Деревянные конструкции

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кафедра строительных конструкций ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Деревянные конструкции Выполнил: студентка гр. СПб-112

Лазоренко Пётр Юрьевич Проверил: старший преподаватель Башин Михаил Юрьевич Кемерово 2013

1. Исходные данные

2. Расчет покрытия

3. Расчет прогона

4. Сбор нагрузок на балку

5. Подбор сечения балки

6. Защита деревянных конструкций Список литературы

1. Исходные данные

№ задания 17 411

Тип проекта: Деревянные конструкции склада Пролет здания; L = 21,0 м Высота здания: H = 4,0 м Шаг несущих конструкций: В = 6,0 м Длина здания: Z = 54,0 м Место строительства: город Москва Конструктивный элемент: балка пакетного профиля.

Рис. 1. Схема сооружения

2. Расчет покрытия Ограждающая часть покрытия состоит из прогонов, укладываемых непосредственно на балку с шагом 1,0 м. Материал прогонов — сосна II сорт (вдоль волокон). Расчетное сопротивление изгибу для данного материала равно Rи = 13 Мпа. По прогонам устраивается неутепленная кровля.

Сбор нагрузок на покрытие Угол уклона покрытия: б = 50

Таблица 1. Постоянная нагрузка на 1 м² покрытия

Временная (снеговая) нагрузка. µ = 1—коэффициент перехода от веса снегового покрова на поверхности земли к снеговой нагрузке на покрытие для плоской кровли.

S = Snµ-полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия. Sn = 1,8 кПа (расчетное значение веса снегового покрова на поверхности земли для III снегового района). Коэффициент надежности по нагрузке принимаем г = 1,4.

S = 1,8 кПа.

Нормативная снеговая нагрузка Sn=1,8/1,4=1,286 кН/м2

3. Расчет прогона Расчетная схема прогона — многопролетная неразрезная шарнирно опертая балка пролетом В = 6,0 м, работающая на косой изгиб при наклоне горизонтальной оси сечения б=50;cos б=0,9962

Нормативная равномерно распределенная нагрузка на прогон:

qн = (gн/cosб+Sн)cosб = (0,423/0,9962+1,286)х0,9962 = 1,704 кН/м.

Расчетная равномерно распределенная нагрузка на прогон:

q = (g/cosб+S)cosб = (0,514/0,9962+1,8)х0,9962 = 2,307кН/м.

Подбираем сечения по несущей способности. Изгибающий момент на соседних опорах M = ql2/12 = 2,30 762/12 = 6,921 кН· м = 0,6 921МН· м.

Расчетное сопротивление древесины изгибу Rи = 13 МПа.

Требуемый момент сопротивления сечения Wтр. = М/ Rи = 0,6 921 /13 = 0,532 м³ = 532 см³. Принимаем две доски толщиной по 4,0 см.

Требуемая высота сечения .

Принимаем сечение прогона из двух досок 8,0×20,0 см.

Проверяем напряжение изгиба. Момент сопротивления:

W = bh2/6 = 8,0×20,02/6 = 533,3 см³ = 0,533 м³.

Напряжение у = М/W = 0,6 921/0,533 = 12,985 МПа

Крайние пролеты, где изгибающий момент больше, увеличиваются третьей доской. Проверяем максимальный относительный прогиб в крайних пролетах прогона.

Нормативная нагрузка qн=1,704 кH/м=0,1 704 МН/м

Модуль упругости древесины Е=104 МПа.

Сечение прогона в крайних пролетах bxh=12,0×20,0 см²

Момент инерции I = bh3/12 = 12,0×20,03/12=0,8 м4.

Относительный прогиб f/l = (2,5/384)qнl3/(ЕI) = (2,5/384)х0,1 704×63/0,8 =

= 0,299< [f/l] = 1/200.

Расчет гвоздевого стыка.

Расстояние от опор до гвоздей стыка, а = l/5 — 0,1 = 6/5 — 0,1 = 1,1 м, где 0,1 м шаг гвоздей.

Поперечная сила, действующая на гвозди: Qгв. = М/2а = 6,846/2,2 = 3,112кН.

Принимаются гвозди диаметром d = 0,45 см длиной l = 12,5 см, работающие несимметрично при одном шве между досками пш = 1. Несущая способность одного гвоздя при, а = с = 5 см по изгибу гвоздя:

Ти = 2,5d2 + 0,01а2 = 2,5×0,452 + 0,01×52 = 0,76 кН. То же, по смятию древесины:

Тс = 0,35сd = 0,35×5×0,45 = 0,79 кН.

Требуемое число гвоздей: n = Q/(Тспш) = 3,112/(0,79×1) =3,939 шт. Принимаем по 4 гвоздя в конце каждой доски.

