Реферат: Деревянные конструкции 2
--PAGE_BREAK--Нормы предписывают выполнять расчет стропильных ног как однопролетную балку.Расчетная схема:
Расчетный пролет стропильной ноги вычисляется по формуле:
L
об
=
d
/
cos
a
= 2.4 / 1 = 2.4м
где d– длина панели фермы (d
= 2.4м).
Определим нагрузки:
Собственный вес: qн= gн* c*cos
a
+ 5=36.5*0.9*1+5=34.75 кг/м
q= g* с *cos
a
+ 5*
g
= 36.5*0.9*1+5*1.1=37.85 кг/м
Снеговая нагрузка: P
=
P
*
*
c
*
cos
a
=320*0.9*1=288 кг/ м
Pn
=
P
*0.7=288*0.7=201.6кг/ м
Проверка на прочность:
s
=
Mmax
/
W
<=
R
изг
*
m
в
Мmax = 0.125 * (
q
+
P
) *
L
об
² = 0.125 * (37.85+ 288) * 2.4² = 234.6 кгс*м
<img width=«541» height=«187» src=«ref-2_983364111-830.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">
W
=
b
*
h
² / 6 = 7.5 *
12.52
/ 6= 195.31 cм³
s
= 234
*102/195.31=12*
105
кг/
м2
< R
изг
*
m
в
= 130 * 1= 13*
105
кг/
м2
Подобранное сечение проверяем на прогиб:
f=5*(qн+Pn)*
L4
об
/384/E/I<=1/200*
L
об
I=b*h3/12=7.5*12.53/12=7813 cм
4
f=5*(34.75+201.6)*2404 / 384/ 100*105
/7813=0.13 см
1/200*L
n
р=2.4/200=1,2 см
0,13<1,2
Прочность обеспечена. Принимаем поперечное сечение стропильной ноги 125*75 мм.
2.4. Подбор сечения прогона.
Прогон проверяют на прочность и на прогиб.
Подбор сечения прогона.
От собственного веса
qн=
gн*
d
+ 15=32,5*2.4+20=98 кг/м
q=
g
*
d
+ 20*
g
=36.5*2.4+20*1.1=109,6 кг/м
Снеговая нагрузка
P
=
P
*
d
=320*2.4=768 кг/ м
Pn
=
P
*0.7=768*0.7=537,6 кг/ м
где
d
– расстояние между прогонами по горизонтали (а = 4,5м);
g
= 1.1
Проверка на прочность:
s
=
Mmax
/
W
<=
R
изг
*
m
в
Мmax = 1/12 * (
q
+
P
) *
L
пр
² = 1/12 * (109,6+768) * 4.5² = 1480,95 кгс*м
<img width=«542» height=«225» src=«ref-2_983367509-1187.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">
W
=2*
b
*
h
² / 6 =2*6 *
252
/ 6= 1012,5 см³
s
=1480.95/1012,5 =118,47 кг/
см2
< R
изг
*
m
в
= 130 * 1= 130 кг/
см2
Подобранное сечение проверяем на прогиб:
f=(qн+Pn)*
L4
пр
/384/E/I<1/200*
L
пр
I=2*b*h
3/12=2*6253/12=15625 cм4
f=(98+537.6)*4.54 / 384/ 100*105/15625=0.434см.
1/200*L
n
р =4.82/200=2,41 см.
0,45<2,25
Прочность обеспечена.
Принимаем поперечное сечение прогона из двух досок 60*250 мм.
2.5. Расчет гвоздевого забоя.
Определяем Q = Mоп /2/ a
Находим количество гвоздей n =Q/ Tгв,
Tгв – несущая способность 1-го гвоздя.
Mоп =Мmax = 1/12 * (q+ P) * Lпр² = 1/12 * (109.6+768) * 4.5² = 1480.95 кгс*м
Примем диаметр гвоздя dгв= 5.5 мм
Определяем a = 0.2*L – 23 dгв = 0.2 * 4.5 – 23*55*10-4 = 0,7735 м
n=1480.95 /2/0.7735=7,9
Принимаем n = 8 шт.
3.1
Определение усилий в стержнях фермы
Все вертикальные нагрузки, действующие на ферму, делятся на постоянные и временные. При определении усилий принимается, что все нагрузки приложены к узлам верхнего пояса.
P– узловая нагрузка от действия снега.
G– узловая нагрузка от действия собственного веса.
