Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Жилое двухэтажное здание без подвала

Петрозаводский государственный университет

Строительный факультет

Кафедра архитектуры, строительных конструкций и геотехники

Курс “ Конструкции из дерева и пластмасс ”

ЖИЛОЕ ДВУХЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ БЕЗ ПОДВАЛА

Пояснительная записка к курсовому проекту

Исполнитель: студент группы 51501 Шкредов П.Ю.

Руководитель: доцент кафедры, к.т.н. Селютина Л. Ф

Петрозаводск

2011

СОДЕРЖАНИЕ

1 РАСЧЕТ ОБРЕШЕТКИ 4

1.3 Подсчет снеговой нагрузки 6

1.4 Погонная нагрузка при шаге обрешетки 0,5 м 6

1.5 Определение максимального изгибающего момента 8

1.6 Расчет доски обрешетки по Iгруппе предельных состояний (рисунок 6) 9

1.6.1 Подсчет геометрических характеристик 9

1.6.2Расчет на прочность (при загружении 2) 10

1.7 Расчет по II группе предельных состояний 10

2 ВАРИАНТЫ КОНСТРУКЦИИ СТЕНЫ ЗДАНИЯ 11

3 РАСЧЕТ ЦЕЛЬНОДЕРЕВЯННОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ 17

5 РАСЧЕТ КЛЕЕФАНЕРНОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ 22

6 РАСЧЕТ ФЕРМЫ 34

6.1 Задание на проектирование фермы 34

6.2 Материал фермы 34

6.3 Геометрические размеры фермы (рисунок 8) 34

6.4 Сбор нагрузок на ферму 35

6.4.1 Снеговая нагрузка 35

6.4.2 Определение собственного веса фермы 35

6.4.3 Определение расчетных нагрузок 36

6.4.4 Определение узловых нагрузок (рисунок 10) 38

6.5 Нахождение усилий в стержнях фермы 39

6.6 Определение перемещений узлов фермы 42

6.6.1 Опорные моменты от прогиба фермы (рисунок 15) 49

6.6.2 Опорные изгибающие моменты от внеузловой нагрузки в панелях верхнего пояса 20-23 50

6.6.3 Пролетные балочные изгибающие моменты от внеузловой распределенной нагрузки в панелях верхнего пояса 51

6.7 Определение изгибающих моментов в нижнем поясе фермы 52

6.7.1 Опорные моменты от прогиба фермы 52

6.7.2 Опорные изгибающие моменты от внеузловой нагрузки в панелях нижнего пояса 54

6.7.3 Пролетные балочные изгибающие моменты от внеузловой распределенной нагрузки 54

6.8 Проверка сечения верхнего пояса 56

6.9 Расчет сжатого раскоса 59

6.10 Проверка сечения нижнего пояса 60

6.11 Проверка сечения растянутого раскоса 61

6.12 Расчет узлов фермы 62

6.12.1 Опорный узел 1 (6) (рисунок 6.14) 64

6.12.2 Узел 9 (11)(рисунок 6.16) 66

6.12.3 Узел8 (10) (рисунок 6.18) 67

6.12.4 Узел 7 (рисунок 6.20) 70

Определение равнодействующей усилий в раскосах: 70

6.12.5 Узел 3(6) (рисунок 6.22) 72

6.12.6 Узел 4(5) (рисунок 6.24) 73

6.12.7 Стык досок нижнего пояса. 75

7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТОЙКИ КАРКАСНОЙ СТЕНЫ 77

7.1 Вариант конструкции стены здания 77

7.2 Исходные данные на проектирование цельнодеревянной стойки 77

7.3 Сбор нагрузок на цельнодеревянную стойку 78

7.4 Расчёт цельнодеревянной стойки 79

7.5 Расчёт составной стойки 82

8 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ПРИ ЗАГОТОВКЕ, ТРАНСПОРТИРОВАНИИ И ХРАНЕНИИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ 85

8.1 Заготовка и хранение древесины 85

8.2 Защитная обработка древесины 86

8.3 Указания по транспортированию 87

9 УКАЗАНИЯ ПО МОНТАЖУ КОНСТРУКЦИЙ ДЕРЕВЯННОГО КАРКАСНОГО ДОМА 89

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 92

РАСЧЕТ ОБРЕШЕТКИ

Задание на проектирование

Требуется выполнить проверку несущей способности обрешётки. Выбранный кровельный материал – металлопласт. Угол наклона 30°.

