Проектирование сельскохозяйственного здания

Проектирование сельскохозяйственного здания

Содержание

Задание на проектирование

Введение

Конструирование и расчет ограждающих элементов

Конструирование и расчет основных несущих конструкций

Конструирование и расчет двухконсольной рамы из клееных блоков

Конструирование и расчет узлов

Список литературы

Задание на проектирование

строительство конструкция двухконсольная рама

Назначение: сельскохозяйственное здание по унифицированной габаритной схеме.

Введение

Рамы относятся к плоским распорным конструкциям, и являются наиболее рациональным решением для зданий и сооружений где требуется использовать внутренний объем. Поэтому в данном задании, где объектом проектирования является здание сельскохозяйственного назначения, - было решено использовать в качестве несущей конструкции двухконсольную раму пролетом 36 м.

Место строительства сооружения находится в третьем снеговом районе. Проектируемое здание не требует поддержания высокой температуры, является помещением складского типа, поэтому в проекте принята холодная прогонная кровля.

Конструирование и расчет ограждающих элементов

Конструирование покрытия

Асбестоцементные листы усиленного профиля 2500х1000 мм

Конструирование и расчет разрезного прогона

Принимаю сечение прогона 150х200 мм

Расчетная длина l=6,0 м

Шаг прогонов в плане В=1,0 м

Древесина хвойных пород, 2 сорта.

Основные используемые материалы и их характеристики:

Сбор нагрузок на прогоны сечением 150х200:

Расчет прогона на прочность.

Н м

Н м

Мпа

Запас прочности 7,5 %

Расчет прогона на прогиб.

Условие жесткости:

где f_о – прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета деформаций сдвига;– наибольшая высота сечения;– пролет балки;– коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;

с – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы.

 Н/м

 Н/м

с=15,4+3,8β=15,4+3,8*1,0=19,2

k=1,0

(по табл. 3, прил. 4 СНиП II-25-80)

Условие жесткости выполнено.

Проверка прочности по скалыванию.

Rск=1,6 МПа

4. Конструирование и расчет основных несущих конструкций

Конструирование и расчет двухконсольной рамы из клееных блоков

Несущая рама - клеедощатая, из прямолинейных элементов, двухконсольная. Вынос консоли 2,0 м.

Пролет здания  м, шаг рам В=6м.

Ограждающие конструкции покрытия: холодная прогонная кровля из асбестоцементных листов усиленного профиля.

Стойки рамы опираются на фундамент.

Материал конструкции - доски хвойных пород II сорта с влажностью до 12%. Сечение досок 0,175х0,032мм, а с учетом острожки 0,175х0,027 мм.

Клей для склеивания досок между собой - фенольно-резорциновый.

Жесткость всего здания обеспечивается соединением основных несущих конструкций прогонами.

Cбор нагрузок

Нормативная нагрузка от собственного веса ригеля рамы:

Н/м

Расчетная нагрузка от собственного веса ригеля рамы:

 Н/м

Определяю ветровую нагрузку на стойку рамы:

 (II ветровой район)

К- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте

С- аэродинамический коэффициент

По табл.6 СНиП 2.01.07-85 определяю:

К=0.5 при h<5 м

Левая стойка:

;

Правая стойка:

;

Расчетная нагрузка на ригель рамы:

∑М_А=0:

∑М_В=0:

∑М=0:

∑М=0:

Н

Проверка:

; ;

;

Нахождение усилий в подкосах и стойках

(α₂=35°)

;

;

;

.

Определение продольных усилий в элементах рамы

в подкосе и стойке рамы:

;

;

- в сечениях узлов Е и Е’ с наружной стороны

;

в сечениях узлов E и E’ с внутренней стороны

;

;

в сечениях узлов F и F’ (φ=21°, γ=34°)

;

;

;

;

- в ригеле в сечении у ключевого шарнира

;

.

Определение изгибающих моментов в сечениях ригеля (левая сторона)

Определение изгибающих моментов в сечениях ригеля (правая сторона)

Подбор сечений ригеля рамы

Рассмотрим наиболее опасное сечение 4’.

Размер сечения 5’ 0,175х0,621м.

Принимаю размер сечения 6’ 0,175х0,351мм.

Коэффициент β=0.4 (0,324/0,810=0,57)

М_max=455346 Н*м

Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле

,

где М_д – изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме.

,

где x – коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле

, или

М – изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;

j – Коэффициент продольного изгиба следует определять по формулам:

при гибкости элемента l £ 70

;

при гибкости элемента l > 70

,

где коэффициент а = 0,8 для древесины;

коэффициент А = 3000 для древесины.

Гибкость элементов цельного сечения определяют по формуле

,

где l_о – расчетная длина элемента;– радиус инерции сечения элемента с максимальными размерами брутто соответственно относительно осей y и z.

Расчетную длину элемента l_о следует определять умножением его свободной длины l на коэффициент m₀

_о = lm₀

Расчет на устойчивость

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле

где F_бр – площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке l_p;_бр – максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке l_p.;

j – коэффициент продольного изгиба

j_м – коэффициент, определяемый по формуле:

М_max=140978 Н*м

F=0.810*0.175=0.14175 м²

R_c=R_и=15 МПа

К_ф=1,13 (коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l_p, определяемый по табл. 2 прил. 4 СНиП II-25-80)

Запас 12%.

