Конструкции из дерева и пластмасс. Жилое здание из дерева в г.Купянск

Розрахунковий опір згину і модуль пружності деревини берези третього сорту з урахуванням коефіцієента умов роботи m в і коефіцієнта надійності по призначенню g n : де - розрахунковий опір деревини.

Погоне навантаження на полосу щита шириною 1 м: - нормативне - розрахункове Розрахунковий згинаючий момент: Момент опору і момент інерції полоси 1 м: Напруження В зв’язку з малим напруженням зменьшуємо товщину дошок робочого настилу до d = 16 мм, після чого слідує що: Погоне навантаження становить: - нормативне - розрахункове Згинаючий момент: Геометричні характеристики: Напруження: Потоншення далі не можливе. Перевіряємо жорсткість: 3.1.3. Розрахунок на зосереджений вантаж P H = 1 кН З коефіцієнтом надійності g f =1.2 і постійне навантаження.

Розрахунковий згинаючий момент: В зв’язку з наявності в щиті розкісної підшивки, зосереджений вантаж розподіляється на полосу настила шириною 0.5 м.

Враховуючи це, Напруження де m н =1.2 – коефіцієнт умов роботи при дії монтажного навантження. 3.1.4. Розрахунок прогона При відстані між прогонами 1 м навантаження на 1 м прогона: - нормативне - розрахункове Розрахунковий згинаючий момент на опорах нерозрізного прогона прольотом 4.5 м Потрібний момент опору де - для деревини береза другого сорту Приймаємо прогон з двох дошок перерізом 40х175 мм, для якого: Напруження: Відносний прогин 3.1.5. Розрахунок стику прогона Стик дошок прогона розташовують в розбіжку на відстані 0.21L выд осі опор. Для сполучення двох дошок між собою приймаємо цвях діаметром 4 мм і довжиною 120 мм.

Несуча спроможність одного цвяха для однозрізних сполучень: де Розрахункова несуча спроможність Необхідна кількість цвяхів з кожного боку стика Приймаємо 6 штук. 3.2. Розрахунок кроквяної балки Проектуємо клеефанерну балку з плоскими стінками з березової клееної фанери марки ФСФ. Уклон верхнього пояса балки приймаємо i=1:10. Верхній пояс проектуємо з дошок берези третього сорту перерізом 169х33 мм (після остружки дошок 175х40 мм) з пропилами, нижній з таких же дошок другого сорту. Переріз балки приймаємо коробчатий з трьома фанерними стінками товщиною 9 мм кожна. 3.2.1. Навантаження на балку Навантаження на один кв.метр горизонтальної проекції від захисних конструкцій покриття і покрівлі. Нормативне снігове навантаження де m = 1 – коефіцієнт переходу від снігового навантаження на поверхні землі до навантаження по покритті. Власна вага балки де k вв – коефіцієнт власної ваги балки Розрахункове снігове навантаження де при Погонне навантаження на балку: - нормативне - розрахункове де a – крок несучих конструкцій. 3.2.2. Конструктивний розрахунок Висоту поперечного перерізу балки в середині прольота – приймаємо: h=152.5 см, що відповідає стандартної ширині фанерного листа. При уклоні покрівлі i=1:10 висота перерізу на опорі буде Потрібна ширина перерізу балки визначається з виразу: де Приймаємо пояса балки з двох дошок з занальною шириною Розрахунковими перерізами балки будуть перерізи з координатами: де - розрахунок по нормальним напруженням і на стійкість фанерної стінки; x 2 = 1.1 м (відстань від опори до першого стика) - розрахунок фанерних стінок по головним напруженням; x 3 = 0.55 м (відстань від осі опори до середини первої панелі балки) - розрахунок фанерної стінки на стійкість x 4 = 0 (опорний переріз) - розрахунок на зріз фанерної стінки і на сколювання між поясом і стінкою x 5 = l/2 – розрахунок по деформаціям Для цих перерізів обчислюються: - згинаючий момент і поперечна сила - висота перерізу, відстань між центрами поясів, висота стіни в просвіті - приведені до фанери геометр. хар-ки а) момент інерції де - коефіцієнт приведення k ф – коефіцієнт, який враховує підвищення модуля пружності фанери при згині в площині листа. б) момент опору в) статичний момент площі на рівні внутрішньої кромки Для перерізу де Для іншіх перерізів всі необхідні параметри обчислюють аналогічно.

Результати обчислень зведені в табл.2 Таблиця 2.

Висота фанерної стінки h ст =104.7. Так, як При по графікам для фанери знаходимо k u ; k t =3.5 Нормальні і дотичні напруження в фанерній стінці на рівні внутрішньої кромки поясів: - стійкість забезпечена Переріз 2 В зоні першого від опори стика фанерних листів перевіряємо стінки на дію головних розтягуючих напружень.

