Курсовая работа : Проектирование пролета в виде арки из балок 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Курсовая работа >> Строительство


Проектирование пролета в виде арки из балок




1. Исходные данные

Рама с ригелем в виде арки треугольного очертания с затяжкой (арка из балок, Деревягина).

Пролет

Характер теплового режима: отапливаемое здание

Район строительства: г. Енисейск

Снег: 2,24 кН/м2.

α=19,4

2. Расчет клеефанерной панели

Принимаем клеефанерную панель с размерами 5,581,38 м. с пятью продольными ребрами, расстояние между которыми составляет 46 см и четырьмя поперечными.

Для облицовки используем водостойкую фанеру ф=0,8 см, hp= 19,2 см.

см (не проходит) hp= 19,2 см.

Сбор нагрузок на 1 м2 панели

№ п/п

Вид нагрузки

gn, кН/м2

m

gp, кН/м2

I

Постоянная нагрузка

1

Асбестоцементные листы ОП

0,15

1,1

0,165

2

Утеплитель (мин. вата)

0,068

1,2

0,082

3

Пароизоляция

0,02

1,2

0,024

4

Продольные ребра 0,19250,0525/1,45=

0,172

1,1

0,189

5

Поперечные ребра 0,19240,0525/5,57=

0,036

1,1

0,0396

6

Обшивка из фанеры 0,0087=

0,056

1,1

0,0616

Итого:

0,502

0,561

II

Временная нагрузка

1

Снеговая

2,24

3,2

Итого:

2,742

3,761

Нагрузка на 1 м погонный:

Находим максимальные внутренние силовые факторы:

;

Расчетное сечение клеефанерной панели

=0,8 см; hp=19,2 см

Вр=0,9138.2=124.4 см

Впр=45,2=20,8 см

Н0=19,2+0,8=20 см

y0=8,7 см

y0/= 11,3 см

  • Статический момент площади сечения:

  • Расстояние от нижнего края сечения до нейтральной оси:

y0/=11,3 см; yp=1.7 см.

Приведенный момент инерции:

  • Приведенный момент сопротивления:

Проверка обшивки в растянутой зоне:

Проверка ребра в сжатой зоне:

,

Проверка фанеры на скалывание вдоль волокон:

Проверка прогиба панели:

2.2 Расчет необходимого числа гвоздей

От сползания по скату плиты удерживаются отрезками металлических уголков, прибиваемых к опорам гвоздями.

Задаемся диаметром гвоздя: dгв=5 мм

Несущая способность гвоздя:

Требуемое количество гвоздей: гвоздей.

Расстояние от края плиты до первого гвоздя 15d=7,5 см, а между гвоздями 45 см. Длина гвоздя принимаем конструктивно 30d=15 см.

3. Расчет трехшарнирной арки

Нагрузка на покрытие: qp=0,15 кН/м2

Снеговая нагрузка:

- вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности,

-коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Определяем собственный вес арки:

Полная нагрузка:

3.1 Статический расчет арки

Расчет арки ведем при двух сочетаниях нагрузки:

I. Постоянная и снеговая нагрузки равномерно распределены по всему пролету [g+P1]:

RA(g+P1)= RB(g+P1)= 110,33 кН; Н(g+P1)= 147,25 кН; F(g+P1)= 110,33 кН;

II. Постоянная нагрузка по всему пролету и снеговая равномерно распределена на 0,5 пролета [q+P2]:

RA(g+P2)=11,77+24,64= 36,41 кН; RB(g+P2)=11,77+73,92=85,69 кН;

НА(g+P2)=15,71+49,28=64,99 кН; НВ(g+P2)=15,71+82,25=97,96 кН;

3.2 Определение усилий в сечениях арки

Сочетание I:

X, м

М, кНм

Q, кН

N, кН

0

0

55,155

175,537

2,75

159,49

0

173,673

5,5

0

-55,155

171,810

Сочетание II:

