Реферат: Конструкции из дерева и пластмасс. Жилое здание из дерева в г.Купянск

--PAGE_BREAK--3.1.2.Розрахунок на постійне і тимчасове снігове навантаження.
Розрахунковий опір згину і модуль пружності деревини берези третього сорту з урахуванням коефіцієента умов роботи mві коефіцієнта надійності по призначеннюgn:

<img width=«435» height=«32» src=«ref-1_487300695-681.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">

<img width=«403» height=«33» src=«ref-1_487301376-658.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">

де <img width=«24» height=«31» src=«ref-1_487302034-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">  — розрахунковий опір деревини.

Погоне навантаження на полосу щита шириною 1 м:

-         нормативне

<img width=«428» height=«32» src=«ref-1_487302255-709.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">

-         розрахункове

<img width=«403» height=«32» src=«ref-1_487302964-666.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">

Розрахунковий згинаючий момент:

<img width=«457» height=«53» src=«ref-1_487303630-791.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">

Момент опору і момент інерції полоси 1 м:

<img width=«285» height=«53» src=«ref-1_487304421-599.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">

<img width=«292» height=«53» src=«ref-1_487305020-598.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">

Напруження

<img width=«577» height=«53» src=«ref-1_487305618-968.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">

В зв’язку з малим напруженням зменьшуємо товщину дошок робочого настилу до d= 16 мм, після чого слідує що:

<img width=«181» height=«32» src=«ref-1_487306586-447.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">            <img width=«185» height=«32» src=«ref-1_487307033-411.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">

Погоне навантаження становить:

-         нормативне

<img width=«300» height=«32» src=«ref-1_487307444-559.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">

-         розрахункове

<img width=«299» height=«32» src=«ref-1_487308003-556.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">

Згинаючий момент:

<img width=«404» height=«53» src=«ref-1_487308559-712.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">

Геометричні характеристики:

<img width=«243» height=«53» src=«ref-1_487309271-514.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">

<img width=«233» height=«53» src=«ref-1_487309785-501.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">

Напруження:

<img width=«424» height=«53» src=«ref-1_487310286-802.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">

<img width=«307» height=«32» src=«ref-1_487311088-534.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">

Потоншення далі не можливе.

Перевіряємо жорсткість:

<img width=«553» height=«59» src=«ref-1_487311622-1200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">


3.1.3.Розрахунок на зосереджений вантаж
PH=1 кНЗ коефіцієнтом надійності gf=1.2 і постійне навантаження.

Розрахунковий згинаючий момент:

<img width=«245» height=«31» src=«ref-1_487312822-510.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">

В зв’язку з наявності в щиті розкісної підшивки, зосереджений вантаж розподіляється на полосу настила шириною 0.5 м. Враховуючи це,

<img width=«585» height=«67» src=«ref-1_487313332-1147.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">

Напруження

<img width=«431» height=«53» src=«ref-1_487314479-798.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">

<img width=«444» height=«32» src=«ref-1_487315277-671.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">

де mн=1.2 – коефіцієнт умов роботи при дії монтажного навантження.
3.1.4.Розрахунок прогона
При відстані між прогонами 1 м навантаження на 1 м прогона:

-         нормативне

<img width=«237» height=«32» src=«ref-1_487315948-467.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">

-         розрахункове

<img width=«228» height=«32» src=«ref-1_487316415-459.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">

          Розрахунковий згинаючий момент на опорах нерозрізного прогона прольотом 4.5 м

<img width=«460» height=«53» src=«ref-1_487316874-788.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">

Потрібний момент опору

<img width=«248» height=«59» src=«ref-1_487317662-611.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">

де <img width=«435» height=«32» src=«ref-1_487318273-673.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">  — для деревини береза другого сорту

          Приймаємо прогон з двох дошок перерізом 40х175 мм, для якого:

<img width=«325» height=«53» src=«ref-1_487318946-646.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">

<img width=«275» height=«53» src=«ref-1_487319592-570.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">

          Напруження:

<img width=«573» height=«53» src=«ref-1_487320162-941.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">

 Відносний прогин

<img width=«560» height=«59» src=«ref-1_487321103-1156.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">
    продолжение
--PAGE_BREAK--3.1.5.Розрахунок стику прогона
Стик дошок прогона розташовують в розбіжку на відстані 0.21L выд осі опор.