Температурно-влажностные условия эксплуатации согласно таблице 1 СНиП II-25-80 относятся к группе Б2 (температура помещений до 12° C, влажность внутреннего воздуха 60 – 75%). При этих условиях коэффициент (СНиП II-25-80, табл. 5).

Район строительства – г. Петрозаводск.

Здание относится ко II уровню ответственности (согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» приложение 7). Коэффициент надежности по ответственности здания .

Исходные данные

Угол наклона верхнего пояса фермы.

Шаг ферм покрытия принят равным 1 м.

Покрытие – битумная черепица KatepalRUFLEX.

Расстояние между брусками обрешетки.

На рисунке 1 изображена расчетная схема обрешетки. На рисунке 2 – поперечное сечение кровли.

Рисунок 1 – Схема для расчета обрешетки

Рисунок 2 – Поперечное сечение кровли

Сбор нагрузок (таблица 1)

Таблица 1 – Постоянные нагрузки на 1 м² кровли

№ п/п	Вид нагрузки и ее подсчет	Нормативная нагрузка, Н/м²	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка, Н/м²
1	Ондулин	32,5	1,2	39
2	ОСБ 3 , ,	78	1,1	85,5
3	Обрешетка 125х32 , ,	40	1,1	44
	Итого постоянная:

Подсчет снеговой нагрузки

Расчетное значение веса снегового покрова 1 м² горизонтальной поверхности по таблице 4 СНиП 2.01.07-85 “Нагрузки и воздействия” для города Петрозаводск (V снеговой район) составляет

Нормативная нагрузка

Расчетное значение веса снегового покрова

где - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с вариантом 2 обязательного приложения 3 СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

Погонная нагрузка при шаге обрешетки 0,5 м

Нормативная нагрузка от веса покрытия

Расчетная нагрузка от веса покрытия

Нормативная снеговая нагрузка

Расчетная снеговая нагрузка

Полная нормативная нагрузка

Полная расчетная нагрузка

где– коэффициент надежности по ответственности.

На рисунке 3 изображена грузовая площадь.

Рисунок 3 – Грузовая площадь

Определение максимального изгибающего момента

Загружение 1 (рисунок 4)

Рисунок 4 – Схема нагрузок и эпюра изгибающих моментов по 1-му варианту

Расчетная схема: двухпролетная неразрезная балка.

Изгибающий момент М´ на опоре:

Загружение 2 (рисунок 5)

Рисунок 5 – Схема нагрузок и эпюра изгибающих моментов по 2-му варианту

Изгибающий момент М´´:

где– расчетная сосредоточенная сила,

- нормативная сосредоточенная сила,

– коэффициент надежности по нагрузке,

Сравниваем

Следовательно, производим проверку бруска обрешетки только на прочность (согласно СНиП II-25-80“Деревянные конструкции”).

1.6 Расчет доски обрешетки по Iгруппе предельных состояний (рисунок 6)

Рисунок 6 – Схема для расчета доски обрешетки

1.6.1 Подсчет геометрических характеристик

Сечение доски обрешетки:

Моменты сопротивления доски обрешетки

где – момент сопротивления относительно оси х;

где – момент сопротивления относительно оси у.

Моменты инерции доски обрешетки

где – момент сопротивления относительно оси х;

где – момент сопротивления относительно оси у.

1.6.2Расчет на прочность (при загружении 2)

Изгибающие моменты

где – момент относительно оси х,

– момент сопротивления относительно оси у.

Проверка

где – расчетное сопротивление древесины изгибу с учетом всех необходимых коэффициентов условий работы. Для древесины хвойных пород 3-го сорта, при температурно-влажностных условиях эксплуатации Б2 (по табл. 1 СНиП II-25-80 “Деревянные конструкции”) по таблице 3 СНиПа принимаем

_{Проверка
выполняется.}

Расчет по II группе предельных состояний

где – пролет обрешетки.

