Расчет многопролетного неразрезного спаренного прогона из досок.
Содержание
1) Введение…………………………………………………………………..
2) Расчёт настила……………………………………………………………
3) Расчет многопролетного неразрезного спаренного прогона из досок………………………………………………………………………
4) Расчёт балки покрытия…………………………………………………..
5) Расчёт колонны…………………………………………………………...
6) Расчет узла защемления колонны в фундаменте………………………
7) Мероприятия и способы продления срока службы деревянных конструкций………………………………………………………………
8) Список использованной литературы……………………………………
Введение
Конструкции из дерева относятся к классу легких строительных конструкций, применение которых в строительстве является одним из важнейших направлений на пути повышения эффективности и ускорения строительного производства. Древесина относительно легкий и прочный материал, особенно в направлении вдоль ее волокон, где действуют наибольшие усилия от внешних нагрузок. Плотность сухой сосновой и еловой древесины равна всего 500 кг/м3. Это позволяет возводить деревянные конструкции пролетом до 100 м и более. Древесина микропористый материал с хорошими теплоизоляционными и санитарно-гигиеническими свойствами.
Древесина – мало твердый материал и легко обрабатывается, что облегчает и упрощает изготовление деревянных конструкций. Древесина стойко сопротивляется разрушительному воздействию слабых химических агрессивных сред, и поэтому деревянные конструкции успешно эксплуатируются в зданиях химической промышленности, где быстро разрушаются металлические конструкции. Древесина стойко выдерживает ударные и циклические нагрузки, и поэтому деревянные конструкции достаточно стойкие в мостах и при землетрясениях.
Древесина надежно склеивается водостойкими синтетическими клеями. Благодаря этому изготавливаются клеедеревянные элементы крупных сечений, больших длин, измеряемых десятками метров, и разных форм – гнутых ломаных и др. Из древесины склеивается водостойкая строительная фанера, из которой изготовляются легкие клеефанерные конструкции.
Деревянные конструкции имеют также существенные недостатки. При неправильном применении и эксплуатации, в результате длительного увлажнения они разрушаются гниением. Однако современные конструктивные и химические методы защиты от гниения обеспечивают их сохранность при многолетней эксплуатации. Деревянные конструкции являются сгораемыми. Однако современные деревянные конструкции из элементов крупных сечений имеют предел огнестойкости выше некоторых других, например металлических конструкций. Они могут быть дополнительно защищены от возгорания специальными покрытиями.
Расчёт настила
Кровля имеет уклон 
. Щиты настила длиной 3м опираются на прогоны, постеленные с шагом в 1,5 м . Сплошной косой защитный настил из досок сечением 
прибит под углом 
к рабочему настилу гвоздями. Подсчет нормативной и расчетной нагрузок приведен в таблице 1. Согласно Исходным данным задания по строительно-климатическому району известно:
- нормативное значение веса снегового покрова: Sg =1,8 кПа.
Таблица 1. Сбор нагрузок
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэф. надежн.,gf | Расчётная нагрузка, кН/м2 | ||
| Кровля рубероидная трехслойная | 0,09 | 1,3 | 0,117 | ||
| Пароизоляция | 0,03 | 1,3 | 0,039 | ||
| Настил: | 0,179 | ||||
| - защитный настил | 0,073 | 1,1 | 0,080 | ||
| - рабочий настил | 0,09 | 1,1 | 0,099 | ||
| Итого постоянные: | 0,383 | 0,455 | |||
| Временная снеговая | 0,7  1,8 1 0,85=1.07
| 1,4 | 1.5 |
Расчетная ширина полосы рабочего настила В = 1 м. Расчетная схема щита настила - двухпролетная шарнирно опертая неразрезная балка с горизонтальными проекциями пролетов
м
Подбор сечения рабочего настила при первом сочетании расчетных нагрузок от собственного веса и веса снега, распределенного по всей длине щита:
кН/м2
Принимается древесина второго сорта.
Расчетное сопротивление изгибу 
.
Расчетный изгибающий момент
кН м
Требуемый момент сопротивления
Толщина досок при ширине полосы настила 100 см
Принимаем доски сечением. 
Определяем прогиб:
,
где
-условие выполняется
Расчет многопролетного неразрезного спаренного прогона из досок.
Парные дощатые прогоны пролетом 6 м располагаются с шагом 1.5 м, лесоматериал – сосна.
Конструктивная схема прогона:
1 – прогон; 2 – несущая конструкция покрытия.