Для сполучення двох дошок між  собою  приймаємо  цвях  діаметром  4 мм і довжиною 120 мм.

Несуча спроможність одного цвяха для однозрізних сполучень:

<img width=«491» height=«32» src=«ref-1_487322259-738.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">

<img width=«424» height=«69» src=«ref-1_487322997-1070.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">

<img width=«371» height=«33» src=«ref-1_487324067-671.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">

де   <img width=«313» height=«32» src=«ref-1_487324738-508.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">

          Розрахункова несуча спроможність <img width=«143» height=«32» src=«ref-1_487325246-375.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">

          Необхідна кількість цвяхів з кожного боку стика

<img width=«408» height=«60» src=«ref-1_487325621-826.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">

          Приймаємо 6 штук.
3.2.Розрахунок кроквяної балки
Проектуємо клеефанерну балку з плоскими стінками з березової клееної фанери марки ФСФ. Уклон верхнього пояса балки приймаємо i=1:10. Верхній пояс проектуємо з дошок берези третього сорту перерізом 169х33 мм (після остружки дошок 175х40 мм) з пропилами, нижній з таких же дошок другого сорту. Переріз балки приймаємо коробчатий з трьома фанерними стінками товщиною 9 мм кожна.
3.2.1.Навантаження на балку
Навантаження на один кв.метр горизонтальної проекції від захисних конструкцій покриття і покрівлі.

<img width=«179» height=«32» src=«ref-1_487326447-445.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">,           <img width=«177» height=«32» src=«ref-1_487326892-419.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">

          Нормативне снігове навантаження

<img width=«299» height=«32» src=«ref-1_487327311-515.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">

де m=1 –коефіцієнт переходу від снігового навантаження на поверхні землі до навантаження по покритті.

          Власна вага балки

<img width=«397» height=«88» src=«ref-1_487327826-985.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">

де kвв – коефіцієнт власної ваги балки

<img width=«416» height=«31» src=«ref-1_487328811-588.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">

          Розрахункове снігове навантаження

<img width=«324» height=«32» src=«ref-1_487329399-577.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075"> де  <img width=«72» height=«31» src=«ref-1_487329976-274.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">

при <img width=«239» height=«31» src=«ref-1_487330250-529.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">

          Погонне навантаження на балку:

-         нормативне

<img width=«572» height=«32» src=«ref-1_487330779-920.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">

-         розрахункове

<img width=«544» height=«32» src=«ref-1_487331699-843.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">

де a – крок несучих конструкцій.
3.2.2.Конструктивний розрахунок
Висоту поперечного перерізу балки в середині прольота – приймаємо: h=152.5 см, що відповідає стандартної ширині фанерного листа.

При уклоні покрівлі i=1:10 висота перерізу на опорі буде

<img width=«425» height=«32» src=«ref-1_487332542-678.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">

          Потрібна ширина перерізу балки визначається з виразу:

<img width=«457» height=«60» src=«ref-1_487333220-935.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081">

де <img width=«584» height=«33» src=«ref-1_487334155-851.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082"> — розрахунковий опір клеєної деревини берези другого сорту розтягу вздовж волокон.

          Приймаємо пояса балки з двох дошок з занальною шириною <img width=«184» height=«32» src=«ref-1_487335006-404.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083">. Тоді загальна ширина балки  <img width=«316» height=«32» src=«ref-1_487335410-582.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">

          Розрахунковими перерізами балки будуть перерізи з координатами:

<img width=«176» height=«32» src=«ref-1_487335992-455.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085">   де  <img width=«131» height=«29» src=«ref-1_487336447-382.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">

-         розрахунок по нормальним напруженням і на стійкість фанерної стінки;

x2 = 1.1 м (відстань від опори до першого стика)

-         розрахунок фанерних стінок по головним напруженням;

x3 = 0.55 м (відстань від осі опори до середини первої панелі балки)

