На головну

 Проектування зерноскладу - Будівництво

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Пермський державний технічний університет

Будівельний факультет

Кафедра будівельних конструкцій

Пояснювальна записка

До курсовому проекту на тему "Зерносклад"

Виконав гр. ПГС07

Вахрушев К.Н.

Керівник

Осетрина А.В.г. Перм 2010

Розрахунок утепленій плити покриття

Вихідні дані

Запроектувати утеплену плиту для покриття зерноскладу. Умови експлуатації будівлі нормальні. Кругова арка. Покрівля тришарова рубероидная на бітумної мастиці. Перший шар руберойду наклеюється на заводі із застосуванням мастик підвищеної теплостійкості.

Решта 2 шару наклеюються після монтажу плит. Район будівництва зерноскладу - м Чусовой. Клас відповідальності будівлі II, коефіцієнт надійності за назначеніюШаг несучих конструкцій - 4.0м.

На основі аналізу вихідних даних і враховуючи призначення будівлі вибираємо тип плити: Каркас з деревини сосни другого сорту. Обшивки з азбестоцементу. Середній шар панелі - утеплювач пінопласт ПС-1об'емной масою 0,3 кН / м3. Товщина утеплювача - 60мм. Пароізоляція в клеефанерних плитах - окрасочная по зовнішній стороні нижньої обшивки. Фарбування проводиться пентафталевими емалями типу ПФ - 115 за 2 рази.

Компонування плити

Плити покриття укладаються безпосередньо по несучих конструкціях, відповідно, довжина плити з урахуванням припусків при виготовленні - 3.98 м. Ширина плити приймається рівною ширині стандартного листа фанери (1525х1525) з урахуванням обрізки крайок - 1,48м.

Напрямок волокон зовнішніх шарів фанери слід розташовувати уздовж плити. Товщину нижньої розтягнутої обшивки приймаємо - 8 мм., Верхньої стиснутої обшивки - 12 мм, що обумовлено великою сніговим навантаженням. Обшивки приклеюються до дерев'яного каркасу на клеї ФСФ - 50. Висоту плити орієнтовно призначаємо: приймаємо висоту плити:

Проектуємо поздовжні ребра з дощок перетином 60х155мм, довжиною 4.0 м, з розмірами після острожки: 60х150 мм. Крок поздовжніх ребер призначається з розрахунку верхньої фанерною обшивки на місцевий вигин поперек волокон від зосередженої сили (вага людини з інструментом), як балки затисненої по кінцях у ребер.

де- момент від зосередженої сили,

- Відстань між поздовжніми ребрами по осях.

- Момент опору фанерною обшивки шириною 1м.

- Розрахунковий опір фанери вигину з площини листа поперек волокон зовнішніх шарів (т.10 (2)).

- Коефіцієнт умов роботи для монтажної навантаження.

Підставляючи в формулу відомі значення величин і перетворюючи вираз, отримаємо граничну відстань між ребрами:

;

Таким чином можна поставити три поздовжніх ребра по ширині перерізу плити, при цьому

Поперечні ребра приймаємо з цілісних дощок перетином: 60х150мм (до острожки 60х155мм) і ставимо в торцях панелі і під стиками фанерних обшивок. Вентиляція в плитах здійснюється уздовж плит через вентиляційні отвори в поперечних ребрах.

Збір навантажень на плиту (Н / м2)

Збір навантажень виконуємо в табличній формі:

N

 п / п Найменування навантаження

 Одиниці

 вимірювання

 Нормативна

 навантаження

 g f

 Розрахункова

 навантаження

 I Постійні:

 1 Покрівля рубероидная тришарова

 Н / м 2 150 1,3 195

2

 Власна вага поздовжніх ребер:

 Н / м 2 91,22 1,1 100,34

3

 Власна вага поперечних ребер:

 Н / м 2 45,20 1,1 49,72

4

 Верхня і нижня обшивки з фанери ФСФ:

 Н / м 2 126 1,1 138,6

5

 Утеплювач: пінопласт

 ПС-1

 Н / м 2 18 1,2 21,6

 РАЗОМ: q покр

 Н / м 2 430,42 505,26

 II Тимчасові:

 Н / м 2 2841,3 0,7 4059

6

 Снігова

 для 3-го снігового району.

 пріл.3сх.2.

7

 Вітрова

 Н / м 2 137,97 1,4 193,16

 ВСЬОГО q пост

 кН / м 2 3409,69 4757,42

Снігове навантаження

Чусовой - III сніговий район.

