РАСЧЕТ ГНУТОКЛЕЕНОЙ ТРЕХШАРНИРНОЙ РАМЫ

Курсовой проект

По курсу

“Конструкции из дерева и пластмасс”.

Студент: Фирсаева Е.А. гр. Э15-Т

Консультант: Ушаков А.Ю.

Серова Е.Т.

Москва 2010

Исходные данные.

Расчет ограждающих и несущих конструкций кровли.

Принимаем рабочий настил из досок 125х32мм, II-го сорта согласно сортамента пиломатериалов (ГОСТ 8486-86*Е). Расстояние между осями досок 250мм. Шаг прогонов 1,4м.

Расчет рабочего настила.

Сбор нагрузок на рабочий настил.

Рабочий настил предназначен для укладки по прогонам.

По скомпонованному сечению настила составляем таблицу нормативных и расчетных нагрузок на 1 м².

Сбор нагрузок.

а) Равномерно распределенная нагрузка.

Таблица 2.1

№	Наименование нагрузки	Норм. нагрузка. кН/м2	Коэф. надежн.	Расч. нагрузка кН/м2
1.	Мягкая черепица RUFLEX 8 кг/м	0.08	1.05	0.084
2.	Обрешетка под черепицу– брусок 50х50 мм с шагом в осях 345мм	0.05*0.05*5/0.345= =0.036	1.1	0.04
3.	Водонепроницаемая мембрана TYVEK 60 г/м2	0.0006	1.2	0.00072
4.	Рабочая доска –125х32 мм с шагом в осях 325 мм	0.125*0.032*5/0.325=0.061	1.1	0.068
	Итого постоянная нагрузка	0.178		0.193
5.	Временная нагрузка - снеговая 2 район	0.84		1.2
	Итого полная нагрузка	1.018		1.393

б) Сосредоточенная сила.

Р = 1кН. Коэффициент надежности по нагрузке γ_f = 1,2.

Расчетное значение сосредоточенной силы: Рр = Рн· γ_f = 1,2 кН.

Полную нагрузку на 1 пог. Метр рабочего настила собираем с одной доски, т.к. расстояние между осями досок равно 250мм, что больше, чем 150мм.

1) постоянная + временная

- нормативная: q^н = 1,018·0,25 = 0,254 кН/м

- расчетная: q^р = 1,393·0,25 = 0,348 кН/м

2) постоянная

- расчетная: q^р = 0,193·0,25 = 0,048 кН/м

Расчетная схема.

Расчет настила ведем как балки по 2-х пролетной схеме. Расстояние между опорами равно шагу прогонов L = 1,4м. Настил рассчитываем на два сочетания нагрузок.

1. Постоянная + снеговая.

2. Постоянная + сосредоточенная сила Р = 1,2 кН.

Расчет по первому предельному состоянию.

Проверка рабочего настила на прочность.

где М – максимальный изгибающий момент;

W – момент сопротивления;

Rи – расчетное сопротивление древесины изгибу;

m_Н – 1,2 – коэффициент, учитывающий кратковременность действия сосредоточенной нагрузки (принимается для второго сочетания нагрузок).

При первом сочетании нагрузок:

При втором сочетании нагрузок:

Момент сопротивления доски рабочего настила:

Расчет прочности производим по максимальному моменту.

Запас по прочности составляет ,

Расчет по второму предельному состоянию.

Проверка рабочего настила на прогиб выполняется только для первого сочетания нагрузок.

f ≤ f_и

где f – расчетный прогиб конструкции;

f_и – предельный изгиб.

Прогиб настила равен:

где - предельный прогиб рабочего настила при шаге прогонов 1,4м.

Расчет разрезного прогона.

При шаге конструкций 5м используем разрезные прогоны.

Принимаем сечение прогона из бруса размером 155х150мм II-го сорта, согласно сортамента пиломатериалов (ГОСТ 8486-86*Е). Шаг прогонов 1,4м.

Сбор нагрузок на рабочий настил.

По скомпонованному сечению прогона составляем таблицу нормативных и расчетных нагрузок на 1 м².

Сбор нагрузок.

Таблица 2.2

№	Наименование нагрузки	Норм. нагрузка. кН/м2	Коэф. надежн.	Расч. нагрузка кН/м2
1.	Мягкая черепица RUFLEX 8 кг/м	0.08	1.05	0.084
2.	Обрешетка под черепицу– брусок 50х50 мм с шагом в осях 345мм	0.05*0.05*5/0.345= =0.036	1.1	0.04
3.	Водонепроницаемая мембрана TYVEK 60 г/м2	0.0006	1.2	0.00072
4.	Рабочая доска –125х32 мм с шагом в осях 325 мм	0.125*0.032*5/0.325=0.061	1.1	0.068
7.	Прогон 175х150	0.175*0.15*5/1.2= =0.109	1.1	0.12
	Итого постоянная нагрузка	0.287		0.313
6.	Временная нагрузка - снеговая 2 район	0.84		1.2
7.	Итого полная нагрузка	1.127		1.513

- нормативная: q^н = 1,127·1,4 = 1,57 кН/м

- расчетная: q^р = 1,513·1,4 = 2,1 кН/м

Прогон работает на косой изгиб.