G
=( gпокр+ gсв)*а*
d
/
cos
α
;
g
покр
=
g
+
g
об
+
g
пр
где d – длина панели, измеряемая вдоль верхнего пояса фермы;
а – ширина панели;
gобр=A/c*ρ*γf
где ρ–плотность древесины(500 кг/м3);γf–коэффицмент(1,1)
gобр=0,075*0,1*500*1,1/0.9=4,583 кг/м2
g
пр
=Апр/
d
*ρ*γf; g
пр
=0.2*0.1*500*1.1/1.2=9,16 кг/м2
gпокр=36,5+4,58+9,16=50,246
gсв=<img width=«80» height=«73» src=«ref-2_983370230-371.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">; gсв=<img width=«81» height=«65» src=«ref-2_983370601-380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">=39,317 кг/м2
G=(50.246+39.317)*10.8= 967.287 кг P=P*10.8= 3456 кг
Расчет выполняется на единичных нагрузках, приложенных к половине фермы.
Элемент
Усилие от 1
NG
NP
N
фермы
слева
справа
везде
кг
кг
кг
В1
В2
-2,43
-0,97
-3,4
-3288,8
-11750,4
-15039,2
В3
-3,55
-1,77
-5,32
-5145,96
-18385,92
-23531,22
В4
-3,67
-2,44
-6,11
-5910,1
-21116,16
-27026,26
Н1
2,42
0,97
3,39
3279,1
11715,84
14994,94
Н2
3,53
1,76
5,29
5116,95
18282,24
23399,19
Н3
3,65
2,43
6,08
5881,1
21012,48
26539,72
Н4
3
3
6
5803,72
20736
26539,72
Р1
-3,48
-1,39
-4,87
-4710,69
-16830,72
-21541,41
Р2
-1,68
-1,2
-2,88
-2785,79
-9953,28
-12739,07
Р3
-0,19
-1,06
-1,25
-1209,11
-4320,98
-5529,11
Р4
1,08
-0,95
0,13
125,747
-3283,2/
+3732,48
3858,227
С1
-0,5
-0,5
-483,64
-1728
-2211,64
С2
1,26
0,9
2,16
2089,34
7464,96
9554,3
С3
0,15
0,82
0,97
938,27
3352,32
4290,59
С4
-0,86
0,76
-0,1
-96,728
-2972,16/
+2626,56
-3068,88/
-2529,83
С5
продолжение
--PAGE_BREAK--
где NG – реальное усилие в стержнях фермы от сил G; NP - реальное усилие от снеговой нагрузки;N– суммарное усилие
3.2. Подбор сечений элементов ферм.
Нижний пояс.
Подбираем одно сечение на весь пояс. За основу берем элемент Н3, с Nmax=26839,58 кг.
1. Из условия прочности (1) для центрально растянутого стержня определяем требуемое значение площади ослабленного врубкой сечения
<img width=«281» height=«47» src=«ref-2_983370981-686.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">
где mв=1 (группа конструкций АI) и mо=0,8.
2.При максимальной степени ослабления сечения н.п. врубкой на глубину hвр=1/4hнп (hнп – высота сеченя н.п.) полная площадь поперечного сечения <img width=«31» height=«27» src=«ref-2_983371667-134.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064"> определяется как
<img width=«211» height=«47» src=«ref-2_983371801-542.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">.
3. С учетом требования hнп³1,5bнп (bнп – ширина сечения н.п.) и сортамента пиломатериалов хвойных пород (приложение 4) выбираем сечение н.п. bнпxhнп=200x225 мм, при котором Абр=450 см2.
<img width=«549» height=«283» src=«ref-2_983372343-1732.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">
4. Из условия hвр£1/4hнп задаемся глубиной врубки в нижний пояс hвр=56 мм (значение hвр должно быть кратно 0,5 см) и проверяем прочность ослабленного сечения
<img width=«501» height=«47» src=«ref-2_983374075-1037.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066">
(Условие выполняется)
Верхний пояс.
1. Из условия прочности центрально-сжатого стержня (2) определяем требуемое значение площади ослабленного врубкой сечения
<img width=«271» height=«47» src=«ref-2_983375112-634.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">
где Rc=140 кг/см2 (для изготовления поясов фермы применяется древесина II сорта).
2. Определяем требуемое значение полной площади поперечного сечения <img width=«31» height=«27» src=«ref-2_983371667-134.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068"> с учетом ослабления сечения в.п. врубкой (hвр=1/4hвп)
<img width=«229» height=«47» src=«ref-2_983375880-568.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">.
3.Ширина сечения в.п. bвп принимается равной bнп 0, т.е. bвп=bнп=20 см. Требуемое значение высоты сечения в.п. определяем как
<img width=«204» height=«51» src=«ref-2_983376448-522.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">
С учетом сортамента и требования hвп³bвп назначаем сечение в.п. bвпxhвп=200x200 мм, при котором Абр=400 см2.