Нормальні і дотичні напруження в даній стінці на рівні внутрішньої кромки розтянутого пояса Головне напруження розтягу де Переріз 3 Перевіряємо стійкість фанерних стінок в опорній панелі. Відстань між ребрами жорсткості в просвіті а 0 = 100 см, висота факерної стінки h ст = 64.2 см Так як При находимо k u = 19, k t = 3.4 Нормальні і дотичні напруження в фанерній стінці на рівні внутрішній кромкі поясів. - стійкість забезпечена. Переріз 4 а) Напруження зрізу в фанерній стінці на рівні нейтральної осі. де - розрахунковий опір фанери зрізу перпендикулярно площині листа. б) Напруження сколювання по вертикальним швам між поясами і стінкою де - розрахунковий опір фанери сколюванню в площині листа поперек волокон зовнішніх шарів. Переріз 5 Прогин клеєфанерної балки в середині прольота визначаємо згідно де - модуль пружності фанери - коефіцієнт, який враховує вплив дотичних напружень на прогин - коефіцієнт, який враховує зміність перерізу по висоті. Відносний прогин балки 3.3. Розрахунок опорного вузла балки Опорна реакція балки передається на два вклеєні стержні. Необхідна довжина частини стержня, що заправляється: де - розра-хунковий опір сколюванню. n – кількість стержнів, що вклеються.

Приймаємо l H = 15 см. 3.4. Розрахунок колон будівлі Приймаємо клеєні колони прямокутного перерізу висотою 9 м з деревини берези другого сорту. 3.4.1. Навантаження на колону Постійний розрахунковий тиск на колону від покриття Р покр , Р вв – навантаження на 1 м 2 горизонтальнлї проекції від захисних конструкцій покриття і власної ваги балки.

Тимчасове снігове навантаження Тимчасове навантаження від стінового огородження де Р ст – навантаження від 1 м 2 стінового огородження. Вітрове навантаження на колони: - ліву - праву де W 0 = 0.30 кН/м 2 швидкістний тиск вітру для району будівництва. k – крефіцієнт, що враховує зміну вітрового тиску на висоті. с 1 , с 3 – аеродінамічний коефіцієнт g f = 1.4 – коефіцієнт надійності по вітровому навантаженню h 0 – висота стін вище відмітки колон.

Ширину перерізу колон приймаємо b = 16 см Необхідну висоту перерізу визначаємо з виразу: де - розрахунковий опір стисканню вздовж волокон деревини берези другого сорту.

Приймаємо h = 6 2.7 см (19 шарів по 33 мм) Навантаження від власної ваги колони де кН/м 3 – об ’ ємна вага деревини. - коефіцієнт надійності по навантаженню від власної ваги. Рама являється один раз статично невизначеною системою. За зайву невідому приймаємо поздовжнє зусилля x в ригелі визначаємо його окремо від кожного виду навантаження. де h n – товщина панелі стінового огородження Внутрішні зусилля в заправленні колон.

Згинаючі моменти де - коефіцієнт поєднання двох тимчасових навантажень – снігового і вітрового.

Поперечні сили Поздовжні сили Розрахункове значення зусиль 3.4.2. Конструктивний розрахунок Розрахунковим перерізом буде переріз ослаблений отворами під болти для кріплення сталевих накладок d б =16 мм.

Геометричні характеристики розрахункового перерізу площа: момент опору де 0.8 – коефіцієнт, що враховує ослаблення в розрахунковому перерізі Гнучкість колони в площині згину де m - умова закріплення. Коефіцієнт Напруження в поперечному перерізі Сколюючі напруження в клеєному шві де - розрахунковий опір сколюванню при згині клеєних елементів. Перевіряємо стійкість площинної форми деформування. Гнучкість із площини згину коефіцієнт поздовжнього згину де - коефіцієнт підтримуючої дії закріплень по розтягнутому від дії моменту ребру. Коефіцієнт де k ф – коефіцієнт, що залежить від форми епюри згинаючих елементів. Так як j м , j у – більше одиниці, стійкість площиної форми деформування забезпечена. 3.5. Розрахунок анкерного кріплення Розрахунок анкерних болтів виконуємо за максимальним розтягуючим моментом.

Зусилля при дії постійного навантаження з коефіцієнтом надійності замість і вітровому навантаженні

Приймаємо анкерні болти діаметром 22 мм і А вп = 3.8 см 2 Необхідна кількість двух різних болтів діаметром 18 мм, що приєднують сталеві накладки до колони.

Вважаючи на очевидний запас міцності їх розрахунок не виконуємо. 4. Захист від гниття і займання Дії, направленні на забезпеченнія довговічності та пожарної безпеки дерев ’ яних конструкцій ділеться на два вида: конструктивні та хімічні. Конструктивні дії передбочають використання сухих пиломатеріалів для виготовлення конструкцій, устрою гідроізоляції від грунтової води, захист конструкції від атмосферних осадків та ін. (захист від гниття); проектування конструкції масивного поперечного перерізу без пустот та виступів, добра остружка поверхні (захист від возгорання). Наряду з конструктивними діями, необхідно застосовувати хімічні засоби захисту конструкції від гниття та возгорання. Деякі з них зводяться в табл.3 Таблиця 3

Госстрой СССР – М.: Стройиздат 1982 – 65 с. 3. СниП 201.07-85 Нагрузки и воздействия М.: Госстрой СССР, 1988 – 35 с. 4. Клименко В.З. Проектування дерев ’ яних конструкцій. Київ. 1993. 120 с. 5. Конструкц ии из дерева и пластмасс.