На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Каркас одноэтажного промышленного здания

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 17.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 13. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Санкт-Петербургский  Государственный Политехнический Университет
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Пояснительная записка к курсовому проекту
«Деревянные конструкции» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                  Выполнил:
                      студент группы 3017/1
                  Проверил:
                      Семенов К.В.. 
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       
                       

Санкт-Петербург 
2004 г. 
 

Содержание. 

1. Конструктивная  схема здания. 3
    1.1. Деревянные фермы.
3
    1.2. Выбор шага рам.
4
    1.3. Связи.
4
2. Конструирование  и расчет покрытия здания. 5
    2.1. Конструкция покрытия.
5
    2.2. Подбор сечения  рабочего настила.
5
    2.3. Подбор сечения  стропильных ног.
8
    2.4. Подбор сечения  прогонов
9
    2.5. Расчет гвоздевого  забоя.
10
3. Расчет  и конструирование элементов  ферм. 11
    3.1. Определение усилий в стержнях ферм.
11
    3.2. Подбор сечений элементов ферм.
12
4. Расчет  и конструирование узлов ферм. 20
    4.1 Опорный узел на натяжных хомутах.
20
    4.2 Промежуточный узел.
22
    4.3 Коньковый узел.
27
    4.4 Центральный узел  нижнего пояса.
27
Список используемой литературы. 29
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    Конструктивная  схема здания.
 
      Проектируется одноэтажное здание с несущим деревянным каркасом. Основу каркаса составляют последовательно расположенные рамы, образованные двумя колоннами и ригелем. В качестве ригеля используется полигональная деревянная ферма. Колонны жестко закреплены в фундаменте в плоскости рамы и шарнирно в плоскости стены.
 

      Пространственная  жесткость здания обеспечивается связями, объединяющими отдельные рамы. 
 

1.1. Деревянные фермы. 

      Рассмотрим  полигональную деревянную ферму. 


      В фермах различают следующие элементы:
1 – Нижний пояс.
2 – Верхний пояс.
3 – Раскосы.
4 – Стойки.
      Все элементы фермы в данном проекте  выполнены из деревянного бруса, за исключением стоек, которые выполняются из стального кругляка.
      Высота  фермы определяется по пролету. Для полигональной фермы: 

hф =1/6Lф– 8-ти панельная ферма

В данном проекте  пролет фермы Lф=19,2 метра,

поэтому высота фермы hф=1/6*19,2=3,2 метра

 
      Точки пересечения элементов фермы  – узлы. Выделяют несколько характерных  узлов:
5 – Опорные.
6 – Коньковый.
7 - Центральный узел  нижнего пояса.
      Расстояние  между соседними узлами нижнего пояса называется длиной панели(lп). В этом проекте рассмотрена равно панельная ферма. 
 

1.2. Выбор шага рам. 

      Шагом рам называется расстояние между  двух рядом стоящих рам в плоскости  стены. В зданиях такого типа он зависит  от нагрузок на покрытие и обычно составляет 3.5 до 5 метров. Так как проектируемое здание будет с внутренним отоплением (т.е. покрытие будет утепленное), а снеговая нагрузка будет соответствовать 5-му снеговому району, зададим 15 по 4.5 м и крайние по 3.6 м.
      Высота  здания, пролет фермы и ветровой район при назначении шага рам не учитываются. 

1.3. Связи. 

      Конструктивная  схема каркаса одноэтажного деревянного  здания с полигональной 8-ти панельной фермой и схема размещения связей представлены на рисунке:
    1 – вертикальные связи между фермами. Размещаются так, чтобы ни одна ферма не осталась без вертикальных связей, что приводит к их расстановке через пролет между рамами, а при четном количестве пролетов приходится их устанавливать подряд в двух пролетах (например, у одного из торцов здания).
    2 – связи  в плоскости верхних поясов  ферм. Устанавливаются в торцевых  пролетах, но если длина здания  превосходит 30 м, то они устанавливаются  и в центральных пролетах, по  возможности с равным шагом.
    3 – связи  в плоскости нижних поясов  ферм. Эти связи расставляются так, чтобы на виде снизу они проецировались на связи в плоскости верхних поясов ферм.
      Связи 1, 2 и 3 принято называть ветровыми, так  как они, придавая пространственную жесткость конструкции, позволяют наряду с прочими элементами каркаса распределять ветровую нагрузку, действующую на торец здания между всеми рамами.
      
