Производственное здание в г. Калининграде
Контрольная работа - Строительство
Другие контрольные работы по предмету Строительство
= 18 см.
Сбор нагрузок
Наименование нагрузкиПлотностьПодсчётНормативная нагрузка, кН/м2Коэф. надёжностиРасчётная нагрузка, кН/м2Продольные рёбра500500•10•0,144•0,0010,7061,20,847Поперечные рёбра500500•10•0,072•0,0010,3521,20,422Верхняя фанерная обшивка700700•10•0,01•0,0010,0681,20,081Стыковые бруски500500•10•0,072•0,0010,3521,20,422Дистанцион. бруски500500•10•0,055•0,0010,2691,20,323Обрешётка500500•10•0,025•0,0010,1221,20,146Стальной профильный настил78507850•10•0,001•0,0010,0771,050,092? пост. нагрузок1,9462,333Снеговая нагрузка1,21,51,8Собствен. вес балки0,0911,20,328Полная нагрузка3,2374,461
Расчёт полного веса ригеля:
qcк = (q + S)/(1000/k•l - 1) = (0,425+1)/(1000/5•12 - 1) = 0,091 кН/м
k = 5 - коэффициент веса;
Полная нагрузка с учётом коэффициента надёжности по назначению ?n = 0,95
qp = q•?n = 4,461•0,95 = 4,238 кН/м.
Подбор сечения балки.
Для крайних зон сечения балки принимаем древесину 2-го сорта с расчётным сопротивлением R = 15 МПа; Rск = 1,5 МПа;
Подбираем опорное сечение из условия прочности при скалывании:
Q = qp•l/2 = 4,238•18/2 = 38 кН - поперечная сила;
h0,тр = 3Q/2b•Rск = 3•38/2•0,18•1,5•103 = 0,22 - треб. высота опорного сечения;
Принимаем h0 = 0,24 (6 досок).
h = h0 + l/2•10 = 0,24 + 18/20 = 1,14 м - высота сечения в середине пролёта;
Принимаем h = 1,16 (29 досок).
Проверка принятого сечения ригеля.
В балках переменной высоты расчётные сечения, где действуют максимальные нормативные напряжения, которые не совпадают с серединой пролёта, где действует максимальный изгибающий момент. Это объясняется тем, что момент сопротивления сечения здесь уменьшается от середины пролёта к опорам балки быстрее, чем изгибающий момент.
Расстояние Х от эпюры до сечения, где действуют максимальные нормативные напряжения:
Х = l•h0/2h = 18•0,24/2•1,14 = 1,89
Величина изгибающего момента в расчётном сечении:
Мх = qp•x•(l - x)/2 = 4,238•1,89 (18 - 1,89) = 129 кН•м
Высота расчётного сечения:
hx = h0 + (h - h0)•2x/l = 0,24 + (1,14 - 0,24)•2•1,89/ 18 = 0,43 м
Момент сопротивления расчётного сечения:
Wsp = b•h2/6 = 0,18•1,142/6 = 0,04 м3
Расчётное сопротивление:
R = Ru + mб + mсл, где:
mб = 0,86 при hx = 0,43 - коэффициент условия работы;
mсл = 0,95 при h = 1,14 - коэффициент условия работы;
R = 15•0,86•0,95 = 12,3 МПа.
Напряжение в расчётном сечении:
? = Мх / Wsp = 129•103 / 0,04 = 3,225 МПа ? R = 12,3 МПа
Прочность ригеля обеспечена.
