Покрытие по треугольным металлодеревянным фермам с клееным верхним поясом
Курсовой проект - Строительство
Другие курсовые по предмету Строительство
1. Расчёт клееной утеплённой плиты покрытия с фанерными обшивками
Необходимо рассчитать и сконструировать клееную плиту с фанерными обшивками для промышленного здания в городе Нижний Новгород. Участок строительства защищён от прямого воздействия ветра. Температура и относительная влажность воздуха в помещениях tв=20С и ?=70% соответственно. Условия эксплуатации - А2, mв=1.
Исходные данные для проектирования
Номинальные размеры плиты в плане: ?nbn=30001500 мм;
Обшивки из фанеры марки ФСФ сорт В/ВВ по ГОСТ 3916-69;
Продольные рёбра из досок сосны 2-го сорта;
Клей ФР-12 по ТУ 6-05-1748-75;
Утеплитель - минераловатные плиты толщиной 80 мм на синтетической связке с ?=100 кг/м3 по ГОСТ 9573-72;
Пароизоляция - обмазочная битумная;
Кровля рулонная типа К-7 по СНиП II-26-76 (три слоя рубероида марки РМ-350 по слою пергамина марки П-350, наклеенного на верхнюю обшивку плиты на заводе);
Расчётные сопротивления материалов плиты по таблице 3; 10 [2]:
Доски продольных ребер (2-ой сорт) скалыванию вдоль волокон при изгибе:ск=Rтабл•mв•mп=1,6•1•0,65=1,04 МПа;
изгибу: =Rтабл•mв•mп=13•1•0,65=8,45 МПа.
Фанера ?=8,0 мм марки ФСФ сорт В/ВВ сжатию вдоль волокон:ф.с.=Rтабл•mв=12•1=12 МПа;
скалыванию вдоль волокон:ф.ск.=Rтабл•mв=0,8•1=0,8 МПа;
изгибу поперёк волокон:ф.и.=Rтабл•mв=6,5•1=6,5 МПа.
Фанера ?=6,0 мм марки ФСФ сорт В/ВВ растяжению вдоль волокон:ф.р.=Rтабл•mв=14•1=14 МПа.
Расчетный модуль упругости древесины вдоль волокон:
Ед=Етабл•mв=1•104•1=104 МПа;
Расчетный модуль упругости фанеры вдоль волокон:
Еф=Етабл•mв=0,9•104•1=0,9•104 МПа;
плиты покрытия укладываются по треугольным металлодеревянным фермам с клееным верхним поясом с уклоном верхней кромки ?=14,250.
1.1 Конструкция плиты покрытия
Конструкцию плиты покрытия принимаем аналогичной существующим типам (серия ПКД-01-04) рисунок 1.
Каркас плиты состоит из четырёх продольных рёбер сечением 11946 мм (из досок 12550 мм до острожки) и пяти поперечных ребер сечением 9446 мм (из досок 10050 мм до острожки). Верхняя обшивка из фанеры толщиной 8,0 мм; нижняя - 6,0 мм. У торцов плиты нижняя обшивка усилена полосами фанеры шириной 150 мм и толщиной 20 мм (в соответствии с п. 6.7. [2]). Ширина площадок опирания плиты на фермы принята 60 мм, поэтому расчётный пролёт плиты составит:
?р=?п-60=3000-60=2940 мм=2,94 м.
Расчётная ширина плиты определяется в соответствии с п. 4.25. [2] в зависимости от шага продольных рёбер и длины плиты ?п: 6•а=6•0,4747=2,85 < ?п=3,0 м, следовательно:расч=0,9•bф.в.=0,9•1,47=1,323 м.
Расчётное сечение плиты удобно представить в виде двутавра с шириной полок равной bрасч=1,323 м и толщиной стенки (рёбер) равной 4bр=0,184 м.