Проверка по скалыванию

Определяю расчетную поперечную нагрузку в опасном сечении 4’:

F_{р max}=0.810*0.175=0.14175 м²

Q_{p max}=105534 H_ck=1.5 МПа

Расчет на прогиб

Условие жесткости:

l=10 м

q^н=(1619,5*6)+632=10349 Н/м

h=h_max=0.810 м

K- коэффициент, учитывающий переменность сечения

К= 0,15+0,85β=0,15+0,85*0,4=0,49

С=5,4+2,6β=6,44

Запас 8%

Расчет на прочность сечения 4 с левой стороны.

Расчет внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов следует производить по формуле

,

где W_рас – расчетный момент сопротивления поперечного сечения;_рас – площадь расчетного сечения нетто.

R_p=9 МПа

R_и=15 МПа

F =0.810*0.175=0.14175 м²

N=51506 H

M=124732 Н*м

Расчет стойки

Расчет стойки на прочность производим по максимальному сжимающему усилию

N=-28467 H=Q₁*3.1+Q₂*0.3=3865*3.1+605*0.3=12163 Н*м

Подбираю сечение стойки 0,175х0,189м

F=0.189*0.175=0.033075 м²

Запас прочности 8,5 %

Расчет стойки на устойчивость

где F_бр – площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке l_p;_бр – максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке l_p.;

j – коэффициент продольного изгиба

j_м – коэффициент, определяемый по формуле:

М_max=12163 Н*м

N_max=28467 Н

F=0.189*0.175=0.033075 м²

R_c=R_и=15 МПа

К_ф=1,13 (коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l_p, определяемый по табл. 2 прил. 4 СНиП II-25-80)

Проверка по скалыванию

Определяю расчетную поперечную нагрузку

F_р =0.189*0.175=0.033075 м²

R_ck=1.5 МПа

Расчет раскоса

Расчет на прочность

Подбираю сечение 0,175х0,081м(3 доски 0,027х0,175м)

Расчет на устойчивость

r= 0.29h=0.29*0.081=0.02349м

Устойчивость не обеспечена

Подбираю сечение 0,175х0,216м

r= 0.29h=0.29*0.216=0.06264м

Конструирование и расчет узлов

Расчет производится из условия

Т>N

Т- несущая способность соединения

N- продольное усилие

Число нагелей n_н в симметричном соединении, кроме гвоздевого, следует определять по формуле

,

где N – расчетное усилие;

Т – наименьшая расчетная несущая способность, найденная по формулам табл. 17(СНиП II-25-80);_ш – число расчетных швов одного нагеля.

n_ш=2

с=17.5 см

d=1.2 см- диаметр нагеля

Т=0,5cd=0.5*17.5*1.2=10.5 кН

 (принимаю 10 нагелей)

для стальных нагелей

₁ = 7d; S₂ = 3,5d; S₃ = 3d;

S₁ = 7d=7*1,2=8,4см₂ = 3,5d=3,5*1,2=4,2см₃ = 3d=3*1,2=3,6см

стойка

,

где N – расчетное усилие;

Т – наименьшая расчетная несущая способность, найденная по формулам табл. 17(СНиП II-25-80);_ш – число расчетных швов одного нагеля.

n_ш=2

с=17.5 см

d=1.2 см- диаметр нагеля

Т=0,5cd=0.5*17.5*1.2=10.5 кН

 (принимаю 2 нагеля)

для стальных нагелей

S₁ = 7d; S₂ = 3,5d; S₃ = 3d;₁ = 7d=7*1,2=8,4см₂ = 3,5d=3,5*1,2=4,2см₃ = 3d=3*1,2=3,6см

Раскос

 (принимаю 10 нагелей)

Q=13962*14-12703-200964*sin66.08°=-939 H’=-13962*14*sin30°+200964*cos36.08°+12703*sin30°-454*cos30°-

*cos30°=68131 H

Число нагелей n_н в симметричном соединении, кроме гвоздевого, следует определять по формуле

,

 (принимаю 4 нагеля)

для стальных нагелей

₁ = 7d; S₂ = 3,5d; S₃ = 3d;

S₁ = 7d=7*1,2=8,4см₂ = 3,5d=3,5*1,2=4,2см₃ = 3d=3*1,2=3,6см

Список литературы

1. СНиП II-2580 Нормы проектирования «Деревянные конструкции», Стройиздат, Москва, 1983 г.

2. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-2580) ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР, Москва, 1986 г.

. СНиП 2.01.07-85** «Нагрузки и воздействия», Госстрой СССР, Москва, 1988 г.

. С.А.Корзон, Н.Н. Литвиненко Методические указания «Проектирование элементов покрытия для легких деревянных сооружений», СПб, 2007 г.

. И.М.Гринь, К.Е.Джан-Темиров, В.И.Гринь «Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчет», «Вища школа», Киев, 1975 г.

6. С. А. Корзон Методические указания для студентов специальности 1201-архитектура «Проектирование клеедощатых и клеефанерных рам», Ленинград, 1987 г..