-         розрахунок фанерної стінки на стійкість

x4 = 0  (опорний переріз)

-         розрахунок на зріз фанерної стінки і на сколювання між поясом і стінкою

x5 = l/2 – розрахунок по деформаціям

          Для цих перерізів обчислюються:

-         згинаючий момент і поперечна сила

<img width=«171» height=«29» src=«ref-1_487336829-435.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087">              <img width=«156» height=«29» src=«ref-1_487337264-409.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">

-         висота перерізу, відстань між центрами поясів, висота стіни в просвіті

<img width=«104» height=«29» src=«ref-1_487337673-326.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089">        <img width=«107» height=«29» src=«ref-1_487337999-317.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">       <img width=«116» height=«29» src=«ref-1_487338316-336.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091">

-         приведені до фанери геометр. хар-ки

а) момент інерції

<img width=«433» height=«31» src=«ref-1_487338652-819.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">

де  <img width=«343» height=«31» src=«ref-1_487339471-606.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">  — коефіцієнт приведення

kф – коефіцієнт, який враховує підвищення модуля пружності фанери при згині в площині листа.

          б) момент опору

<img width=«116» height=«31» src=«ref-1_487340077-363.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">

          в) статичний момент площі на рівні внутрішньої кромки

<img width=«248» height=«53» src=«ref-1_487340440-660.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">

          Для перерізу <img width=«324» height=«35» src=«ref-1_487341100-646.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">

де  <img width=«299» height=«27» src=«ref-1_487341746-582.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097">, маємо

<img width=«377» height=«32» src=«ref-1_487342328-667.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">

<img width=«349» height=«32» src=«ref-1_487342995-619.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">

<img width=«276» height=«32» src=«ref-1_487343614-533.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">

<img width=«257» height=«32» src=«ref-1_487344147-499.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">

<img width=«285» height=«32» src=«ref-1_487344646-528.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">

<img width=«624» height=«67» src=«ref-1_487345174-1182.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103"><img width=«329» height=«32» src=«ref-1_487346356-631.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">

<img width=«439» height=«40» src=«ref-1_487346987-826.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">

Для іншіх перерізів всі необхідні параметри обчислюють аналогічно. Результати обчислень зведені в табл.2

Таблиця 2.

№ пере-різу

коор-дината x, м

Зусилля

Висота перерізу, см

Приведені до фанери геометричні характеристики

M
, кН
×
м

Q
,

кН

hx

hx
¢


hcт

Iпр
,

 см4

Wпр
, см3

Sпр
, см3

1.

4.6

163.9

13.5

138.5

121.6

104.7

1366245

19729

9054

2.

1.1

57.7

47.2

103.5

86.6

69.7

641647

12399

6448

3.

0.55

30.3

52.5

98

81.1

64.2

556324

11354

6038

4.



-

57.8

92.5

75.6

58.7

478128

-

5629

5.

6.0

-

-

152.5

135.6

118.7

1752650

-

-

Перевірка напружень

Переріз 1

а) розтягуючі напруження і нижньому поясі

<img width=«407» height=«99» src=«ref-1_487347813-1159.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">

          б) розтягуючі напруження в фанернії стінці:

<img width=«607» height=«60» src=«ref-1_487348972-1026.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">

де  <img width=«465» height=«33» src=«ref-1_487349998-743.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">  — разрохун-ковий опір фанери розтягу вздовж волокон зовнішніх шарів.

mф= 0.8 – коефіцієнт, який враховує зниження розрахункового опору фанери, стикованої на вус при роботі його на згин в площині листа.

          в) напруження стиску в верхньому поясі

При розкріпленні верхнього поясу з площини панелями покриття через 1.5 м гнучкість:

<img width=«279» height=«53» src=«ref-1_487350741-668.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">

коефіцієнт поздовжнього згину:

<img width=«367» height=«64» src=«ref-1_487351409-807.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">

          Напруження:

<img width=«460» height=«99» src=«ref-1_487352216-1212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">

де <img width=«433» height=«33» src=«ref-1_487353428-671.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">  — розрахунковий опір деревини берези третього сорту стиску вздовж волокон.