      Кроме связей между фермами в каркасе  здания выделяют связи между колоннами:
    6 – горизонтальные  связи между колоннами.
    7 – связи  в плоскости стены между колоннами.  Они устанавливаются в крайних от торцов здания пролетах, а в зданиях, длинна которых превосходит 30 м, и в центральных пролетах.
      На  рисунке изображены также прогоны (4) и стропильные ноги (5) – это  элементы покрытия, не входящие в структуру связей. Прогоны располагаются вдоль всего здания по узлам верхних поясов ферм. Стропильные ноги укладываются поперек прогонов в плоскости верхних поясов ферм с шагом от 0.8 до 1.2 м в зависимости от величины снеговой нагрузки. В этом курсовом проекте шаг стропильных ног принят равным 0,9 м.

2. Конструирование  и расчет покрытия здания. 

2.1. Конструкция покрытия. 

1 – Прогон.
2 – Стропильные  ноги.
3 – Рабочий настил.
4 – Пароизоляция.
5 –Утеплитель.
6 – 3 слоя рубероида. 

2.2. Подбор сечения  рабочего настила. 

      Рабочий настил рассчитывается на прочность и прогиб. Выполняется из досок. Для обеспечения достаточной жесткости, каждая доска опирается как минимум на 3 опоры (имеется двухпролетная неразрезная балка). 

Расчет  рабочего настила  по первой группе предельных состояний.
Первое сочетание  нагрузок: постоянная (собственного веса) + временная (снеговая).
 
Расчетная схема:
 

Таблица 1. Нагрузки собственного веса. 

п. п.
Наименование gн, кгс/м3 g g, кгс/м3
1 3-х слойный ковер  рубероида на битумной мастике 10 1.1 11
2 Утеплитель ?=100 кг/см3 7 1.2 8.4
3 Пароизоляция 3 1.1 3.3
4 Рабочий настил (t=25 мм) 12.5 1.1 13.8
  Итого: 32.5   36.5
 
 
Обозначения в таблице:
gн – нормативная нагрузка собственного веса;
g - коэффициент надежности по нагрузке собственного веса;
g - расчетная нагрузка собственного веса. 

Определим снеговые нагрузки. Снеговой район = 5 ? P**= 320 кг/м2
Далее определяем погонные нагрузки q и P. 

q = g * b = 36.5  кг/м - расчетная
qн= gн*b=32.5 кг/м - нормативная
где b – ширина полосы сбора нагрузки (b = 1 м); 

P*= P*** cosa=320*1=320кг/ м2
P= P** B=320кг/ м2 - расчетная
Pn= P*0.7=224кг/ м2 - нормативная 

где a - угол наклона кровли к горизонту (cosa ? 1). 

    Расчет  по прочности:
s= Mmax / W <= Rизг * mв 

где s - напряжение;
    Mmax - расчетный изгибающий момент;
    W - момент сопротивления рабочего настила;
    Rизг - расчетное сопротивление изгибу (Rизг = 130 кгс/см?);
    mв - температурно-влажностный режим-коэффициент, учитывающий работу древесины, зависящий от отапливаемости здания (так как здание отапливается        mв =1). 

Мmax = 0.125(q+ P) * L? = 0.125 * (36.5+ 320) * 0.9? = 36.09 кгс*м
W = b * h? / 6 = 1 * 0.0252 / 6= 1.04*10-4 м?
s = 36.09/1.04*10-4 =3.46*105 кг/ м2 < Rизг * mв = 130 * 1= 13*105 кг/ м2 

Расчет  на жесткость:
f=2.13*( qн+Pn)* L4 /384/E/I<=1/150* L 

где  f  – допустимый прогиб;
    E – модуль нормальной упругости (E = 1 * 105 кг/см2);
    I – момент инерции.
I=b*t3/12=1* 0.0253/12=1.3*10-6 м4 

f=2.13*(32.5+224)*0.94 / 384/ 105/104/1.3* 10-6=0.72*10-3м.
1/150* L=0,9/150=6*10-3
0,72*10-3<6*10-3 

Второе сочетание нагрузок: постоянная (собственного веса) + монтажная.
 
Расчетная схема:

 
s= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax = 0.07 * q* L? * + 0.207 * 2 * Pч * L
где  Pч –вес человека ( Pч=100кг)
Рр.ч= Pч*g =100*1,2=120 кгс
где  Pр.ч – расчетный вес человека;
    g - коэффициент надежности по монтажной нагрузке (g = 1.2).
Mmax = 0.07 * 36,5 * 0,92 + 0.207 * 2 * 120 * 1,205 = 39,32 кгс*см
s = 39.32 / 1.04*10-4 = 378076 кгс/м? < Rизг * mв = 130 * 1 =13*105 кгс/м2
Прочность обеспечена. 

2.3. Подбор сечения  стропильных ног.

Нормы предписывают выполнять расчет стропильных ног  как однопролетную балку.