Окончательно принимаем сечение обрешетки 125х32 мм.

ВАРИАНТЫ КОНСТРУКЦИИ СТЕНЫ ЗДАНИЯ

Рассмотрим два варианта конструкции каркасной стены здания, представленных на рисунке 7.

Рисунок 7 – Два варианта каркасной стены

По первому варианту (см. рисунок 7 а):

1 – декоративная штукатурка,

2 – ветрозащитная плита ISOPLAAT25 мм,

3 – утеплитель ROCKWOOL,

4 – брус каркаса 70х195,

5 – пароизоляция,

6 – плита OSB9 мм,

7 – обрешетка 22х50 мм. Декоративная отделка устанавливается непосредственно на OSB. Обрешетка необходима для прокладки внутренних коммуникаций. В случае отсутствия такой необходимости обрешетку можно не устанавливать.

8 – декоративная плита ISOTEX12 мм.

По второму варианту:

1 – кирпичная облицовочная кладка,

2 – воздушный зазор 40 мм,

3 – ветрозащитная плита 25 ммISOPLAAT,

4 – брус каркаса 70х195 мм,

5 – теплоизоляция ROCKWOOL,

6 – пароизоляция 2 мм,

7 – плита OSB9 мм,

8 – обрешетка 22х50 мм,

9 – декоративная плита ISOTEX12 мм.

3 РАСЧЁТ ДОСКИ ПОЛА

3.1 Задание на проектирование

Требуется выполнить проверку несущей способности доски пола. Высота сечения доски 32 мм, ширина 98 мм (после острожки досок шириной 100 мм). Доски укладываются на балки, шаг которых 600 мм.

Материал досок пола – сосна 2-го сорта.

Температурно-влажностные условия эксплуатации согласно таблице 1 СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» относятся к группе А2 (температура помещений до 12° C, влажность внутреннего воздуха 60 – 75%). При этих условиях коэффициент (СНиП II-25-80, табл. 5).

3.2 Сбор нагрузок

Постоянные и временные нагрузки на пол для полосы шириной 1 м представлены в таблице 4.1.

Таблица 3.1.

Наименование элемента и подсчёт нагрузки	Нормативная нагрузка,	Коэффициент надежности по нагрузке,	Расчётная нагрузка,
Постоянные нагрузки
Доски (сечение )	0,16	1,1	0,176
1 слой влагостойкой фанеры (толщина 18 мм)	0,126	1,1	0,1386
Паркет с подкладочным слоем (толщина 10 мм)	0,04	1,1	0,044
Итого постоянная нагрузка	0,326		0, 3586
Временные нагрузки
Временная нагрузка согласно п. 1 табл. 3 СНиП 2.01.07-85.	1,5	1,2	1,8
Всего полная нагрузка	1,826		2,159
Полная нагрузка с учётом	1,826		2,159

Расчёт доски пола

Схемой доски пола для расчёта является двухпролётная шарнирно-опёртая балка с пролётом 0,6 м.

Расчётная схема при первом сочетании нагрузок (собственный вес и временная нагрузка) представлена на рисунке 4.2.

Рис. 3.2. Первое сочетание нагрузок, эпюра изгибающих моментов

Нормативная нагрузка

Расчётная нагрузка

Изгибающий момент

Расчётная схема при втором сочетании нагрузок (собственный вес и сосредоточенный груз) представлена на рисунке 4.3.

Рис. 3.3. Второе сочетание нагрузок, эпюра изгибающих моментов

Расчётная нагрузка от постоянной нагрузки

Сосредоточенный груз при ширине досок 98 мм распределяется на две доски (согласно п. 6.14 СНиП II-25-80 – ).

Рис. 3.4. Схема распределения сосредоточенной нагрузки на доски

Определим величину сосредоточенного груза на расчётную полосу шириной 1 м

кН – величина сосредоточенного груза;

– коэффициент надежности по нагрузке;

м – расстояние между осями досок.

Изгибающий момент

Сравниваем значение изгибающих моментов при первом и втором сочетаниях нагрузок

Из сравнения изгибающих моментов следует, что расчёт прочности следует вести при действии второго сочетания нагрузок при

Проверка прочности

– расчётное сопротивление древесины изгибу.