Левая стойка

X, м

М, кНм

Q, кН

N, кН

0

0

20,94

73,39

2,75

55,09

0

71,53

5,5

0

-20,94

69,67

Правая стойка

X, м

М, кНм

Q, кН

N, кН

0

0

67,42

120,86

2,75

190,61

0

118,99

5,5

0

-67,42

117,12

Максимальные усилия в арке

X, м

М, кНм

Q, кН

N, кН

0

0

67,42

175,537

2,75

190,61

0

173,673

5,5

0

-67,42

171,810

4. Расчет ригеля из балок Деревягина

Определяем геометрические характеристики:

b=21 cм; h=63 см; F=1323 см2

где κw и κж – коэффициенты для составных элементов определяемые в зависимости от пролета.

4.1 Расчет ригеля как сжато-изгибаемого элемента

  • Проверка прочности

– коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента.

Прочность обеспечена

  • Проверка устойчивости

Гибкость в плоскости изгиба и коэффициент продольного изгиба:

а=0.8 для древесины.

Устойчивость обеспечена

  • Относительный прогиб арки:

4.2 Расчет необходимого числа нагелей

Т.к. b>15 см  устанавливаем пластинчатые нагели в сечении глухо

Несущая способность одного нагеля:

при глухом соединении.

Требуемое число нагелей:

k=0,2 – коэффициент, учитывающий нормальные силы, приложенные на концах ригеля обоим брусьям

5. Проектирование конькового узла

Деревянные элементы соединяют с помощью деревянных накладок на металлических болтах согласно принятому количеству элементов принятых в нагельном соединении и направлению усилий.

Находим геометрические размеры накладки: диаметр болта d= 2,4 см

При b 10d S1 7d; S2 3,5d; S3 3d

S1=72,4= 16,8 см; S2=3,52,4= 8,4 см; S3=32,4= 7,2 см

Принимаем: S1=18 см; S2=10 см; S3=8 см  накладка 7536 мм

е1=S1=18 см; е2=S1=18 см

Определяем усилия:

Определяем расчетную несущую способность на смятие у среднего и крайнего элементов и на срез:

, где  – коэффициент по графику

, где а=10 см – толщина накладки

Расчет необходимого числа болтов:

nш – число расчетных швов одного нагеля

В ряду, где действует сила N1:

В ряду, где действует сила N2:

6. Проектирование опорного узла

6.1 Расчет упорной пластины

Из условия смятия верхнего пояса в месте упора, определяем площадь смятия упорной площадки:

;

ширину упорной пластины принимаем b=23 см 

;

Определяем фактическое напряжение:

Находим момент:

Определяем момент сопротивления пластины из условия прочности:

;

6.2 Расчет опорной плиты

Определяем площадь опорной плиты из условия на прочность на смятие:

– расчетное сопротивление смятию поперек волокон

Определяем размеры плиты:

принимаем плиту: 4016 см; lk=8 см; Fсм= 640 см2

Определяем фактическое напряжение смятия:

Находим максимальный момент и момент сопротивления:

;

принимаем =1,2 см.

6.3 Определение анкерных болтов

; - площадь болта; - коэффициент условия работы;

Рассчитаем болты от действия распора:

принимаем 2 болта диаметром 24 мм

7. Расчет металлической затяжки

7.1 Подбор сечения

Затяжку выполняем из двух уголков стали С255 (Ry= 24МПа). Из условия прочности определяем требуемую площадь уголков:

,

где m=0,85 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения усилий между стержнями.

- площадь поперечного сечения одного тяжа

принимаем 2 уголка №45: S=23,48=6,96см2; ix=1.38; m=2,73 кг/м

Проверяем гибкость:

 ставим 2 подвески, тогда

7.2 Расчет сварного шва

; - толщина стенки уголка

Крепление затяжки к закладной детали – при помощи сварки. Сварку принимаем полуавтоматическую, положение нижнее «в лодочку», сварочная проволока СВ-08,

,

,

  1. По металлу шва

  1. По металлу границы сплавления

принимаем длину шва равной 14 см.

