeATk4gkAAP//AwBQSwECLQAUAAYACAAAACEA2+H2y+4AAACFAQAAEwAAAAAAAAAAAAAA AAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBLAQItABQABgAIAAAAIQBa9CxbvwAAABUBAAALAAAA AAAAAAAAAAAAAB8BAABfcmVscy8ucmVsc1BLAQItABQABgAIAAAAIQB13a8HwgAAANwAAAAPAAAA AAAAAAAAAAAAAAcCAABkcnMvZG93bnJldi54bWxQSwUGAAAAAAMAAwC3AAAA9gIAAAAA " strokeweight="2.25pt"/>

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Исходные данные

Пролет рамы L=20м;

Шаг рам В=4 м;

Высота рамы в карнизном узле Н_карн=4 м;

Угол уклона кровли α=15^о;

Снеговой район III;

Вес утеплителя 0,75кН/м³;

Температурно-влажностные условия эксплуатации t-W% 2

II класс ответственности здания.

 

Расчет клеефанерной плиты покрытия

1.

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Датаа

Исходные данные для расчета панели

1) Размеры в плане: 1,48х3,98

2) III снеговой район

3) Каркас ребер – сосна II сорт

4) Обшивки – водостойкая фанера

ФСФ В/ВВ t_ф=8мм

5) Утеплитель минераловатные плиты

ТЕПЛОТЕК Минплита П-75 100х500х1000 мм; γ=0,75 кН/м³

6) Пароизоляция Ютафол Н 110 (110г/м²)

7) Кровельный материал – мягкая черепица KATEPAL (8кг/м²)

 

2. Компоновка рабочего сечения плиты

Ширина плиты

b_п=1480 мм;

Толщина фанерных обшивок

t_ф=8 мм;

Продольные ребра – по сортаменту принимаем доски 50х200 мм, после четырехстороннего фрезерования габариты досок составят 42х192 мм.

Расчетный пролет панели:

Высота панели:

 

3. Проверка верхней фанерной обшивки на местный изгиб

Расстояние между ребрами в осях:

 

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Момент сопротивления обшивки шириной 1000 мм:

Напряжение изгиба сосредоточенной силой:

 

4. Сбор нагрузок на панель

Таблица 1

№	Наименование нагрузки	Норм. нагрузка, кН/м2	Коэф. надежности	Расч. нагрузка, кН/м2
1.	Кровельная плитка KATEPAL	0,08	1,05	0,084
2.	Фанерные обшивки	2·0,08·7=0,112	1,1	0,123
3.	Продольные ребра каркаса		1,1	0,15
4.	Поперечные ребра каркаса		1,1	0,042
5.	Утеплитель		1,2	0,077
6.	Пароизоляция	0,011	1,2	0,0013
Итого: постоянная нагрузка	0,435		0,477
7.	Временная нагрузка: снеговая	0,7·1,8=1,26	1,4	1,764
Итого: полная нагрузка	1,7		2,24

 

 

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Полная погонная нагрузка:

- нормативная

- расчетная

 

5. Определение геометрических характеристик сечения

Расчетная ширина фанерной обшивки:

Приведенный момент инерции панели:

Приведенный момент сопротивления панели:

Приведенный статический момент верхней фанерной обшивки относительно нейтральной оси:

 

6. Статический расчет панели

Максимальный изгибающий момент:

Поперечная сила:

 

7.

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Расчет по I группе предельных состояний

7.1. Проверка прочности нижней обшивки

Напряжение в нижней растянутой обшивке:

7.2. Проверка прочности верхней обшивки:

При расстоянии между продольными ребрами по внутренним кромкам и толщине фанеры отношение

тогда:

Напряжение в сжатой обшивке:

7.3. Проверка на скалывание по клеевому шву

Расчетная ширина клеевого соединения:

Касательные напряжения:

8. Расчет по II группе предельных состояний

Расчетный прогиб панели:

 

 

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Предельный прогиб панели:

Рис. 1. Утепленная клеефанерная плита покрытия

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Расчет гнутоклееной трехшарнирной рамы

1. Исходные данные для расчета рамы

Расчетный пролет рамы L=20 м;

Угол наклона ригеля ;

Высота карнизной части Н_карн=4 м;

Шаг рам В=4 м;

III снеговой район;

Температурно-влажностные условия эксплуатации t-W% 2;

Собственный вес покрытия: 0,435 кН/м²; 0,477 кН/м²;

Материал рамы - доски 19х160 мм, сосна II сорт.