Рис 2. Конструкция утепленной кровли Рис. 3. Неразрезной дощато-гвоздевой прогон (1-балка, 2-прогон, 3-гвоздевой стык).

Рис. 4. Расположение гвоздей в гвоздевом стыке

4. Сбор нагрузок на балку Нормативная нагрузка на покрытие от панелей кровли при ее уклоне б=110

Нормативная нагрузка от клееной балки покрытия:

Расчетная нагрузка от клееной балки покрытия:

Постоянная нагрузка на 1 п.м. балки от собственного веса и покрытия:

Снеговая нагрузка на 1 п.м.

Полная нагрузка:

5. Подбор сечения балки Двухскатную балку покрытия проектируем прямоугольного сечения из пакета уложенных плашмя остроганных по пластам досок, склееных фенольным водостойким клеем.

Высоту балки в середине пролета h и на опорах h0при уклоне верхнего пояса i=0,1принимаем:

Расчет сечения. Расстояние х от опоры до наиболее напряженного при изгибе сечения при равномерной нагрузке, а высота балки в этом сечении:

Расчетный изгибающий момент в опасном сечении и поперечная сила на опоре балки:

Требуемый момент сопротивления балки в опасном сечении:

При известных высотах сечения балки прямоугольного профиля ширина сечения определяется с последующим условиям прочности: по нормальным напряжениям от изгиба:

На скалывание клеевого шва в опорных зонах:

Принимаем для балки по сортаменту доски 250×33 мм. Балка в середине пролета собирается из 64 слоев, а на концах из 32 слоев.

Относительный прогиб двухскатной балки прямоугольного сечения определяется по формуле:

Где I — момент инерции поперечного сечения в середине пролета балки:

Где k — коэффициент, учитывающий переменность сечения балки:

Принятые сечение балки в пролете и на опорах удовлетворяют требованиям прочности, жесткости и поперечной устойчивости, поскольку при этом соблюдается условие:

Расчет опирания балок. Из условия смятия поперек волокон древесины балки в опорной плоскости находим ширину обвязочного бруса:

принимаем брус 250×250 мм.

Проверяем высоту обвязочного бруса как распорки вертикальных связей между стойками при [л]=200:

Применяем клей балки КБ-3. Запрессовку производим на прессах или с помощью вайм. Расход клея находим по формуле:

6.Защита деревянных конструкций

1.Защита деревянных конструкций от пожарной опасности.

Огнестойкость — способность строительных элементов и конструкций под воздействием огня сохранять несущую способность, а также сопротивляться образованию сквозных отверстий, прогреву до критических температур и распространению огня.

Конструктивные меры защиты: разделение деревянных конструкций на части противопожарными преградами из несгораемых материалов; отсутствие в конструкциях сообщающихся полостей с тягой воздуха, по которым может распространяться пламя, недоступное для тушения; применение конструкций массивного прямоугольного сечения с закруглениями.

Химические меры защиты: применение пропитки огнезащитными составами или нанесение огнезащитных красок. Защитные средства, предохраняющие древесину от возгорания, называются антипиренами. Огнезащитные средства представляют собой вещества, способные при нагревании разлагаться с выделением большого количества негорючих газов, либо увеличиваясь в объеме, создавать защитный слой, препятствующий возгоранию древесины и распространению по ней огня. Для клееных конструкций рекомендуется применять вспучивающиеся составы, наносимые на поверхность конструкций.

2.Защита деревянных конструкций от гниения.

Гниение может быть вызвано повышенной влажностью древесины (более 18−20%) и действием биологических организмов, протекает при температуре от +3 до +450С.

Суть конструктивных мероприятий по борьбе с гниением сводится к тому, чтобы обеспечить воздушно-сухое состояние деревянных элементов здания, что достигается устройством гидроизоляционных и пароизоляционных слоев, препятствующих увлажнению древесины грунтовой, атмосферной или конденсационной влагой.

Конструктивные мероприятия:

Увеличение свеса кровли. нагрузка балка кровля Применение водонепроницаемой наружной обшивки.

Обеспечение хорошей вентиляции.

Устройство гидроизоляционных прокладок в местах соприкосновения деревянных элементов с грунтом или между собой.

Правильный подбор породы древесины.

Химические меры защиты: применение антисептиков (водные и масляные пропиточные составы и пасты, влагозащитные лаки и эмали, сухие смеси солей).

1. СНиП II-25−80. Деревянные конструкции / Госстрой, России. — М.: ГУП ЦПП, 2002.-30с

2. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования: Учеб. пособие для вузов / Под ред. проф. Иванова В. А. — 3-е издание., перераб. и доп. — Киев: Высшая школа. Главное издательство, 1981. — 392 с.