7.3 Расчет подвески

Подвеску проектируем из стальной проволоки С225 (Ry= 210МПа)

Определяем нагрузку на подвеску: ;

m=2,73 кг/м

Определяем требуемую площадь сечения тяжа и диаметр стержня:

;

Конструктивно принимаем 2 подвески диаметром 3 мм.

8. Проектирование и расчет клеефанерной стойки

Неопределенность рамы находим из предположения одинаковой жесткости левой и правой стоек.

Принимаем клееные стойки прямоугольного сечения с шагом вдоль здания

а= 5,6 м. Крепление стоек с аркой шарнирное.

8.1 Определение усилий в стойке

Определяем ветровую нагрузку:

,

где - коэффициент надежности по нагрузке,

-ветровая нагрузка для данного ветрового района,

-коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте (z 5 м =0,4; z=10 к=0,4.),

- аэродинамический коэффициент, зависящий от схемы здания,

- шаговое расстояние между арками,

-коэффициент условия работы конструкции,

при z 5 м:

Действие ветра на арку:

Моменты, возникающие в опорной части стойки:

Поперечные силы, возникающие в опорной части стойки:

8.2 Подбор сечения стойки

Принимаем сечение размерами 2156,1 см. Используем сосновые доски 2 го сорта толщиной 3,3 см (после острожки), ширина доски 23 (21 – после острожки). Древесина пропитана антипиренами.

RC= 15mнmбmа=151,20,9760,9=15,81 Мпа.

mб =0,976 при h =56,1 см;

mа =0,9 – при пропитке антипиренами;

mн =1,2 – коэффициент, учитывающий ветровую нагрузку;

;

;

Прочность обеспечена

Проверка сечения на скалывание:

Rск=1,5mнma=1,51,20,9=1,62 Мпа – расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон при изгибе клееных сосновых досок 2-го сорта.

Геометрические характеристики сечения:

Прочность выбранного сечения достаточна.

Расчет на устойчивость сжато-изгибаемого элемента (правая стойка):

Гибкость из плоскости изгиба и коэффициент продольного изгиба:

-коэффициент для древесины;

Устойчивость клеедосчатой стойки обеспечена.

Расчет на устойчивость сжато-изгибаемого элемента (левая стойка):

Устойчивость клеедосчатой стойки обеспечена.

9. Расчет крепления стойки к фундаменту

9.1 Определение усилий

Напряжение, возникающее на опоре от действия полной осевой нагрузки и изгибающего момента:

;

Nпост= Nпол – Р*0,5l=150.48–17,92*0,5*11=51.92 кН;

Высота сжатой зоны:

9.2 Расчет диаметра анкерного болта

Rbt=250 Мпа – болт класса 6.6 (табл. 58*) СниП II-23–81*

n=2 –2 болта;

Растяжение, воспринимаемое болтом:

Требуемая площадь одного болта:

Принимаем диаметр болта:

.

9.3 Расчет количества стяжных болтов

Толщина опорной части стойки определится как:

B=S2+2S3=3,5d+3d2=9,5d;

d=b/9,5=21/9,5=2,2 см  принимаем d=22 мм.

Определим несущую способность болта:

На смятие крайней части Тсма=0,8d=0,8102,2=17,6 кН;

На смятие средней части Тсмс=0,5hd=0,556,12,2=61,71 кН;

На изгиб Тизг=1,8d2+0,02a2= 1,82,22+0,02102=10,71 кН

Принимаем Тmin=10,71кН.

Число стяжных болтов:

n=Nпол/(Тminnш) 150.48/(10,71*2)=7.03  принимаем 8 стяжных болтов.

Список использованной литературы

  1. СНиП II-25–80* «Деревянные конструкции»

  2. Справочник «Проектирование и расчет деревянных конструкций» И.М. Гринь. Киев: «Будивэльник», 1998 г.