 

2. Определение геометрических размеров рамы

Расчетный пролет рамы

Для угла :

Высота рамы в коньке:

Радиус гнутой части рамы: R_гн=3 м;

Угол в карнизной гнутой части между осями ригеля и стойки:

Максимальный изгибающий момент будет в среднем сечении гнутой части рамы, которое является биссектрисой этой угла, тогда:

Центральный угол гнутой части в градусах и радианах:

.

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Длина стойки от опоры до начала гнутой части:

Длина гнутой части:

Длина ригельной части рамы:

Длина полурамы:

 

3. Определение нагрузок на раму

Нормативное значение собственного веса рамы:

Сбор нагрузок на раму

Таблица 2

№	Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м2	Коэф. надежности по нагрузки	Расчетная нагрузка, кН/м2
	Собственный вес покрытия с учетом уклона
	Собственный вес рамы	0,26	1,1	0,286
	Снеговая нагрузка	1,26	1,4	1,76
Всего:	1,97		2,54

 

Полная расчетная погонная нагрузка:

 

4.

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Статический расчет рамы

Опорные реакции:

- вертикальные:

- горизонтальные:

Максимальный изгибающий момент в раме возникает в центральном сечении гнутой части. Координаты х, у точки с максимальным изгибающим моментом:

Изгибающий момент М и продольная сжимающая сила N в данной точке:

 

5. Подбор сечения криволинейного участка рамы

Ширина досок b=160 мм; толщина досок δ=19 мм.

Расчетное сопротивление сжатию и изгибу для сосны II сорта:

Требуемую высоту сечения h_тр можно определить приближенно по величине изгибающего момента:

Требуемое количество слоев:

слоев, принимаем 55 слоев по 19 мм:

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Геометрические характеристики принятого сечения:

Высота рамы в опорном сечении:

Высота рамы в коньковом сечении:

 

Окончательно принимаем:

 

6. Проверка биссектрисного сечения рамы

Коэффициенты условий работы к расчетным сопротивлениям:

m_в=1;

m_б=0,89;

m_сл=1,1;

При значении отношения

m_гн=0,82 (для R_c и R_и);

m_гн=0,62 (для R_р).

Расчетное сопротивление древесины сосны II сорта сжатию и изгибу:

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Расчетное сопротивление древесины сосны II сорта растяжению:

Для элементов переменного по высоте сечения коэффициент φ следует умножить на коэффициент K_ЖN:

, т.к. , принимаем .

Коэффициент ξ:

Изгибающий момент по деформированной схеме:

Для криволинейного участка при отношении прочность следует проверять для наружной и внутренней кромки с введением коэффициентов k_гв и k_гн к W_расч:

Расчетный момент сопротивления с учетом влияния кривизны:

 

 

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Напряжение по сжатой внутренней кромке:

Напряжение по растянутой наружной кромке:

Рис.2. Общий вид гнутоклееной полурамы Р1

 

Лист

Пояснительная записка

Лит

№ докум.

Изм.

Подп.

Дата

Проверка устойчивости плоской формы деформирования рамы

Точку перегиба моментов, т.е. координаты точки с нулевым моментом находим из уравнения моментов, приравнивая его к нулю:

Принимаем , тогда:

Точка перегиба эпюры моментов соответствует координатам: ;

Тогда расчетная длина растянутой зоны, имеющей закрепления по наружной кромке равна:

Расчетная длина сжатой зоны, наружной (раскрепленной) кромки ригеля (т.е. закреплений по растянутой кромке нет) равна:

Таким образом, проверку устойчивости плоской формы деформирования производим для 2-ух участков.

Проверка устойчивости производится по формуле: