Производственное здание в г. Калининграде
Производственное здание в г. Калининграде
Введение
Двухшарнирные деревянные рамы являются одним из наиболее распространённых типов несущих конструкций. Они нашли широкое применение в большинстве производственных и общественных зданий. Рамы состоят из вертикальных стоек, соединённых ригелем, что позволяет легко устраивать вертикальные стеновые ограждения и элементы покрытия.
Двухшарнирные деревянные рамы бывают, как правило, однопролётными при пролётах 12-30 метров. По статической схеме их относят к статически неопределимым рамам, имеющим жёстко или шарнирно закреплённые стойки.
Наибольшее распространение получили двухшарнирные деревянные рамы с жёстко закреплёнными стойками. Наличие таких стоек выявляет ряд достоинств в индустриальности, транспортировке и возможности раздельного монтажа стоек и ригелей. Двухшарнирные деревянные рамы с жёстко закреплёнными стойками относятся к рамам заводского изготовления и выполняются, как правило, дощатоклееными.
1.Расчёт ограждающих конструкций
1.1Расчёт панели покрытия
В качестве ограждающих конструкций мы используем крупноразмерные панели: длинна l = 3,0 м, ширина b = 1,0 м, относительная толщина панели hn = 162 мм, толщина верхней обшивки из фанеры δnф= 10 мм, сечение продольных и поперечных ребер принимаем по сортаменту 156Ч44 мм, после острожки 152Ч40 мм.
Основные расчётные характеристики: плотность древесины 500 кг/м3, плотность фанеры 700 кг/м3, модуль упругости фанеры Еф=9000 МПа, модуль упругости древесины Ед= 10000 МПа.
Геометрические характеристики сечения.
Так как проектируемое здание не отапливаемое, то панель покрытия имеет коробчатое сечение.
.Расчётная ширина фанерных обшивок:
Так как l = 3000 мм > 2∙а = 6∙470 = 2820 мм, то bрасч = 0,9∙1000 = 900 мм. (а = 470 мм - расстояние между продольными рёбрами по осям)
.Коэффициент приведения:
Для рёбер np = Ep/Eвф = 10000/9000 = 1,11
Для нижней фанерной обшивки nфн = Ефн/Ефв = 9000/9000 = 1
.Приведенная площадь сечения:
Fпр = Fфв∙nфн + Fp∙np = 10∙900∙1 + 152∙40∙1,11 = 15748,8 мм2
.Положение нейтральной оси:
у0 = (Fфв∙nфн ∙у1 + Fp∙np∙у3)/(Fфв∙nфн + Fp∙np) = (10∙900∙77)/(10∙900∙1+152∙40∙1,11) = 44 мм
.Статический момент сечения относительно нейтральной оси:
Sпр = Fпр∙ у0 = 15748,8∙44 = 692947,2 мм3
.Приведенный момент инерции:
Iпр = Iх,0 = bрасч∙ bв3/12 + Fфв(y1 - y0)2 + (bр∙ bp3/12)∙np + Fp∙np∙y02 = 900∙ 103/12 + 900∙10∙(77 - 44)2 + (40∙ 1523/12)∙1,11 + 40∙152∙442 = 346477035 мм4 = 3,46∙108 мм4
Сбор нагрузок
Наименование нагрузкиПлотностьПодсчётНормативная нагрузка, кН/м2Коэф. надёжностиРасчётная нагрузка, кН/м2Продольные рёбра500500∙10∙0,144∙0,0010,7061,20,847Поперечные рёбра500500∙10∙0,072∙0,0010,3521,20,422Верхняя фанерная обшивка700700∙10∙0,01∙0,0010,0681,20,081Стыковые бруски500500∙10∙0,072∙0,0010,3521,20,422Дистанцион. бруски500500∙10∙0,055∙0,0010,2691,20,323Обрешётка500500∙10∙0,025∙0,0010,1221,20,146Стальной профильный настил78507850∙10∙0,001∙0,0010,0771,050,092∑ пост. нагрузок1,9462,333Снеговая нагрузка1,21,51,8Полная нагрузка3,1464,133
Полная нагрузка с учётом коэффициента надёжности по назначению γn = 0,95 уклона кровли (α = 10˚)
qp = q∙ γn∙cos α = 4,133∙0,95∙0,985 = 3,87 кН/м2
Проверка панели на прочность.
Проверка растянутой нижней фанерной обшивки:
σ = М∙nфн/Wпр ≤ mф∙Rфр, где:
М = qp∙lp2/8 = 3,87∙32/8 = 4,35 кН∙м - расчётный изгибающий момент;
mф = 0,6; Rфр = 14 МПа;
Wпр = 346477035/76+44 = 2887308,6 мм3;
σ = 4,35∙103∙1/2,89∙10-3 = 1,51 МПа ≤ 0,6∙14 = 8,4 МПа
Проверка сжатой верхней фанерной обшивки на устойчивость:
δ = М/φф∙Wпр ≤ Rфс, где: Rфс = 12 МПа;
а/δфв = 470/10 = 47 < 50, φф = 1 - (а/δфв)2/5000 = 1 - 472/5000 = 0,558;
Wпр = 2,86∙106 мм3; σ = 4,35∙103/0,558∙2,86∙10-3 = 2,74 МПа
Устойчивость верхней фанерной обшивки обеспечена.
Проверка верхней сжатой фанерной обшивки на местный изгиб от сосредоточенной силы Р=1,8 кН.
σ = Мрас/W ≤ m∙Rф,рв