  3. СНиП II-23–81* «Стальные конструкции»

  4. СНиП 2.01.07–85* «Нагрузки и воздействия»

Похожие работы:

  • Проектирование спортивного комплекса "Дворец спорта" в г. Коломне Московской области

    Курсовая работа >> Строительство
    ... фермы из замкнутых профилей, фермы из уголков или арки. Для пролета 54 ... трибуны предлагается выполнить в виде наклонных балок из прокатных двутавров опирающихся одним ... 6.1 Расчет фермы Исходные данные для проектирования:  пролет фермы  35 м;  шаг ферм  6 ...
  • Конструкции из дерева и пластмасс

    Учебное пособие >> Строительство
    ... из четырех колонок общепринятого вида: Таблица 4 Нагрузки на (плиту, балку, раму, арку, ферму и т.п.) Вид ... дощатоклееных балок на ... пролета. Стальные элементы металлодеревянных ферм следует рассчитывать в соответствии с требованиями норм проектирования ...
  • Проектирование конструкций из дерева и пластмасс плавательного бассейна

    Курсовая работа >> Строительство
    ... широкому диапазону перекрываемых пролетов, малой массе, ... как балки, рамы, арки, плиты покрытий и ... опорным узлам ферм и балок (низ несущих конструкций ... Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчет. - Киев: Вида школа. ...
  • Искусственные сооружения на автомобильных дорогах

    Реферат >> Транспорт
    ... и в — из монолитного бетона: б из сборного железобетона для ... несущие элементы в виде балок сплошного сечения, сквозных ... стойки; 2 — шарниры; 3 — арки; 4 — подвески В рамных мостах ( ... ,в, средний пролет). Основные правила проектирования искусственных сооружений ...
  • Элементы оформления участка

    Учебное пособие >> Ботаника и сельское хоз-во
    ... это надо учитывать при проектировании наравне с другими особенностями ... обычно изготавливают из готовых пролетов решетки различной ... арку как раму для вида, поместите ее так, чтобы открывающийся вид ... создать решетчатое перекрытие из балок или деревянных реек ...
  • Кирпичная кладка, виды кладок

    Реферат >> Технология
    ... . Последние два вида мелких блоков применяют ... рядами. В арках и сводах плоскости ... балок, плит и других конструкций — выкладывать тычками из ... сельском строительстве проемы пролетом до 2 м ... подошвы кладки. 7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА КАМЕННЫХ РАБОТ ...
  • Металлические конструкции

    Курсовая работа >> Промышленность, производство
    ... 8. Другие виды конструкций. Это ... балок и так называемых "хребтовых" балок для подвески котлов в современных тепловых электростанциях. Пролеты мостовых балок ... из прутка 18 мм с шагом 300 мм. Список литературы Стрелецкий Н. С., Стрелецкий Д. Н., Проектирование ...
  • Архитектура мостов

    Реферат >> Культура и искусство
    ... составляет одну из задач архитектурного проектирования мостов. ... прибита обшивка деревянных балок. Триглифы также ... перекрытых коробовой аркой пологого очертания, отношение подъема арки к пролету равно ... но и все остальные виды производственной деятельности. В ...
  • Висячие мосты

    Реферат >> Строительство
    ... раскосов, балок жёсткости, ... выполненные из прямолинейных ... пролета – 168 м. Тип конструкции, который использовали инженер Б. П. Константинов и архитектор А. В. Власов при проектировании ... арку, перекрывающую главный пролет ... остальные виды производственной ...
  • Технология производства керамического кирпича

    Курсовая работа >> Промышленность, производство
    ... именно из керамического кирпича. Помимо неповторимого внешнего вида, прочности ... закругленными углами, выполнять арки, своды, колонны. ... программа, нормы технологического проектирования керамических заводов. ... торцами балок заполняют бетоном. Для пролетов 6м ...