Плиты рассчитываются по геометрическим характеристикам приведённым к фанере обшивок:
Sприв=Sф+Sдр,
где: Sприв - приведённая к фанере обшивок геометрическая характеристика поперечного сечения плиты (F, Sx, Ix);ф - геометрическая характеристика фанерных обшивок по расчётным размерам;др - геометрическая характеристика элементов плиты из древесины (продольных ребер);
Едр=1•1010 Па - модуль упругости древесины вдоль волокон;
Еф=0,9•109 Па - модуль упругости фанеры вдоль волокон;пр===1,11 - коэффициент приведения.
Для плиты все приведённые геометрические характеристики удобно определять приняв приведённую ширину ребра:р.пр.=nпр•4•bр=1,11•4•46=204,4 мм.
Рис. 1
1.2 Определение приведённых геометрических характеристик поперечного сечения плиты
Приведённая площадь сечения:пр=bрасч•(?ф.в.+?ф.н.)+bр.пр.•hр=132,3•(0,8+0,6)+20,4•11,9=428,0 см=4,28•10-2 м.
Приведённый статический момент сечения относительно нижней плоскости плиты:пр=bрасч2979,2 см3=2,98•10-3 м3.
Координата центра тяжести сечения плиты относительно нижней плоскости:
0,0696 м=6,96 см;п-y0=0,133-0,0696=0,0634 м=6,34 см.
Площади и координаты центров тяжести элементов поперечного сечения плиты относительно нейтральной оси:
Верхней обшивки:ф.в.=bрасч.•?ф.в.=132,3•0,8=105,84 смф.в.=hп-y0-=13,3-6,96-=5,94 см.
Нижней обшивки:ф.в.=bрасч.•?ф.н.=132,3•0,6=79,38 смф.н.=y0-=6,96-=6,66 см.
Продольных рёбер:р.пр.=bр.пр.•hр=20,4•11,9=242,76 см;р.=y0--?ф.н.=6,96--0,6=0,41 см.
Приведённые собственные моменты инерции элементов поперечного сечения плиты:
Верхней обшивки:ф.в.=5,645 см4.
Нижней обшивки:ф.н.=2,381 см4.
Продольных рёбер:р.пр.=2864,77 см4.
Приведённый момент инерции сечения плиты:пр.=Iф.в.+Iф.н.+Iр.пр.+Fф.в.•yф.в.+Fф.н.•yф.н.+Fр.пр.•yр.= =5,645+2,381+2864,77+105,84•5,94+79,38•6,66+242,76•0,41=10169 см4=1,02•10-4 м4.
Приведённый момент сопротивления сечения для нижней обшивки плиты:
1461 см3=1,46•10-3 м3.
Приведённый момент сопротивления сечения для верхней обшивки плиты:
1603,9 см3=1,6•10-3 м3.
Статический момент верхней обшивки относительно нейтральной оси:ф.в.=Fф.в.•yф.в.=105,84•5,94=628,7 см3=6,29•10-4 м3.
Приведённый статический момент верхней сдвигаемой части сечения плиты относительно нейтральной оси:.прив.=Sф.в.+bр.пр.(h-y0-?ф.в.)•=628,7+20,4(13,3-6,96-0,8)•=941,8 см3=0,9•10-3 м3.
Подсчёт нагрузок на плиту.
Подсчёт нагрузок на плиту производится в соответствии с указаниями [1].
Таблица 1 - Подсчёт нагрузок на плиту
Конструктивные элементы и нагрузкиНормативная нагрузка gн, ПаКоэффициент надежности по нагрузкеРасчётная нагрузка q, Па1234Постоянные нагрузки1 Трёхслойная рулонная кровля типа И-7 по СНиП II-26-7690,01,3117,02 Плита покрытия2.1 Фанерные обшивки (?ф.в.+?ф.н.)•?ф•g= =(0,008+0,006)•700•10=98,01,11082.2 Продольные рёбра •bр•hp•?p•np•?р•g= =•0,046•0,119•2,94•4•500•10=71,51,178,72.3 Поперечные рёбра •b`р•h`p•?`p•nп.p.•?д•g= •0,046•0,094•0,429•3•5•500•10=30,921,134,