Расчетная схема:

 
Расчетный пролет стропильной ноги вычисляется по формуле: 

  Lоб = d / cosa = 2.4 / 1 = 2.4 м 

где d – длина панели фермы (d = 2.4 м).
Определим нагрузки:
Собственный вес:   qн= gн* c*cosa+ 5=36.5*0.9*1+5=34.75 кг/м
q = g * с * cosa + 5*g = 36.5*0.9*1+5*1.1=37.85 кг/м 

Снеговая  нагрузка:          P= P* * c*cosa =320*0.9*1=288 кг/ м
Pn= P*0.7=288*0.7=201.6кг/ м 

Проверка  на прочность:
s= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax = 0.125 * (q+ P) * Lоб? = 0.125 * (37.85+ 288) * 2.4? = 234.6 кгс*м

W = b * h? / 6 = 7.5 * 12.52 / 6= 195.31 cм?
s = 234*102 /195.31=12*105 кг/ м2 < Rизг * mв = 130 * 1= 13*105 кг/ м2 

Подобранное сечение проверяем  на прогиб: 

f=5*( qн+Pn)* L4об /384/E/I<=1/200* Lоб
I=b*h3/12=7.5* 12.53/12=7813 4
f=5*(34.75+201.6)*2404 / 384/ 100*105/7813=0.13 см
1/200* L=2.4/200=1,2 см
0,13<1,2
Прочность обеспечена. Принимаем поперечное сечение стропильной ноги 125*75 мм. 
 

2.4. Подбор сечения  прогона. 

Прогон проверяют  на прочность и на прогиб.

 
 
 
Подбор  сечения прогона.
От собственного веса
qн = gн * d + 15=32,5*2.4+20=98 кг/м
q = g * d + 20*g=36.5*2.4+20*1.1=109,6 кг/м
Снеговая нагрузка
P= P* d=320*2.4=768 кг/ м
Pn= P*0.7=768*0.7=537,6 кг/ м 

    где
    d – расстояние между прогонами по горизонтали (а = 4,5м);
    g = 1.1
Проверка  на прочность:
s= Mmax / W <= Rизг * mв
Мmax = 1/12 * (q+ P) * Lпр? = 1/12 * (109,6+768) * 4.5? = 1480,95 кгс*м

W =2* b * h? / 6 =2*6 * 252 / 6= 1012,5 см?
s =1480.95/1012,5 =118,47 кг/ см2 < Rизг * mв = 130 * 1= 130 кг/ см2 

Подобранное сечение проверяем  на прогиб: 

f=( qн+Pn)* L4пр /384/E/I<1/200* Lпр
I=2*b*h3/12=2*6 253/12=15625 cм4
f=(98+537.6)*4.54 / 384/ 100*105/15625=0.434 см.
1/200* L=4.82/200=2,41 см.
0,45<2,25
Прочность обеспечена.
Принимаем поперечное сечение прогона из двух досок 60*250 мм. 

  2.5. Расчет гвоздевого  забоя.

 
Определяем Q = Mоп /2/ a
Находим количество гвоздей n =Q/ Tгв,
Tгв – несущая способность 1-го гвоздя.
 
Mоп =Мmax = 1/12 * (q+ P) * Lпр? = 1/12 * (109.6+768) * 4.5? = 1480.95 кгс*м 

Примем диаметр  гвоздя dгв= 5.5 мм 

Определяем a = 0.2*L – 23 dгв = 0.2 * 4.5 – 23*55*10-4 = 0,7735 м
n=1480.95 /2/0.7735=7,9  

Принимаем n = 8 шт. 

3.1 Определение усилий в стержнях фермы
      Все вертикальные нагрузки, действующие  на ферму, делятся на постоянные и временные. При определении усилий принимается, что все нагрузки приложены к узлам верхнего пояса.
P – узловая нагрузка от действия снега.
G – узловая нагрузка от действия собственного веса. 

G =( gпокр + gсв)*а*d/cos?;    gпокр= g+gоб+gпр 

где d – длина панели, измеряемая вдоль верхнего пояса фермы;
   а – ширина панели;
   gобр=A/c*?*?f 

где ?–плотность древесины(500 кг/м3); ?f–коэффицмент(1,1) 

gобр=0,075*0,1*500*1,1/0.9=4,583 кг/м2
gпрпр/d*?*?f gпр=0.2*0.1*500*1.1/1.2=9,16 кг/м2
gпокр=36,5+4,58+9,16=50,246   

gсв=
;          
gсв=
=39,317
кг/м2 

G=(50.246+39.317)*10.8= 967.287 кг   P=P*10.8= 3456 кг 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет выполняется  на единичных нагрузках, приложенных к половине фермы. 