1,24

Вітрове навантаження

Розглядаємо місцевість тип В - міські території, лісові масиви та інші місцевості рівномірно покриті перешкодами.

Позначення:

i - ділянка з однозначною епюр h1, h2, h3, h4.

j - ділянка осреднения.

 ДІЛЯНКА

 = 1

 = 2

 = 3

 = 4

5

1

 10

2

 20

3

 40

4

 0,5 0 0,65 0,03 0,85 0,02 1,1 0,0125

Вітрове навантаження знаходимо на двох ділянках

1 ділянка -; 2 ділянка -На кожному участкенаходім середній коефіцієнт:

де, - коефіцієнт k з табл. 6 СНиП "Навантаження і впливи"

- Протяжність ділянки з однозначною епюр на певній ділянці.

- Тангенс кута нахилу епюри вітрового тиску на ділянці з однозначною епюр.

Розрахункове значення вітрового навантаження.

Чусовой - II вітрової район ?W0 = 0,3

Се- аеродинамічний коефіцієнт за додатком СНіП залежно від конфігурації будівлі.

Се1 = +0,7; Се2 = -1,2; Се = -0,4;

gf- коефіцієнт надійності за навантаженням. gf = 1,4

Повні погонні навантаження (при)

Нормативна:

Розрахункова:

Статичний розрахунок

Ширина площадки обпирання на верхній пояс несучої конструкції 6см., Розрахунковий проліт плити :. Плита розраховується як балка на 2-х опорах.

Розрахунковий згинальний момент:

Поперечна сила:

Геометричні характеристики перерізу

Розрахунок клеефанерних конструкцій виконується за методом наведеного поперечного перерізу відповідно до п.4.25 СНиП II-25-80.

Розрахункова ширина фанерних обшивок при

(

,

де: b - повна ширина перерізу плити, l - довжина плити, - відстань між поздовжніми ребрами по осях.

Геометричні характеристики плити наводимо до фанери за допомогою коефіцієнта приведення:

Наведена площа поперечного перерізу:

Наведений статичний момент поперечного перерізу плити щодо нижньої межі:

Відстань від нижньої грані до нейтральної осі перерізу плити:

Відстань від нейтральної осі до верхньої межі плити:

Наведений момент інерції плити (без урахування власних моментів інерції обшивок):

Наведені моменти опору плити:

Конструктивний розрахунок

Напруги в нижній розтягнутій обшивці:

0,6 - коефіцієнт, що враховує зниження розрахункового опору фанери марки ФСФ в розтягнутому стику при з'єднанні "на вус".

Розрахунок на стійкість верхньої стиснутої обшивки

с - відстань між поздовжніми ребрами у світлі (і товщині верхньої обшивці

, Тоді

Напруги в стислій обшивці:

Максимальні стискаючі напруги в ребрі дерев'яного каркаса:

Стійкість верхньої обшивки забезпечена. Перевірку верхньої обшивки на місцевий вигин не виготовляємо, тому при компонуванні перетину відстань між поздовжніми ребрами приймалося з умови забезпечення міцності обшивки від дії тимчасової зосередженого навантаження 1200Н.

Розрахунок на сколювання по клейовому шву фанерною обшивки в межах ширини поздовжніх ребер:

- Наведений статичний момент верхньої обшивки відносно нейтральної осі.

Дотичні напруження:

Відносний прогин плити від нормативних навантажень:

0,7 - згідно СНиП II -25 -80 п.4.34.

ВИСНОВОК: Підібране перетин задовольняє умовам міцності і жорсткості.

Розрахунок несучих конструкцій

Збір навантажень

1. Навантаження від власної маси несучої конструкції

,

де: - нормативне навантаження від власне маси покриття, (кН / м2)

- Нормативна снігове навантаження на покриття, (кН / м2)

- Корисне навантаження на покриття, включаючи вагу підвісного обладнання, (кН / м2)

- Коефіцієнт власної маси несучої конструкції.

- Проліт несучої конструкції.

;;

; - Для арок.

Сталеві зв'язку:

,,

Погонна постійна розрахункове навантаження:

B - крок арок

2. Снігове навантаження

,

1 Варіант :,

2 Варіант:,.

3 Варіант :.

Розрахункове значення снігового навантаження:

,,

,.

де (г. Чусовой- III сніговий район)

Погонна снігова розрахункове навантаження:

B - крок арок

1 Варіант:

,

2 Варіант:

,.

3 Варіант:

.

3. Вітрова навантаження

,

аеродинамічний коефіцієнт за додатком СНіП залежно від конфігурації будівлі.

