Каркас одноэтажного деревянного здания
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
/p>
gн нормативная нагрузка собственного веса;
- коэффициент надежности по нагрузке собственного веса;
g - расчетная нагрузка собственного веса.
Определим снеговые нагрузки. Снеговой район = 4 Pн = 150 кгс/м2
Для определения коэффициента надежности по снеговой нагрузке воспользуемся следующим правилом:
Если gн/pн*cos <= 0.8, то A = 1.6
Если gн/pн*cos >= 0.8, то A = 1.4
В нашем случае: gн / рн=27,5 / 150*0,93 = 0,2 => = 1.6
Далее определяем погонные нагрузки g и p.
g' = g * b * cos *A = 33,6 * 1,6 * 0,93 * 1 = 40,93 кгс/м
где b ширина полосы сбора нагрузки (b = 1 м);
- угол наклона кровли к горизонту (cos = 0,93).
p = pн * * b * (cos)2 = 150 * 1.6 * 1 * 0.932 = 206,4 кгс/м
= Mmax / W <= Rизг * mв
где - напряжение;
M - расчетный изгибающий момент;
W - момент сопротивления рабочего настила;
Rизг - расчетное сопротивление изгибу (Rизг = 130 кгс/см);
mв - температурно-влажностный режим-коэффициент, учитывающий работу древесины, зависящий от отапливаем ости здания (так как здание не отапливается mв = 0.9).
Мmax = 0.125 * (g+ p) * L = 0.125 * (40,93 + 206,4) * 1 = 3092 кгс*cм
W = b * h / 6 = 75 * 1.9 / 6 = 45,125 cм
= 3092 / 45,125 = 68,52 кгс/см < Rизг * mв = 130 * 0.9 = 117 кгс/см2
Второе сочетание нагрузок: постоянная (собственного веса) + монтажная.
Расчетная схема:
= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax = 0.07 * g * L + 0.207 * 2 * Q * L
где Q расчетная монтажная нагрузка.
Q = Qн * = 100 * 1.2 = 120 кгс
где Qн нормативная монтажная нагрузка (Qн = 100 кгс);
- коэффициент надежности по монтажной нагрузке ( = 1.2).
Mmax = 0.07 * 2.52 * 40,93 + 0.207 * 2 * 120 * 2.5 = 14210 кгс*см
= 14210 / 45,125 = 314.9 кгс/см > Rизг * mв = 130 * 0.9 = 117 кгс/см2
Выбираем следующее значение h = 2.5 см
W = 75 * 2.5 / 6 = 104.17 cм
= 14210 / 78,125 = 181.89 кгс/см > Rизг * mв = 130 * 0.9 = 117 кгс/см2
Выбираем следующее значение h = 3,2 см
W = 100 * 3,2 / 6 = 170,7 cм
= 14210 / 170,7 = 83.25 кгс/см < Rизг * mв = 130 * 0.9 = 117 кгс/см2
Вывод: в результате проверки принимаем h = 3.0 см.
Расчет рабочего настила по второй группе предельных состояний.
Сочетание нагрузок: постоянная (собственного веса) + временная (снеговая).
Расчетную схему см. выше.
Проверка заключается в определении прогиба f.
f=5 / 384 * (g + p) * l4 / EI <= [ f ] = L / 150 = 242.6 / 150 = 1.62 cм,
где E модуль нормальной упругости (E = 1 * 105 кг/см2);
I момент инерции;
[ f ] допустимый прогиб.
I = bh / 12 = 100 * 3,2 / 12 = 273 см4
При расчете по второй группе предельных состояний = 1.
g = gн * * b * cos = 27.5 * 1 * 1* 0.93 = 25,6 кг/м
p = рн * * b * cos = 150 * 1 * 1 * 0.932 = 129,74 кг/м
f = 5 / 384 * (25,6 + 129,74 ) *10-2 *108 / (1 * 105 * 273) = 0,74 см > 0,67 cм
Выбираем следующее значение h = 4.0 см
I = 100 * 4 / 12 = 533.33 см4
f = 5 / 384 * (25,6 + 129,74 ) *10-2 *108 / (1 * 105 * 533,33) = 0,37 см < 1.62 cм
Вывод: в результате расчета выбираем h = 4 см.
2.3. Подбор сечения стропильных ног.
Нормы предписывают выполнять расчет стропильных ног как однопролетную балку.