          Перевірка стійкості фанерної стінки.

          Відстань між ребрами в просвіті a=130 см. Висота фанерної стінки hст=104.7. Так, як <img width=«213» height=«60» src=«ref-1_487354099-554.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">, необхідна перевірка стійкості.

При <img width=«184» height=«59» src=«ref-1_487354653-484.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">  по графікам для фанери знаходимо ku; kt=3.5

          Нормальні і дотичні напруження в фанерній стінці на рівні внутрішньої кромки поясів:

<img width=«587» height=«60» src=«ref-1_487355137-1075.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">

<img width=«575» height=«61» src=«ref-1_487356212-1163.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116">

<img width=«431» height=«57» src=«ref-1_487357375-1083.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">          — стійкість забезпечена

          Переріз 2

          В зоні першого від опори стика фанерних листів перевіряємо стінки на дію головних розтягуючих напружень. Нормальні і дотичні напруження в даній стінці на рівні внутрішньої кромки розтянутого пояса

<img width=«595» height=«60» src=«ref-1_487358458-1086.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">

<img width=«561» height=«61» src=«ref-1_487359544-1135.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">

          Головне напруження розтягу

<img width=«583» height=«77» src=«ref-1_487360679-1314.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">

де  <img width=«449» height=«33» src=«ref-1_487361993-737.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">

<img width=«40» height=«32» src=«ref-1_487362730-240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122"> — розрахунковий опір фанери розтягу під кутом до напряму волокон зовнішніх шарів при

<img width=«424» height=«64» src=«ref-1_487362970-955.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123">

          Переріз 3

          Перевіряємо стійкість фанерних стінок в опорній панелі. Відстань між  ребрами  жорсткості  в  просвіті   а= 100 см,   висота   факерної   стінки   hст = 64.2 см

Так як  <img width=«196» height=«60» src=«ref-1_487363925-547.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124">, то потрібна перевірка стійкості.

          При <img width=«185» height=«59» src=«ref-1_487364472-505.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125"> находимо ku = 19, kt= 3.4

          Нормальні і дотичні напруження в фанерній стінці на рівні внутрішній кромкі поясів.

<img width=«591» height=«60» src=«ref-1_487364977-1059.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">

<img width=«559» height=«61» src=«ref-1_487366036-1121.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">

<img width=«353» height=«117» src=«ref-1_487367157-1226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128">  — стійкість забезпечена.

          Переріз 4

          а) Напруження зрізу в фанерній стінці на рівні нейтральної осі.

<img width=«445» height=«99» src=«ref-1_487368383-1345.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129">

де <img width=«376» height=«33» src=«ref-1_487369728-666.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130">  — розрахунковий опір фанери зрізу перпендикулярно площині листа.

          б) Напруження сколювання по вертикальним швам між поясами і стінкою

<img width=«461» height=«99» src=«ref-1_487370394-1346.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131">

де <img width=«403» height=«33» src=«ref-1_487371740-690.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132">  — розрахунковий опір фанери сколюванню в площині листа поперек волокон зовнішніх шарів.

          Переріз 5

          Прогин клеєфанерної балки в середині прольота визначаємо згідно

<img width=«536» height=«91» src=«ref-1_487372430-1133.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133">

де <img width=«517» height=«60» src=«ref-1_487373563-1054.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">

<img width=«543» height=«33» src=«ref-1_487374617-821.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135"> 

<img width=«177» height=«32» src=«ref-1_487375438-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136"> -  модуль пружності фанери

<img width=«440» height=«27» src=«ref-1_487375818-758.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137">  — коефіцієнт, який враховує вплив дотичних напружень на прогин

<img width=«204» height=«53» src=«ref-1_487376576-550.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138">       <img width=«293» height=«60» src=«ref-1_487377126-821.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">

<img width=«344» height=«27» src=«ref-1_487377947-511.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">  — коефіцієнт, який враховує зміність перерізу по висоті.

          Відносний прогин балки

<img width=«279» height=«59» src=«ref-1_487378458-653.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141">
    продолжение
--PAGE_BREAK--