РасчетПрогон рассчитываем как многопролетную неразрезную шарнирно опертую балку. Пролеты прогона принимаем равными по всей длине шагу несущих конструкций по 6 м (рис. 2). Нагрузка от покрытия приведена в табл.1 и составляет на 1 погонный метр прогона, кН/м:
qн = 0.383 · 1.5 = 0.575; q = 0.455 · 1.5 = 0.68.
Предварительно задаем значения собственного веса прогона, кН/м:
qсвн = 0,1; qсв = 0,11.
Снеговая нагрузка согласно табл. 1, кН/м:
sн = 1.07 · 1.5 = 1,61; s = 1.5 · 1.5 = 2.25.
Нормальная составляющая действующей нагрузки на грузовую полосу шириной 1,5 м, кН/м:
qxн = (1.61 + 0,1 + 0.383 · 0,95) · 0,95 = 1.97.
qх = (2.25 + 0,11 + 0.68 · 0,95) · 0,95 = 2.86.
Расчетный изгибающий опорный момент определяем по формуле:
По сортаменту пиломатериалов хвойных пород задаемся сечением из 2х досок размером:
40х250 мм при W = 8.33*10-4 см3.
Крайние пролеты усиливаем третьей доской того же сечения. Относительный прогиб в крайнем пролете прогона: 
, где 
Расчет гвоздевого стыка прогонов:
Принимаем гвозди диаметром 4 мм и длиной 100 мм. Размещение стыков досок парных дощатых прогонов:
По длине доски соединяем гвоздями в шахматном порядке через 500 мм. Расстояние между гвоздями вдоль волокон древесины: S1= 15∙d = 15∙0.4 = 6 см. Толщины элементов прогона a = 4см,
a1 = 6 – 1.5∙0.4 = 5.4 см, Xгв = 0.21∙l - 15∙d = 0.21∙420 - 15∙0.4 =82.2 см.
Расчетная несущая способность гвоздя в несимметричном соединении определяется по формулам
(табл.17 [1]):
- смятие во всех элементах равной толщины 
;
- смятие в крайних элементах 
,
, 
(табл. 18 [1]);
- изгиб гвоздя 
.
. Количество гвоздей в конце каждой доски на полустыке:
.
Расчёт балки покрытия.
Балка клееная многослойная, доски в пакете b x h = 25 x 250мм , материал - сосна 2й сорт.
Расчётные характеристики
Сбор нагрузок на балку
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка, кН/м2 | Коэф. надежн.,gf | Расчётная нагрузка, кН/м2 | ||
| 1 | Кровля рубероидная трехслойная | 0,09 | 1,3 | 0,117 | |
| 2 | Пароизоляция | 0,03 | 1,3 | 0,039 | |
| 3 | Настил: | 0,179 | |||
| - защитный настил | 0,073 | 1,1 | 0,080 | ||
| - рабочий настил | 0,09 | 1,1 | 0,099 | ||
| Итого постоянные: | 0,383 | 0,455 | |||
| 4 | Временная снеговая | 0,7 1,8 1 0,85=1.07
| 1,4 | 1.5 |
Найдём расчётное значение нагрузки
кН/м2
Найдём расчётное значение погонной нагрузки на 1м балки
кН
Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле
(или ≤ Rсд.ш), (28)
где Мд - изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме.
Исходя из требуемого момента сопротивления подберём поперечное сечение
Следовательно поперечное сечение балки в середине пролёта при b=0.2м принимаем 1м.
Подбираем сечение над опорами исходя из условий на скалывание.
Расчет изгибаемых элементов на прочность по скалыванию следует выполнять по формуле
где Q - расчетная поперечная сила;
S ¢бр - статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;
Iбр - момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;
bрас - расчетная ширина сечения элемента;
Rск- расчетное сопротивление скалыванию при изгибе;
Q=88 кН
Принимаем высоту сечения в опорной зоне 0,3м
Расчёт колонны
Расчет центрально-сжатых элементов постоянного цельного сечения следует производить по формулам:
а) на прочность
б) на устойчивость
где Rc - расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;
φ - коэффициент продольного изгиба;
Fнт- площадь нетто поперечного сечения элемента;
Fрас - расчетная площадь поперечного сечения элемента.
принимаем h=0,3м
,l=5
=1,54
при гибкости элемента λ ≤70
;
Проверяем условие
;
Условие выполняется.