Момент сопротивления расчётной полосы настила

– ширина расчётной полосы;

см – толщина доски.

Момент инерции расчётной полосы настила

– прочность обеспечена.

Проверка прогиба доски

Определяем прогиб для доски пола по первому сочетанию нагрузок

Принятая доска пола сечением удовлетворяет условиям по прочности и прогибам.

РАСЧЕТ ЦЕЛЬНОДЕРЕВЯННОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ

4.1 Исходные данные

Требуется выполнить расчёт цельнодеревянной балки перекрытия жилого дома. Расчётный пролет балки 3,5 м, шаг расстановки балок 0,6 м.

Температурно-влажностные условия эксплуатации согласно таблице 1 СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» относятся к группе А1 (внутри отапливаемых помещений при температуре до 35° C, относительной влажности воздуха до 60%). При этих условиях коэффициент (СНиП II-25-80, табл. 5).

Рисунок 4.1 - Деталь перекрытия

4.2 Сбор нагрузок

Рисунок 4.2 - Сбор нагрузок на одну балку

Таблица 4.1. Нагрузки на балку перекрытия (в кН/м²)

Наименование элемента и подсчёт нагрузки	Нормативная нагрузка,	Коэффициент надежности по нагрузке,	Расчётная нагрузка,
Постоянная нагрузка
Дощатый настил	0,16	1,1	0,176
1 слой влагостойкой фанеры (толщина 18 мм)	0,126	1,1	0,1386
Паркет с подкладочным слоем (толщина 10 мм)	0,04	1,1	0,044
Лаги (шаг 600 мм)		1,1	0,0293
Утеплитель PAROC (толщина 200 мм)	0,06	1,2	0,072
Балки (ориентировочное сечение 50x200 мм)		1,1	0,0917
Пароизоляция	0,02	1,2	0,024
ГКЛ 12 мм	0,144	1,1	0,1584
Итого постоянная нагрузка	0,66		0,734
Временная нагрузка
Временная нагрузка согласно поз. 8 табл. 3 СНиП 2.01.07-85.	1,5	1,3	1,95
Всего полная нагрузка	2,16		2,684
Всего полная нагрузка с учётом	2,16		2,684

Погонная нагрузка при шаге 0,6 м:

Нормативная q^н = 2,16· 0,6 = 1,296 кН/м

Расчетная q = 2,684· 0,6 = 1,610 кН/м

4.3 Расчет балки перекрытия

Определяем усилия от расчётных нагрузок

Изгибающий момент

Поперечная сила

Находим требуемый момент сопротивления балки

Расчётное сопротивление древесины изгибу

– расчётное сопротивление древесины изгибу согласно табл. 3 СНиП II-25-80.

Задаём шириной сечения . Тогда требуемая высота сечения

Принимаем балки сечением

Момент сопротивления принятого сечения балки

Момент инерции принятого сечения балки

Статический момент инерции принятого сечения балки

Проверка балки на прочность при изгибе

Проверка балки на скалывание

Расчётное сопротивление древесины скалыванию

– расчётное сопротивление древесины скалыванию согласно табл. 3 СНиП II-25-80.

Расчёт по II группе предельных состояний.

Проверка прогиба балки

– коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения;

Согласно табл.3 приложение 4 СНиП II-25-80 для балок прямоугольного сечения

– для постоянного сечения;

– коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы;

Согласно табл.3 приложение 4 СНиП II-25-80 для балок двутаврового сечения

– прогиб балки постоянного сечения без учёта деформаций сдвига;

Предельный вертикальный прогиб для балки пролетом 3,5 м согласно табл. 19 СНиП 2.01.07-85

Окончательно принимаем сечения цельнодеревянных балок чердачного перекрытия сечением Принятые балки удовлетворяют условиям по прочности и по прогибам.

5 РАСЧЕТ КЛЕЕФАНЕРНОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ

5.1 Исходные данные

Требуется выполнить расчёт клеефанерной балки перекрытия жилого дома. Расчётный пролет балки 3,5 м, шаг расстановки балок 0,6 м.