Характеристики сечения.

Расчет по первому предельному состоянию.

Проверка прочности:

Расчетная нагрузка и изгибающий момент при α = 14,04°

Запас по прочности составляет ,

Расчет по второму предельному состоянию.

Проверка прогона на прогиб.

Относительный прогиб прогона:

Нормативная нагрузка при α = 14,04°

где - предельный прогиб при шаге 3м.

РАСЧЕТ ГНУТОКЛЕЕНОЙ ТРЕХШАРНИРНОЙ РАМЫ

Пролет рам 24 м, шаг 3 м. Ограждающие конструкции покрытия – мягкая черепица RUFLEX 8 кг/м². Район строительства – II. Здание по степени ответственности относится ко II классу (γ = 0,95). Температурно-влажностные условия эксплуатации А₁. Все конструкции заводского изготовления. Материал – древесина из сосны 2-го сорта, металлические конструкции – сталь марки С235 ГОСТ 27772-88*. Склеивание рам – клеем ФРФ-50к

Геометрические размеры

Расчетный пролет рамы составляет 21,0 м. Уклон ригеля 1:4, т.е.

- tga = 0,25;

- угол наклона ригеля a = 14°02¢;

- sina = 0,24;

- cosa = 0,97.

Высота рамы в коньке Тогда высота стойки от верха фундамента до точки пересечения касательных по осям стойки и ригели.

H = f – l/2 ·tgα = 7,4-13,3·0,25 = 4,075 м.

По условиям гнутья, толщина досок после фрезеровки должна приниматься не более 1,6 - 2,5 см. Принимаем доски толщиной после фрезеровки 1,9 см. Радиус гнутой части принимаем равным:

r = 3 м > r_min = 150×d = 150×0,019 = 2,85 м, где

d - толщина склеиваемых досок.

Угол в карнизной гнутой части между осями ригеля и стойки:

γ = 90˚ + α = 90˚ + 14˚02́ = 104˚02́.

Максимальный изгибающий момент будет в среднем сечении гнутой части рамы, который является биссектрисой этого угла, тогда получим:

= 52°01¢;

- sinb = 0,79;

- cosb = 0,62;

- tgb = 1,28.

Центральный угол гнутой части рамы в градусах и радианах будет равен:

- j = (90 - b)×2 = (90 – 52°01¢)×2 = 37°59¢×2 = 75°58¢;

- j = 90 - a = 90° - 14°02¢ = 75°58¢;

- = 1,33;

- j₁ = 37°59¢;

- sinj₁ = 0,615;

- cosj₁ = 0,788;

- tgφ₁= 0,78.

Длина гнутой части

l_гн = r×j_рад = 3×1,33 = 3,99 м.

Длина стойки от опоры до начала гнутой части

Длину стойки можно определить иначе (если известно f)

l_ст = f – l_1/2×tga - r× tgφ₁ = 7,4 – 11,8·0,25 - 3·0,78 = 2,11 м.

Длина полуригеля

= 8,33 м.

Длина полурамы

l_пр = l_ст + l_гн + l_p = 2,11 + 3,99 + 8,33 = 14,43 м.

На основании произведенных вычислений строим расчетную схему рамы:

Сбор нагрузок на раму

Нагрузки от покрытия (постоянная нагрузка) - принимаем по предварительно выполненным расчетам ограждающих конструкций.

нормативная g^н = 0,287 кН/м²;

расчетная g^р = 0,313 кН/м².

Собственный вес рамы определяем при К_св = 7 из выражения

= 0,21 кН/м², где

S^н – нормативная снеговая нагрузка по п. 5.2 СНиП 2.01.07-85;

l – расчетный пролет рамы.

Таблица 2

Значения нагрузок, действующих на несущую раму

Статический расчет рамы.

Максимальные усилия в гнутой части рамы возникают при действии равномерно распределенной нагрузки g = 5,26 кН/м по пролету. При этом опорные реакции будут определяться по следующим формулам:

вертикальные: = 62,07 кН;

горизонтальные: = 49,49 кН.

Максимальный изгибающий момент в раме возникает в центральном сечении гнутой части. Координаты этой точки можно определить из следующих соотношений:

х = r×(1 – cosj₁) = 3×(1 – 0,78) = 0,636 см;

y = l_cт + r×sinj₁ = 2,11 + 3×0,615 = 3,955 см.

Определим М и N в этом сечении:

= -157,32 кНм;

N = (A – q×x)×sinb + H×cosb = (62,07 – 5,26×0,636)×0,79 + 49,49×0,62 = 77,08 кН.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: