ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовому проекту по дисциплине “Конструкции из дерева и пластмасс” на тему “Птичник”
Выполнил гр. ПГСд-07уск
Иванов А.В.
Руководитель Осетрин А.В.
Г. Пермь 2010
Задание на проектирование
Рис. 1 Геометрическая схема конструкции
Табл.1 Задание
| Наименование величин | ||
| № схемы | 9 (Птичник) | |
| И | Место строительства | г. Архангельск |
| В | Шаг конструкций | 4,0 м |
| А | Расчетный пролет | 15 м |
| Н | Высота | 5,8 м |
| О | Длина здания | 96 м |
| В | Тип панели покрытия | Фанера ФБС |
| А | Средний слой панели | минвата |
Расчет щита покрытия
Исходные данные
Условия эксплуатации нормальные.
Уклон кровли 1:4.
Каркас плиты из древесины ели 2-го сорта.
Шаг несущих конструкций – 4,0 м.
Шаг прогонов – 1 м.
Компоновка плиты
Плиты покрытия укладываются непосредственно по несущим конструкциям, соответственно, длина плиты равна шагу несущих конструкций – 4 м, а с учетом припусков при изготовлении – 3,98 м. Ширина плиты принимается равной ширине стандартного листа фанеры (1500*3500). С учетом обрезки кромок для их выравнивания ширина плиты – 1,48м. Направление волокон наружных слоев фанеры следует располагать вдоль плиты. Толщина фанеры – 10мм.
Высота плиты 
Толщину ребер принимаем 50мм. По сортаменту принимаем доски 50*175мм. Фанера приклеивается к нижней стороне деревянного каркаса, поэтому фрезеруются только кромки досок. После острожки кромок размеры ребер 50*170мм. Шаг продольных ребер конструктивно назначаем 50см. Пароизоляция – окрасочная по наружной стороне обшивки. Окраска производится эмалью ПФ-115 за 2 раза.
Теплотехнический расчет плиты
Режим помещения:
- температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98: -31ºC;
- средняя температура воздуха со среднесуточной температурой ≤8ºC: -4,4ºC;
- продолжительность периода со среднесуточной температурой ≤8ºC: 253 суток (определена путем интерполяции);
- условие эксплуатации: Б3.
Условия эксплуатации конструкций Б.
| Наименование слоя | 
| 
| 
| 
|
| Фанера ФБС | 0,01 | 0,13 | 0,077 | |
| Окраска | ||||
| Минвата | 0,05 |
aint = 8,7 Вт/(м2×°С) - по табл. 4*[2], aext = 23 Вт/(м2×°С) - по табл. 6*[2].
Dd = (tint – tht) × zht = (30+4,4) × 253 = 8703,2
Rreq=3,39 по таблице 4 СНиП 23-02-2003
Сбор нагрузок
| Наименование нагрузки | Нормативная Н/м2 | коэффициент надежности | Расчетная Н/м2 |
| А. Постоянные | |||
| Кровля из волнистых листов ONDULINE | 1,1 | 34,1 | |
| Собственная маса плиты покрытия | |||
| продольные ребра 0,05*0,170*4*5000/1,48=114,86 | 114,86 | 1,1 | 126,35 |
| Утеплитель 300*0,15=45 | 1,3 | 62,4 | |
| Нижняя обшивка из фанеры марки ФСБ 0,01*6000=60 | 1,1 | ||
| ИТОГО: | 253,86 | 288,85 | |
| Б. Временные | |||
| Снеговая 1600 | |||
| ВСЕГО: | 1933,86 | 2688,85 |
Полные погонные нагрузки:
Нормативная 
Расчетная 
Статический расчет
Ширина площадки опирания на верхний пояс несущей конструкции – 6см, тогда расчетный пролет плиты равен 
Плита рассчитывается как балка на двух опорах.
Расчетный изгибающий момент:
Расчетная поперечная сила:
При уклонах кровли 1:4 расчет плиты допускается вести без учета явления косого изгиба.
Геометрические характеристики сечения
Расчет клееных элементов из фанеры и древесины выполняется по методу приведенного поперечного сечения в соответствии с п.4.25 СНиП II-25-80.
Расчетная ширина фанерной обшивки при
Геометрические характеристики плиты приводим к фанере с помощью коэффициента приведения:
Приведенная площадь поперечного сечения плиты
Приведенный статический момент поперечного сечения плиты относительно нижней плоскости обшивки
Расстояние от нижней грани до нейтральной оси поперечного сечения плиты
Расстояние от нейтральной оси до верхней грани продольных ребер
Расстояние от нейтральной оси плиты до центра тяжести продольных ребер
Приведенный момент инерции плиты относительно нейтральной оси
Конструктивный расчет
Проверка напряжений
Максимальные напряжения в растянутой фанерной обшивке:
, где
-коэффициент надежности по назначению.
