Тема курсовой работы: Проект одноэтажного каркасного здания из деревянных конструкций.

Исходные данные для проектирования

- пролет здания – L = 27 м;

- высота стойки – H = 4,5
м;                                                                        

- шаг колонн – B = 5,5 м;

- длина здания – L_зд=55 м;

- район строительства – (Тюменская обл.)
г. Ялуторовск, (III снеговой район, расчетная снеговая
нагрузка – S_g = 180 кгс/м², I
ветровой район, нормативная
ветровая нагрузка – w₀ = 23 кгс/м²);

- тепловой
режим здания – отапливаемый (условия эксплуатации А2).

- тип
покрытия –теплое.

- утеплитель
– Пеноплекс Ф толщиной 140 мм.

- кровля– рулонная (3 слоя Линокром)

- стеновое
ограждение – сэндвич-панель Teplant δ=180 мм.

Конструкции из древесины:

- трапециевидная ферма;

- стойка клеефанерная;

- разрезные брусчатые прогоны,
дощатые щиты;

2. Расчетно-конструктивная часть
2.1.Проектирование и расчет дощатого двойного перекрестного настила
Настилы и обрешетки покрытий служат для поддержания кровли и утеплителя.
Для кровли в виде рубероидного ковра настил должен иметь сплошную ровную поверхность из одного или двух слоев досок. Двойной перекрестный настил состоит из двух слоев досок. Верхний — защитный (сплошной) слой досок толщиной 16...22 мм и шириной не более 100 мм укладывают под углом 45...60° к нижнему, рабочему, настилу и крепят к нему гвоздями.
Защитный настил образует необходимую поверхность, обеспечивает совместную работу всех досок настила, распределяет сосредоточенную нагрузку на ширину 500 мм рабочего настила. Защищает кровельный ковер от разрывов при короблении и растрескивании более толстых и широких досок рабочего настила. Двойной перекрестный настил имеет значительную жесткость в своей плоскости и служит надежной связью между прогонами и основными несущими конструкциями покрытия.
Рабочий настил для лучшего проветривания рекомендуется делать разреженным, с зазором не менее 20 мм из досок толщиной 19...32 мм, определяемой нагрузкой. Доски рабочего настила для повышения изгибной жесткости следует опирать на три опоры и более. В покрытиях отапливаемых производственных зданий утеплитель укладывают на одиночный дощатый настил или сплошной накат толщиной 19...32 мм, который целесообразно опирать на три прогона.
Элементы настила и обрешетки рекомендуется выполнять из древесины хвойных пород 2-го сорта.
Дощатый настил под рубероидную кровлю целесообразно конструировать и рассчитывать как двух пролетную неразрезную шарнирно опертую балку. Расчетную ширину настила условно принимают равной 1 м.
Двойной перекрестный настил рассчитывается на изгиб только рабочего настила и только от нормальных составляющих нагрузок, поскольку скатные составляющие воспринимаются с помощью защитного настила. Расчетная ширина настила принимается В=1м с учетом всех входящих в нее досок, количество которых при шаге a составит с=1/a. Сосредоточенные грузы распределяются здесь на ширину 0,5м, и поэтому в расчетную ширину входят удвоенные величины P = 2,4кН.