Проверка прогиба ригеля.
f/l = (f0/l•k) (1+ c (h/l)2) = (0,0351/12•0,454) (1+ 16,76•(1,14/12)2) = 0,00322 < 1/300 = 0,0033; где:
fo = (5/384) (qn•l4/ E•I) = (5/384) (9,711•184•103/10000•106•0,02) = 0,1 м;
I = b•h3/12 = 0,18•1,143/12 = 0,02 кН/м - момент инерции сечения ригеля в середине пролёта;
k = 0,15 + 0,85•h0/h = 0,15 + 0,85•0,24/1,14 = 0,33 - коэффициент учитывающий переменность сечения;
с = 15,4 + 3,8•h0/h = 15,4 + 3,8•0,24/1,14 = 16,2 - коэффициент учитывающий деформацию сдвига;
Проверка устойчивости плоской формы деформирования.
? = М / ?м•Wsp ? Ru, где:
?м = 140•b2•kф/lp•h = 140•0,182•1/1,5•1,14 = 2,65 > 1
? = 129•103/ 0,04•2,65 = 1,22 ? Ru=12,3
Устойчивость плоской формы деформирования балки обеспечена.
В результате расчёта подобранная балка прямоугольного сечения из пакета досок 190Ч50 мм (после острожки 180Ч44 мм). В середине пролёта балка собирается из 29 слоёв, а на концах из 6 слоёв. Принятые сечения балки в пролётах и на опорах удовлетворяют требованиям прочности, жёсткости и поперечной устойчивости.
3.Статический расчет рамы
Сбор нагрузок.
Для двухшарнирных дощатоклеенных рам характерно действие следующих видов нагрузки: постоянной (собственный вес покрытия) и временной (снеговая и ветровая). Так как соединение ригеля со стойкой шарнирное, то в этом случае стойки воспринимают действующие на ригель вертикальные нагрузки в виде сосредоточенных сил, приложенных к верхнему срезу стойки по направлению её оси.
Постоянное расчетное давление на стойку:
Рст = (qp + qn)•(l/2)•b = (1,946+0,091)•9•3 = 55 кН
b = 3 - шаг рам;
qp = 1,946 кН/м2 - расчётная нагрузка от веса кровли;
qn = 0,091 - собственный вес ригеля;
Давление от собственного веса стойки:
Рст = hст •bcт•Hст•?•n•g
hст и bcт - высота и ширина сечения стойки
hст = ((1/8)/(1/15))•l, принимаем hст = 2,0 м
hст/ bcт ? 5; bcт ? hст/5 = 0,4 м
Нст=8,4 м - высота стойки
? = 500 кг/м3 - объёмный вес древесины
Рст = 2,0•0,4•8,4•500•1,1•9,81 = 36,22 кН
Расчётное давление от стенового ограждения:
Рст02 = qст02•(Нст+Ноn)•b = 0,425 (8,4+0,44)•3= 11,271 кН
qст02 - расчётная нагрузка от веса стенового ограждения
Снеговая нагрузка на покрытие:
Рстсн = Р0•n•(l/2)•b = 1,2•1,6•(18/2)•3= 51,84 кН
Р0 = 1,2 кН/м2 - вес снегового покрова (2 снеговой район)
n = 1,6 - коэффициент перегрузки;
Ветровая нагрузка:
Активная сторона: Pств = Рв0•n•c•b = 0,13•1,2•0,8•8,4=1,05 кН
W = Рв0•n•c•hp•b = 0,13•1,2•0,8•1,516•8,4 = 1,59 кН
Рв0 = 0,13 кН/м2 - скоростной ветровой напор для 1-го ветрового района.
Реактивная сторона: Рств 1 = - Рв •n•c1•b = - 0,13•1,2•0,6•1,516•8,4 = -1,19 кН
с1 = 0,6 - аэродинамический коэффициент для заветренной стороны;
Определение усилий в стойках рамы.
Цель статического расчёта дощатоклеенной двухшарнирной рамы заключается в определении усилий от действующих нагрузок в самом напряжённом сечении стоек - в опорной части. Рама является однажды статически неопределимой. За лишнее неизвестное принимают отдельно от следующих видов загружения:
От ветровой нагрузки приложенной в уровне ригеля:
Хригв = - (W - W1)/2 = 1,59-1,19 /2 = -0,2 кН