<img width=«460» height=«265» src=«ref-2_983376970-1721.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">
4. Вычисляем радиусы инерции сечения ry=rx=0,289hвп»0,0578м. Расчетные длины в.п. в плоскости и из плоскости фермы при установке прогонов в каждом узле в.п. равны между собой lx=ly=d/cosa=2,4/1»2,4 м. Определяем гибкости в.п. lx и ly : lx=ly=lx/rx=2,4/0,0578=41,522< 70
Условие прочности не выполняется! Увеличим сечение в.п.!
5. Так как максимальная гибкость не превышает 70, коэффициент продольного изгиба вычисляем по формуле
<img width=«304» height=«51» src=«ref-2_983378691-767.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">
6. Выполняем проверку устойчивости в.п. по формуле (3) с учетом Ар=Абр
<img width=«428» height=«47» src=«ref-2_983379458-913.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">
Опорный раскос.
Элемент Р1.
1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).
Задаемся значением коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5 и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса
<img width=«272» height=«47» src=«ref-2_983380371-639.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">
2. С учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x175 мм, Абр=350 см2.
<img width=«515» height=«223» src=«ref-2_983381010-1407.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032">
3. Расчетные длины опорного раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,451 м. Радиусы инерции rx =0,289*0,175=0,05075 м.
ry = 0,289*0,2=0,0578 м
Определяем гибкости опорного раскоса:
<img width=«251» height=«47» src=«ref-2_983382417-567.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">,
<img width=«235» height=«47» src=«ref-2_983382984-539.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">
где [l]=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150). Так как lmax < 70, определяем jпо формуле
<img width=«311» height=«51» src=«ref-2_983383523-767.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">.
4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса
<img width=«399» height=«48» src=«ref-2_983384290-871.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">.
(Условие устойчивости выполняется)
Элемент Р2.
1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).
Задаемся значением коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса
<img width=«289» height=«47» src=«ref-2_983385161-699.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">
2. С учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x150 мм, Абр=300 см2.
<img width=«491» height=«263» src=«ref-2_983385860-1724.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">
3… Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,63 м. Радиусы инерции
ry=0,289×hp=0,289*0,2=0.0578 м,
rx=0,289×bp=0,289*0,15=0.04335 м.
Определяем гибкости опорного раскоса:
<img width=«251» height=«47» src=«ref-2_983387584-558.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">,
<img width=«241» height=«49» src=«ref-2_983388142-557.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">
где [l]=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150). Так как lmax >70, определяем jпо формуле
<img width=«181» height=«45» src=«ref-2_983388699-482.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081">.
4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса
<img width=«408» height=«48» src=«ref-2_983389181-890.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082">.
(Условие устойчивости выполняется)
Элемент Р3.
1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).
Задаемся значением коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса:
<img width=«261» height=«47» src=«ref-2_983390071-636.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083">
2. С учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x125 мм, Абр=250 см2.
<img width=«452» height=«251» src=«ref-2_983390707-1735.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">
3… Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,811 м. Радиусы инерции
rx=0,289×hp=0,289*0,2=0,0578 м,
ry=0,289×bp=0,289*0,125=0,036123 м.
Определяем гибкости опорного раскоса:
<img width=«249» height=«47» src=«ref-2_983392442-572.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">
<img width=«261» height=«47» src=«ref-2_983393014-601.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085">,
где [l]=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150).
<img width=«196» height=«45» src=«ref-2_983393615-518.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">
<img width=«417» height=«48» src=«ref-2_983394133-901.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087">
(Условие устойчивости выполняется)
Элемент Р4.
1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).
Задаемся значением коэффициента продольного изгиба j в пределах от 0,5 до 0,7, например j= 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса
<img width=«283» height=«47» src=«ref-2_983395034-685.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">
2. При подборе сечения 200х75 не будет выполнено условие предельной гибкости, следовательно с учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x100 мм, Абр=200 см2.
3. Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=4 м. Радиусы инерции инерции rx =0,289*0,1=0,0289 м.
ry = 0,289*0,2=0,0578 м
Определяем гибкости опорного раскоса:
<img width=«241» height=«47» src=«ref-2_983395719-524.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089">,
<img width=«233» height=«49» src=«ref-2_983396243-519.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">
где [l]=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов [l]=150). Так как lmax < 70, определяем jпо формуле
<img width=«303» height=«51» src=«ref-2_983396762-754.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091">.
4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса
<img width=«408» height=«48» src=«ref-2_983397516-892.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">.
(Условие устойчивости выполняется)
Элемент Р(встречный раскос).