- Розрахункове значення вітрового навантаження.

- Коефіцієнт надійності за навантаженням.

- Нормативне значення вітрового тиску

(II - ой вітрової район).

- Для навітряного боку.

- Для підвітряного боку.

k - коефіцієнт, що враховує висоту арки над поверхнею землі.

Розглядаємо місцевість тип В - міські території, лісові масиви та інші місцевості рівномірно покриті перешкодами.

Позначення:

i - ділянка з однозначною епюр h1, h2, h3, h4.

j - ділянка осреднения.

 ДІЛЯНКА

 = 1

 = 2

 = 3

 = 4

5

1

 10

2

 20

3

 40

4

 0,5 0 0,65 0,03 0,85 0,02 1,1 0,0125

Вітрове навантаження знаходимо на двох ділянках

1 ділянка -;

2 ділянка -На кожному участкенаходім середній коефіцієнт:

де, - коефіцієнт k з табл. 6 СНиП "Навантаження і впливи"

- Протяжність ділянки з однозначною епюр на певній ділянці.

- Тангенс кута нахилу епюри вітрового тиску на ділянці з однозначною епюр.

1 ділянка

:

2 ділянка:

Розрахункове значення вітрового навантаження на 2-х ділянках.

Чусовой - II вітрової район ?W0 = 0,3

Се- аеродинамічний коефіцієнт за додатком СНіП залежно від конфігурації будівлі.

Се1 = +0,7; Се2 = -1,2; Се = -0,4;

gf- коефіцієнт надійності за навантаженням. gf = 1,4

1 ділянка:

- Навітряна сторона.

- Підвітряного боку.

2 ділянка:

- Навітряна сторона.

- Підвітряного боку.

3 ділянка:

- Навітряна сторона.

- Підвітряного боку.

4 ділянка:

- Навітряна сторона.

- Підвітряного боку.

5 участок:

- Підвітряного боку.

Погонна вітрове навантаження:

1 ділянка:

- Навітряна сторона:

- Підвітряного боку:

2 ділянка:

- Навітряна сторона:

- Підвітряного боку:

3 ділянка:

- Навітряна сторона:

- Підвітряного боку:

4 ділянка:

- Навітряна сторона:

- Підвітряного боку:

5 участок:

- Підвітряного боку:

При зборі навантажень в програмному комплексі Ліра

,

де: S-довжина дуги арки, L - проліт арки.

,,

.

Перетин приймемо 300х1800мм :,

Конструктивний розрахунок арки

З таблиці зусиль в елементах вибираємо найбільше поєднання.

,

,

.

Підбір перерізу арки:

Приймаємо ширину перетину :, висота перерізу: з 40 дощок по 33мм ..

Радіуси інерції перерізу:

Розрахункова довжина полуарки:

Перевірка міцності

Розрахунок на міцність стисло - згинальних елементів виробляємо за формулою 28 (1):

,

,

.

- Згинальний момент від дії поздовжніх і поперечних навантажень.

, (Формула 30 (1)).

- Зусилля в конику арки.

- Коефіцієнт поздовжнього вигину.

(Формула 8 (1))

А = 3000 - для деревини.

- Т.5 (1) залежно від умов експлуатації (Б2)

- Т.7 (1) враховує висоту перерізу> 120см.

велічіну- т.6 (1), в розрахунок не вводимо тому вітрове навантаження не враховуємо.

Перевірка міцності виконується.

Перевірка стійкості

Розрахунок на стійкість плоскої форми деформування стисло - згинальних елементів виробляємо за формулою 33 (1):

n = 1 для елементів, що мають закріплення розтягнутої зони з площини деформування.

- Коефіцієнт поздовжнього вигину.

- Коефіцієнт визначається за формулою 23 (1).

Розрахунок ведемо тільки на негативний момент.

Прісжатие волокна внизу, розтягнуті вгорі, розтягнута грань раскреплена від витріщення плитами покриття і зв'язком, стиснута грань раскреплена зв'язками.

У зв'язку з тим, що висота будівлі велика: 30м., То одного розкріплення недостаточноделаем кілька розкріплень, тим самим зменшуючи, отримуємо що.

,,

.

- Коефіцієнт поздовжнього вигину.

(Формула23 (1).)

Тому стисла кромка раскреплена, то в розрахунок вводимо коефіцієнти kПМ, kПN.

(Формула 34 (1))

(Формула 24 (1))

де: - центральний кут в радіанах, що визначає ділянку. ()

- Число проміжних підкріплень; т.к. у нас 4 проміжних закріплення, то :.