Максимальные растягивающие напряжения в ребре деревянного каркаса
,
где коэффициент 
приводит геометрические характеристики к наиболее напряженному материалу – древесине, т.е.
Максимальные сжимающие напряжения в ребре деревянного каркаса
Проверка скалывающих напряжений по клеевому шву между фанерной обшивкой и продольными ребрами каркаса:
,
где 
- статический момент фанерной обшивки относительно нейтральной оси:
Прочность клеевого шва между фанерой и древесиной (фанера приклеивается на клее ФРФ – 50) принимается равной прочности фанеры на скалывание вдоль волокон наружных слоев 78,4Н/см2 (табл.10 СНиП II-25-80).
Проверка прогиба плиты
Относительный прогиб плиты:
Скомпонованное сечение удовлетворяет условиям прочности и жесткости.
Расчет рамы
Рамы из прямолинейных элементов с соединением ригеля и стойки на зубчатый шип являются наиболее технологичными и простыми в изготовлении. Для их изготовления склеивается прямолинейная заготовка, которая затем распиливается по диагонали на два ригеля и две стойки. Для образования карнизного узла по длине биссектрисного сечения фрезеруется зубчатый шип и производится склеивание в специальном приспособлении, обеспечивающем необходимое давление запрессовки и требуемую геометрию узла.
Существенным недостатком этих рам является наличие ослабления в наиболее напряженном сечении. Надежность и долговечность всей конструкции зависит от качества клеевого соединения, которое достаточно сложно проконтролировать.
Геометрический расчет
На стадии подготовки исходных данных на проектирование задаемся основными геометрическими размерами рамы
пролет 1=15 м, высота стойки Н=5,8 м, уклон ригеля i=0,25.
В зависимости от этих параметров вычисляем длину стоек, ригеля по геометрическим осям.
Сбор нагрузок
Таблица 2 Нагрузки на раму (Н/м2)
| Наименование нагрузки | Нормативная Н/м2 | коэффициент надежности | Расчетная Н/м2 |
| А. Постоянные | |||
| Кровля из волнистых листов ONDULINE | 1,1 | 34,1 | |
| Собственная маса плиты покрытия | |||
| продольные ребра 0,05*0,170*4*5000/1,48=114,86 | 114,86 | 1,1 | 126,35 |
| Утеплитель 300*0,15=45 | 1,3 | 62,4 | |
| Нижняя обшивка из фанеры марки ФСБ 0,01*6000=60 | 1,1 | ||
| Собственный вес рамы | 227.51 | 1,1 | 250.26 |
| ИТОГО: | 481.37 | 539.11 | |
| Б. Временные | |||
| Снеговая 1600 | |||
| ВСЕГО: | 2161.37 | 2939.11 |
Собственная масса рамы:
gнс.м. = 
Н/м2;
где gнп – нормативная нагрузка от собственной массы покрытия;
gнсн – нормативная снеговая нагрузка на покрытие;
ксм – коэффициент собственной массы несущих конструкций.
Полные погонные нагрузки:
а) постоянная gп = 0,54 · 4,5 = 2,43 кН/м;
б) временная gсн = 2,4· 4,5 = 14,4 кН/м;
в) полная g = gп + gсн = 16,83 кН/м
Рис.5 Схема загружения рамы
Ветровая нагрузка
Ветровая нагрузка принимается по табл.5 и приложению 3 СНиПа [1].
Город Архангельск находится во II ветровом районе, нормативное ветровое давление на покрытие Wo= 0,3 МПа.
Расчетное значение ветровой нагрузки определяется по формуле
W= Wo∙ k∙ c∙ γf;
где k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;
c – аэродинамический коэффициент, учитывающий форму покрытия
γf = 1,4 – коэффициент надежности по нагрузке;
Рис. 6 Схема загружения рамы ветровой нагрузкой
Погонные расчетные значения ветровой нагрузки
W1= W1∙ B= 0,3∙ 0,5∙ 0,8∙ 1,4∙ 4,5= 0,756 кН/м;
W2= W2∙ B= 0,3∙ 0,5∙ (-0,2)∙ 1,4∙ 4,5= -0,189 кН/м;
W3= W3∙ B= 0,3∙ 0,5∙ (-0,4)∙ 1,4∙ 4,5= -0,378 кН/м;
W4= W4∙ B= 0,3∙ 0,5∙ (-0,5)∙ 1,4∙ 4,5= -0,473 кН/м;