В общем случае расчет встречного раскоса производится аналогично расчетам остальных раскосов. По условиям задания сечение встречного раскоса принимается как у раскоса Р4 (200*100мм).
Стойка
.
<img width=«540» height=«377» src=«ref-2_983398408-4253.coolpic» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s3459">
Элемент С
1
.
Стойка С1, в отличии от всех остальных, работает на сжатие и, следовательно выполняется из дарева. Сечение стойки принимается минимально возможным в данных условиях 200*100мм
Элемент С2.
Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:
<img width=«244» height=«47» src=«ref-2_983402661-569.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">
где Nст – наибольшее растягивающее усилие.
По приложению 6 принимаем сечение стойки:
d=30мм ; Aст=5,06 см2
Элемент С3.
Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:
<img width=«248» height=«47» src=«ref-2_983403230-586.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">
где Nст – наибольшее растягивающее усилие.
По приложению 6 принимаем сечение стойки:
d=20мм; Aст=2,182 см2
Элемент С4.
Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:
<img width=«249» height=«47» src=«ref-2_983403816-576.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">
где Nст – наибольшее растягивающее усилие.
По приложению 6 принимаем сечение стойки:
d=16мм; Aст=1,408см
4. Расчет и конструирование узлов ферм.
4.1 Опорный узел на натяжных хомутах
1.Проверка на смятие опорного вкладыша по плоскости примыкания опорного раскоса.
Пусть раскос примыкает к нижнему поясу под углом 450.
<img width=«264» height=«47» src=«ref-2_983404392-587.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">,
<img width=«489» height=«89» src=«ref-2_983404979-1468.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097">,
так как 61,54 кг/см2 < 62,69 кг/см2 — условие прочности выполняется.
<img width=«410» height=«288» src=«ref-2_983406447-4075.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">
2. Определение диаметра тяжа.
<img width=«249» height=«47» src=«ref-2_983410522-582.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">,
где <img width=«241» height=«43» src=«ref-2_983411104-509.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099"> Принимаем d=20 мм Ант = 2,18 см2.
3. Определение количества двухсрезных нагелей для прикрепления накладок к нижнему поясу.
<img width=«184» height=«45» src=«ref-2_983411613-444.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">, проверим dнаг. = 20 мм
толщина накладок а = 6 dнаг.= 6×2= 12 см
Тс=50×с×dн=50×20×2=2000 кг,
Та=80×а×d н=80×12,5×2=2000 кг,
Ти=180×d н2+2а2=180×22+2×12,52=1032,5 кг,
но не более Ти=250dн2=250×22=1210 кг.
<img width=«319» height=«47» src=«ref-2_983412057-709.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">
4. Расчет швеллера.
Расчетная схема:
<img width=«241» height=«43» src=«ref-2_983411104-509.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103"> <img width=«12» height=«23» src=«ref-2_983417734-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104"> <img width=«217» height=«49» src=«ref-2_983417807-506.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">
По конструктивным соображениям подбираем швеллер:
h>hнп+6мм
Принимаем ]30 Wy = 43,6 см3
<img width=«420» height=«48» src=«ref-2_983418313-905.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">
<img width=«295» height=«44» src=«ref-2_983419218-606.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">
(условие прочности выполняется).
5.Проверка накладок на смятие.
<img width=«333» height=«45» src=«ref-2_983419824-731.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">
(условие прочности выполняется).
<img width=«257» height=«25» src=«ref-2_983420555-414.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">
6. Расчет прочности уголков в торце накладок.
Расчетная схема:
<img width=«155» height=«43» src=«ref-2_983425509-323.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">
<img width=«432» height=«48» src=«ref-2_983425832-927.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">
где <img width=«197» height=«41» src=«ref-2_983426759-438.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">
Проверим равнобокий уголок 12,5X12,5X8 W=75,9 см3, I= 294 см4
<img width=«245» height=«45» src=«ref-2_983427197-545.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">
Подходит
.
7. Проверка опорной подушки на смятие под воздействием опорного давления.
Nопор= 4(967б287 +3456) = 17693,148
Требуемая площадь опоры:
<img width=«313» height=«47» src=«ref-2_983427742-697.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">
Принимаем опорную подушку 200X225мм. продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по строительству
Реферат по строительству
Ценообразование в строительстве 3
25 Июня 2015
Реферат по строительству
Разработка чертежей двухкомнатной квартиры
2 Сентября 2013
Реферат по строительству
Технологическая карта на устройство мансарды
25 Июня 2015
Реферат по строительству
Двухэтажный дом из мелкоразмерных элементов
2 Сентября 2013