Здание относится ко II уровню ответственности (согласно СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» приложение 7). Коэффициент надежности по ответственности здания

Конструкция перекрытия приведена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Деталь перекрытия

Материал для клеефанерной балки:

Пояса балки выполнены из сосны 2 сорта с влажностью 12%. Расчётное сопротивление древесины: изгибу на скалывание МПа. Расчётное сопротивление растяжению клеёных элементов МПа. Стенка балки из водостойкой фанеры марки ФСФ, сорт ВВ с количеством слоёв не менее семи.

5.2 Сбор нагрузок

Рисунок 5.2 - Сбор нагрузок на одну балку

Таблица 5.1. Нагрузки на балку перекрытия (в кН/м²)

Наименование элемента и подсчёт нагрузки	Нормативная нагрузка,	Коэффициент надежности по нагрузке,	Расчётная нагрузка,
Постоянная нагрузка
Паркет с подкладочным слоем (толщина 10 мм)	0,04	1,1	0,044
1 слой влагостойкой фанеры (толщина 10 мм)	0,07	1,1	0,077
Дощатый настил	0,16	1,1	0,176
Лаги (шаг 600 мм)		1,1	0,0293
Итого постоянная нагрузка	0,297		0,326
Временная нагрузка
Временная нагрузка согласно п. 1 табл. 3 СНиП 2.01.07-85.	1,5	1,3	1,95
Всего полная нагрузка	1,797		2,276
Всего полная нагрузка с учётом	1,797		2,276

Ориентировочный собственный вес балки

Постоянная нормативная нагрузка на перекрытие при шаге балок 0,6 м

Временная нормативная нагрузка на перекрытие при шаге балок 0,6 м

– коэффициент собственного веса для свободно опёртой однопролётной клеефанерной балки согласно приложению 2 пособия по проектированию деревянных конструкций к СНиП II-25-80.

Нормативная нагрузка на один погонный метр балки

Расчётная нагрузка на один погонный метр балки

5.3 Расчет балки перекрытия

Расчётная схема с эпюрами изгибающих моментов и поперечной силы балки перекрытия представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 5.3 – Расчетная схема балки, схема нагрузки, эпюра изгибающих моментов и поперечных сил.

Определяем усилия от расчётных нагрузок

Изгибающий момент

Поперечная сила

Требуемая высота балки

Определяем необходимую суммарную толщину фанерной стенки из условия работы на срез

– расстояние между осями поясов в опорном сечении;

– расчётное сопротивление клеёной березовой фанеры срезу согласно таблице 10 СНиП II-25-80;

Принимаем конструктивное решение балки перекрытия – одностенчатую балку с толщиной фанерной стенки 8 мм.

Фанерная стенка приклеивается с внутренней стороны поясов.

Верхний и нижний пояса принимаем одинакового сечения из вертикальных слоёв досок.

Направление волокон рубашки фанеры принимается продольное (вдоль длины балки).

Требуемая ширина поперечного сечения находится из условия ровной прочности и устойчивости растянутого и сжатого поясов

– расстояние между точками раскрепления верхнего пояса из плоскости;

– коэффициент продольного изгиба;

Требуемая ширина дощатого пояса балки

С учётом стандартных размеров досок принимаем из досок сечением 28 мм, после их острожки 25 мм.

Требуемая высота пояса

– коэффициент, учитывающий уменьшение напряжений в поясе за счёт включения в работу фанерной стенки;

мм – полная высота сечения балки;

– расстояние между осями поясов в рассматриваемом сечении;

расчетное сопротивление древесины 2 сорта растяжению

Сечения верхнего и нижнего пояса принимаем одинаковыми из двух вертикальных слоев досок сечением мм.

Рис. 3.3. Поперечное сечение балки

Геометрические характеристики приводим к материалу поясов. т.е. к древесине сосны.

Момент инерции сечения, приведенный к древесине

– коэффициент, учитывающий повышение модуля упругости фанеры при изгибе в плоскости листа.

Приведенный статический момент полусечения в расчётном сечении балки

см – расстояние между осями поясов.

Проверка нижнего (растянутого) пояса

Проверка верхнего (сжатого) пояса на устойчивость

Жилое двухэтажное здание без подвала 📙 Курсовая → 🆔 79027