Расчетная схема:
Расчетный пролет стропильной ноги вычисляется по формуле:
L = a / cos = 2.5 / 0.93 = 2.69 м
где a длина панели фермы (a = 2.5 м)
Расчет по первой группе предельных состояний.
g = g * b * cos + * b * h * cos *
где - коэффициент надежности по нагрузке ( = 1.1);
- плотность древесины ( = 500 кг/м);
b, h характеристики сечения (b=12,5 cм; h=15 cм (из сортамента)).
b - ширина полосы сбора нагрузки (b=1 м).
g = 31 * 1 * 0.93 + 500 * 0.125 * 0.15 * 1.1 = 34,6 кгс/м
p = pн * * cos * b = 150 * 1.1 * 0.93 * 1 = 142,7 кгс/м
Мmax = (g + p) * L / 4 = (34,6 + 142,7) * 2.69 / 4 = 508.52 кгс*м
Wтр = Mmax / (Ruзг * mв) = 50852 / (130 * 0.9) = 434,6 см
W = bh / 6 = 12,5 * 152 / 6 = 468,75 см > Wтр = 434,6 см
Расчет по второй группе предельных состояний.
f = 5 / 384 * (g + p) * L4 / EI <= [ f ] = L / 200 = 269 / 200 = 1.35 см
I = bh3 / 12 = 12.5 * 153 / 12 = 3515,7 см4
g = g * b * cos * + * b * h * cos * * b =
= 27,5 * 1 * 0.83 * 1 + 500 * 0,125 * 0.15 * 0.93 * 1 *1 = 34,95 кгс/м
p= pн * (cos)2 * * b = 150 * 0.8649 * 1 * 1 = 129,74 кгс/м
f = 5 / 384 * (34,74 + 129,74) * 2,694 * 10-2*108 / (1 * 105 * 3515,7) = 0.32 см < [ f ] = 1.35 см
Вывод: брус сечением 12,5 х 1.5 см удовлетворяет требованиям.
2.4. Подбор сечения прогона.
Расчет сечения прогона производится по двум группам предельных состояний.
Подбор сечения прогона.
g = g * cos * а/cos + b h * а/cos * n / L * cos + 2 b h * cos * ,
p = pн * (cos)2 * a / cos
где b, h характеристики сечения стропильных ног (b = 7.5 см, h = 12.5 см);
n число стропильных ног (n = 5);
a расстояние между прогонами по горизонтали (a = 2.17 м);
= 1.1
2 * b x h = 2 * 5 x 20 см сечение прогона.
g = 31 * 2.5 + 1.1 * 5 * 0.15 * 0.125 * 500 * 2.5 / 4 +
+ 0.175 * 0.05 * 0.93 * 500 * 1.2 = 77.5 + 35.2 + 4.2 = 117.6 кгс/м
p = 150 * 1.6 * 0.932 * 2.5 = 558 кгс/м
Проверка сечения по первой группе предельных состояний.
= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax = (g + p) * l / 12 = (117.6 + 558) * 4 2 / 12 = 83361 кгс*см
W = 2 b h / 6 = 2 * 5 * 202 / 6 = 687.8 см3
Wтр = Мmax / mв * Ru = 83361 / 0.9*140 = 687.8 см3
Проверка сечения по второй группе предельных состояний.
f < [ f ] = L / 200 = 400 / 400 = 1 см
f = 5 / 384 * (gн + pн) * L4 / EI
gн = g / = 117.6 / 1.1 = 110.87 кгс/м
pн = p / = 558 / 1.6 = 348.75 кгс/м
I = 2 b h3 / 12 = 2 * 5 * 203 / 12 = 6666.7 см4
f = 5 / 384 * (1.1 + 3.5) * 4004 / (1 * 105 * 6666.7) = 0.46 см < [ f ] = 1 см
Вывод: брус сечением 5 х 20 см удовлетворяет требованиям. Так как крайние пролеты сокращены, то условия прочности и по прогибам выполняются и для них.
2.5. Расчет гвоздевого забоя.
Зададим диаметр гвоздя dгв = 5.5 мм.
Определяем a = 0.21 L 23 dгв = 0.21 * 400 23 * 0.55 = 71.35 cм
Определяем Q = Mоп / a = 86666.7 / 71.35 = 1214.7 кгс
Определяем Tгв = Q / 2 = 607.35 кгс
Определяем T1гв = 400 * d2гв = 121 кгс
Находим количество гвоздей n = Tгв / T1гв = 607.35 / 121 = 5.02 ,
Принимаем n = 6 шт.
3. Расчет и конструирование элементов ферм.
3.1. Определение узловых нагрузок.
Все вертикальные нагрузки, действующие на ферму, делятся на постоянные и