Выбор конструктивного решения покрытия
В качестве несущих конструкций покрытия рассмотрена двускатная клеефанерная балка. Балки опираются на колонны составного сечения. По балкам укладываются разрезные прогоны. По прогонам укладывается сплошной рабочий настил из досок, сечение которых принимается согласно существующему сортаменту пиломатериалов по ГОСТ24454-80.Крабочемунастилу прибиваются доски сплошного защитного настила Защитный настил является основанием под кровлю. Доски защитного настилаприбиваютсякрабочемуподуглом45°.
Здание отапливаемое с температурно-влажностными условиями эксплуатации по группе А2. Так как кровля холодная температурно- влажностные условия берём по группе Б2.
Дощатый щит проектируем сплошным двойным из древесины сосны 2 сорта. Принимаем по сортаменту пиломатериалов ширину досок щита δд = 100 мм, толщину досок настила δд =25 мм, .
Сбор нагрузок на настил
Согласно СП64.13330.2011 расчету подлежит только рабочий настил. В данном случае это сплошной настил. Расчетная полоса обычно принимается шириной bн=1,0м. Расчетная схема принимается в виде двух пролетной неразрезной балки с пролетами, равными расстоянию между прогонами S (шаг прогонов). В двойных настилах защитный настил не рассчитывается, его задача заключается только в распределении нагрузки на доски рабочего настила и обеспечении жесткости в плоскости ската кровли.

Таблица №1: Сбор нагрузок на 1 м2 покрытия (кгс/м2)
№
п/п Наименование нагрузок Нормативная нагрузка кгс/м2 Расчетная нагрузка кгс/м2
Постоянные нагрузки:
1. 3 слоя линокром δ=0,0037м; γ=1400 кгс/м3
δ· γ=0,0037·1400=5,18кгс/м2 15,54 1,3 20,202
2. Асфальтобетонная стяжка δ=0,02м;
γ=1600 кгс/м3
δ· γ=0,02·1600=32 кгс/м2 32 1.2 38,4
3. Пеноплекс Ф δ=0,14м;
γ=33 кгс/м3
δ· γ=0,14·33=4,62 кгс/м2 4,62 1,3 6
4. Водонепроницаемая мембрана TYVEK
60 г/ м2 0,0006 1.05 0,00063
5. Обрешетка –доска100х16мм (сплошная)
δ=16 мм, γ= 500 кгс/м3
δ· γ=0,016·500=8кгс/м2 8 1,1 8,8
6. Рабочая доска 100х25 мм
δ=100 мм, γ= 500 кгс/м3,
δ·h·γ/с=0,1·0,025·500·(1/0,1)=12,5 кгс/м2 12,5 1,1 13,75
Итого постоянных нагрузок:
Временные нагрузки:
7. Вес снега
126 1,4 180
Итого полные нагрузки:

1 сочетание нагрузок:

Рис.2.
Для сплошного настила b1 =1м.- коэффициент надежности по ответственности.
Нормативная составляющая действующей нагрузки на полосу настила
1 м равна:

где, - нормативная и расчетная нагрузки.
Максимальный изгибающий момент на средней опоре:

Момент сопротивления

- расчетное сопротивление на изгиб.
1 - коэффициент условий работы:
Напряжение:

Условие выполняется. Прочность настила обеспечена.
Расчет настила на жесткость.
E=105 - модуль упругости древесины [СНиП 11-25-80]
Момент инерции сечения настила

Проверяем относительный прогиб настила по формуле:

- величина предельно допустимого относительного прогиба.
Жесткость настила обеспечена.

2.1.4. 2 сочетание нагрузок:

рис.3.
При расчете настила на второе сочетание расчетных нагрузок монтажную нагрузку передаем на b2=1м
Нагрузка от собственного веса настила согласно

Сосредоточенная нагрузка от веса человека с грузом Р=240 кгс
Момент сопротивления сечения

Максимальный изгибающий момент в пролете под монтажной нагрузкой найдем по формуле:

Проверяем напряжение изгиба для принятой толщины досок:

Условие выполняется. Прочность обеспечена.
=1,2 [т.6 СНиП11-25-80] - коэффициент, учитывающий кратковременность действия монтажной нагрузки;
Таким образом, прочность и жесткость дощатого настила обеспечены. Его проектируем в виде щита длиной 2980 мм и шириной 2000мм из досок толщиной 16 мм и шириной 100 мм. Соединительные доски сечением 25*100 мм. Гвозди 2,5*50 мм.

Рис.4. Двойной дощатый перекрестный настил