Стійкість забезпечена.

Розрахунок опорних вузлів. (1 варіант)

Розрахункові зусилля: N = -232,77 кН; Q = 94,394 кН

Так, як проліт арки 60 м (> 18 м), то конструктивно вузол вирішується у вигляді класичного плиткового шарніра.

Визначимо висоту плиткового шарніра:

N - поздовжнє зусилля в опорному вузлі

b = 30 см-ширина плиткового шарніра

Rстсм = 1,66 кН - розрахунковий опір сталі зминанню для сталі З 245

Конструктивно приймаємо hш = 10 см.

Приймаємо діаметр болтів dб = 24 мм, тоді за п. 5.18

Приймаємо розміри накладок 500 х 510 мм, товщина листа черевика 16 мм.

Сталеві черевики опорного вузла кріпляться до арки 8 болтами d = 24 мм.

Рівнодіюча зусилля у найбільш навантаженому болті:

,

гдеMб = Q · e = 94,394 · 0,325 = 30,68 кНм.

e = 0,325 - відстань від центру ваги шарніра до центра ваги болтів черевика;

zi- відстань між болтами в напрямку перпендикулярному осі елемента;

nб- число болтів у крайньому ряду по горизонталі;

mб- загальне число болтів в накладці.

Zmax- максимальна відстань між болтами в напрямку перпендикулярному осі елемента;

Несуча здатність одного болта Tб: визначається як мінімальна несуча здатність на 1 шов згуртовування:

(Т.17 (1))

Несуча здатність болтового з'єднання забезпечена.

Тому арка в опорному вузлі спирається неповним перерізом через сталеві черевики і деревина відчуває смятие, то необхідно перевірити умову:

- Розрахунковий опір деревини зминанню під кутом до волокон.

KN- коефіцієнт, що враховує концентрацію напружень під кромками черевиків. KN = 0,9 -смятіе поперек волокон.

Fсм = 30 ? 50 = 1500 см2- площа зминання під черевиком.

232,77 / 1500 = 0,155 кН / см2 <1,29 ? 0,9 = 1,161 кН / см2

Міцність на зминання забезпечена.

Перевірка опорного вузла на сколювання по клейовому шву:

,

,.

Міцність на сколювання забезпечена.

Розрахунок опорних вузлів. (2 варіант)

Розрахункові зусилля: N = -232.77 кН; Q = 94.394 кН

Так, як проліт арки 75 м (> 18 м), конструктивно вузол вирішуємо у вигляді: валикові шарніра.

Визначимо висоту валикові шарніра:

N - поздовжнє зусилля в опорному вузлі

b = 30 см-ширина плиткового шарніра

Rстсм = 1,66 кН - розрахунковий опір сталі зминанню для сталі З 245

Конструктивно приймаємо hш = 30 см.

Приймаємо діаметр болтів dб = 24 мм, тоді за п. 5.18

Приймаємо накладки А - подібної форми, товщина листа черевика 16 мм.

Сталеві черевики опорного вузла кріпляться до арки 10 болтами d = 24 мм.

Рівнодіюча зусилля у найбільш навантаженому болті:

,

гдеMб = Q · e = 94,394 · 0,490 = 46,25 кНм.

e = 0,490 - відстань від центру ваги шарніра до центра ваги болтів черевика;

zi- відстань між болтами в напрямку перпендикулярному осі елемента;

nб- число болтів у крайньому ряду по горизонталі;

mб- загальне число болтів в накладці.

Zmax- максимальна відстань між болтами в напрямку перпендикулярному осі елемента;

Несуча здатність одного болта Tб: визначається як мінімальна несуча здатність на 1 шов згуртовування:

(Т.17 (1))

Несуча здатність болтового з'єднання забезпечена.

Тому арка в опорному вузлі спирається неповним перерізом через сталеві черевики і деревина відчуває смятие, то необхідно перевірити умову:

- Розрахунковий опір деревини зминанню під кутом до волокон.

KN- коефіцієнт, що враховує концентрацію напружень під кромками черевиків. KN = 0,9 -смятіе поперек волокон.

Fсм = 30 ? 50 = 1500 см2- площа зминання під черевиком.

232,77 / 1500 = 0,155 кН / см2 <1,29 ? 0,9 = 1,161 кН / см2

Міцність на зминання забезпечена.

Перевірка опорного вузла на сколювання по клейовому шву:

,

,.

Міцність на сколювання забезпечена.

Більш економічним є першим варіант.

© 8ref.com - українські реферати
8ref.com