Элемент Усилие от 1 NG NP N
фермы слева справа везде кг кг кг
В1 0 0 0 0 0 0
В2 -2,43 -0,97 -3,4 -3288,8 -11750,4 -15039,2
В3 -3,55 -1,77 -5,32 -5145,96 -18385,92 -23531,22
В4 -3,67 -2,44 -6,11 -5910,1 -21116,16 -27026,26
Н1 2,42 0,97 3,39 3279,1 11715,84 14994,94
Н2 3,53 1,76 5,29 5116,95 18282,24 23399,19
Н3 3,65 2,43 6,08 5881,1 21012,48 26539,72
Н4 3 3 6 5803,72 20736 26539,72
Р1 -3,48 -1,39 -4,87 -4710,69 -16830,72 -21541,41
Р2 -1,68 -1,2 -2,88 -2785,79 -9953,28 -12739,07
Р3 -0,19 -1,06 -1,25 -1209,11 -4320,98 -5529,11
Р4 1,08 -0,95 0,13 125,747 -3283,2/ +3732,48
3858,227
С1 -0,5 0 -0,5 -483,64 -1728 -2211,64
С2 1,26 0,9 2,16 2089,34 7464,96 9554,3
С3 0,15 0,82 0,97 938,27 3352,32 4290,59
С4 -0,86 0,76 -0,1 -96,728 -2972,16/ +2626,56
-3068,88/ -2529,83
С5 0 0 0 0 0 0
 
    где NG – реальное усилие в стержнях фермы от сил G; NP -  реальное               усилие от снеговой нагрузки;N – суммарное усилие 

3.2. Подбор сечений  элементов ферм.
     Нижний  пояс.
     Подбираем одно сечение на весь пояс. За основу берем элемент Н3, с Nmax=26839,58 кг.
     1. Из условия прочности (1) для  центрально растянутого стержня  определяем требуемое значение  площади ослабленного врубкой  сечения

где mв=1 (группа конструкций АI) и mо=0,8.
     2.При  максимальной степени ослабления  сечения н.п. врубкой на  глубину  hвр=1/4hнп (hнп – высота сеченя н.п.) полная площадь поперечного сечения определяется как
.

     3. С учетом требования hнп?1,5bнп (bнп –  ширина  сечения н.п.)  и сортамента пиломатериалов хвойных пород (приложение 4) выбираем сечение н.п. bнпxhнп=200x225 мм, при котором Абр=450 см2.
     
     4. Из условия hвр?1/4hнп задаемся глубиной врубки в нижний пояс hвр=56 мм (значение hвр должно быть кратно 0,5 см) и проверяем прочность ослабленного сечения

(Условие выполняется) 

     Верхний пояс.
     1. Из условия прочности центрально-сжатого  стержня (2) определяем требуемое значение площади ослабленного врубкой сечения

    где Rc=140 кг/см(для изготовления поясов фермы применяется древесина II сорта).
     2. Определяем требуемое значение  полной площади  поперечного  сечения  с учетом ослабления сечения в.п. врубкой (hвр=1/4hвп)
.

     3.Ширина сечения в.п. bвп принимается равной bнп 0, т.е. bвп=bнп=20 см. Требуемое значение высоты сечения в.п. определяем как

     С учетом сортамента и требования hвп?bвп назначаем сечение в.п. bвпxhвп=200x200 мм, при котором Абр=400 см2.
     
     4. Вычисляем радиусы инерции сечения ry=rx=0,289hвп»0,0578м. Расчетные длины в.п. в плоскости и из плоскости фермы при установке прогонов в каждом узле в.п. равны между собой lx=ly=d/cosa=2,4/1»2,4 м. Определяем гибкости в.п. lи   llx=ly=lx/rx=2,4/0,0578=41,522 < 70
    Условие прочности  не выполняется! Увеличим сечение в.п.! 

     5. Так как максимальная гибкость  не превышает 70, коэффициент продольного  изгиба вычисляем по формуле

     6. Выполняем проверку устойчивости  в.п. по формуле (3) с учетом Арбр
      

     Опорный раскос.
     Элемент Р1. 

     1. Так как раскосы по длине  не имеют ослаблений в виде  врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).
     Задаемся  значением коэффициента продольного  изгиба в пределах от 0,5 до 0,7, например  j= 0,5 и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса

     2. С учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x175 мм, Абр=350 см2.
     

     3. Расчетные  длины  опорного  раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами  соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,451 м. Радиусы инерции rx =0,289*0,175=0,05075 м.
                ry = 0,289*0,2=0,0578 м
     Определяем  гибкости опорного раскоса:
,


и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.