Расчет верхней обшивки на местный изгиб.

Содержание

Исходные данные…………………………………………………………..................................2
Введение………………………………………………………………………………………….3
1. Расчёт клеефанерной плиты покрытия……………………………………………………..4 1.1 Конструирование панели…………………………………………………………………...5 1.2 Теплотехнический расчет…………………………………………………………………...5 1.3 Расчет верхней обшивки на местный изгиб. (Определение количества продольных ребер)……………………………………………………………………………………………...7 1.4 Сбор нагрузок на панель ……………………………………………………………………8 1.5 Определение внутренних усилий…………………………………………………………..9 1.6 Определение приведённых геометрических характеристик……………………………..9 1.7 Проверка нижней обшивки на растяжение при изгибе……………………………..........10 1.8 Проверка верхней обшивки на сжатие и устойчивость при изгибе……………………..11 1.9 Проверка клеевых соединений фанеры на скалывание…………………………………..11 1.10 Проверка рёбер на скалывание…………………………………………………………....11 1.11 Поверка прогиба панели…………………………………………………………………..12 1.12 Конструкция стыков панели……………………………………………………………....12
Список литературы……………………………………………………………………………...17

Введение

Деревянные клееные конструкции относятся к индустриальным, и представляют собой крупноразмерные конструкции заводского изготовления. Применение клееных деревянных конструкций удовлетворяет требованиям технической политики в области строительства, так как снижает массу зданий и сооружений, обеспечивает их капитальность и длительность эксплуатации, а также уменьшает трудоёмкость возведения сооружений.

Древесина и конструкции на её основе обладают большой стойкостью по отношению к агрессивным средам. Сравнительная лёгкость, достаточно большая прочность и жёсткость древесины позволяет перекрывать значительные пролёты. Долговечность деревянных конструкций, защищённых от загнивания только конструктивными мерами, достигает сотен лет.

Обработка химическими составами позволяет защитить деревянные конструкции от гниения, древоточцев, возгорания, и таким образом, повышает надежность при многолетней эксплуатации зданий и сооружений.

Большое значение имеет то, что для республики Бурятия древесина является местным материалом и поэтому её целесообразно использовать в качестве несущих конструкций пролётных строений в зданиях общественного назначения (крытые рынки, спортивные сооружения, выставочные павильоны), промышленных объектов и различных временных зданий и сооружений.

 

 

Расчет клеефанерной панели

 

Конструирование панели.

Панели обычно имеют размеры в плане: ширину (0,5….1,5) м; длину (3….6) м.

Принимаем размеры панели в плане, исходя из длины двускатной балки покрытия: 1400*4500 мм

Толщина панели назначается по теплотехническим расчетам (для отапливаемого здания), а также из условия жесткости в пределах (1/30….1/40) от длины панели: 4500/30=150 мм.

По теплотехническому расчету определяется толщина утеплителя, из экономических условий и по санитарно-гигиеническим нормам.

 

Теплотехнический расчет.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям:

где n=1 – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

t_в=16ºС – расчетная температура внутреннего воздуха;

t_н=-13ºС – расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92;

t ^н =6 ºС нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции;

a_в =8.7 Вт/м^2ºС - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций;

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций по условиям энергосбережения по [2, табл. 1б] методом интерполяции.

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по [2, формула 1а].

ГСОП = (t_в - t_от.пер.) z_от.пер. =(16-(-6.4))*134=3001.6,

где t_в =16ºС – расчетная температура внутреннего воздуха;

t_от.пер., =-6.4 ºС среднесуточная температура воздуха ниже или равной 8 °;

z_от.пер. =134 сут.- продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С;

Приведенное сопротивление теплопередаче для покрытий следует определять по [2, таблица 4].

R₀^тр=2,8 м²×°С/Вт,

Сравним два значения R^тр₀ и выберем наибольшее.

Сопротивление теплопередаче R_o, м² × °С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по [2, формула 4].

,

где a_в =8.7 Вт/м^2ºС;

R_к — термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²×°С/Вт,

a_н =23 Вт /м²×°С— коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции;

= =2,64

Термическое сопротивление ограждающей конструкции определяем как для многослойной конструкции:

,

где и - термическое сопротивление слоёв ограждающей конструкции

,

где - толщина нижней обшивки плиты покрытия

- коэффициент теплопроводности нижней обшивки плиты покрытия

,

где - толщина слоя утеплителя.

- коэффициент теплопроводности (маты минераловатные прошивные ГОСТ 21880-76).

Найдём толщину слоя утеплителя:

Толщину утеплителя принимаем 80 мм.

Принимаем размеры продольных ребер 50*180 мм, поперечных – 32*180 мм. Количество продольных ребер -4, поперечных – 4 шт.

 

Каркас плит состоит из продольных и поперечных досок – ребер, толщиной не менее 2,5 см. Продольные – рабочие, сплошные по длине ребра ставятся на расстоянии не более 50 см. друг от друга из условий работы обшивок на изгиб от сосредоточенных грузов. Поперечные ребра жесткости ставят на расстоянии не более 1,5 м, как правило в местах стыков фанерных обшивок и прерываются в местах пересечений с продольными ребрами.

Фанера в обшивках принимается по ГОСТ 3916-69 с минимальными отходами при раскрое листов и стыкуется между собой на "ус" (рис. 2).

 

Рис. 2. Соединение на "ус".

 

Конструкция клеефа н ерной панели представлена на рис.1 Рис.1. Конструкция клеефанерной панели.

 

1. слой мягкой кровли; 6. утеплитель на битумной мастике;

2. фанерная обшивка; 7. продольное ребро;

3. поперечное ребро; 8. фанерная обшивка;

4. торцевое ребро; 9. крепежный брус;

5. слой пароизоляции; 10. продольный нащельник;

 

Поверка прогиба панели.

 

, где - предельный прогиб

-относительный прогиб.

условие выполняется.

 

 

Конструкция стыков панели

 

При неравномерно приложенной нагрузке может произойти смещение продольных кромок панелей относительно друг друга. Для предотвращения повреждения рулонного ковра продольные кромки стыкуются в четверть и сшиваются гвоздями (рис.3).

Рис. 4. Стык панелей воль ската.

 

Разрыв рулонного ковра может произойти и над стыками панелей в местах их опирания на главные несущие конструкции. Над опорой происходит поворот кромок панелей и раскрытие шва:

,

где h_оп =19,6см - высота панели на опоре

o - угол поворота опорной грани панели

 

 

Для предупреждения разрыва рулонного ковра опорные стыки панелей необходимо устраивать с компенсаторами в виде отрезков стеклопластиковых волнистых листов толщиной 5мм при волне 50´167мм. Отрезки прибиваются гвоздями к опорным вкладышам и сверху покрываются рулонным ковром (рис.5).

 

Рис.5. Стык панелей на опоре.

Такие компенсаторы создают каналы, необходимые для вентиляции внутреннего пространства покрытия.

Компенсатор, работая в пределах упругости материала, должен допускать перемещения опорных частей панели, связанные с поворотом торцевых кромок панелей и раскрытием швов.

Произведём расчёт компенсатора при a_шв=0,28см ( рис. 6).

Перемещение конца компенсатора при изгибе панели:

В этой формуле P× r – изгибающий момент в компенсаторе при его деформировании, который выражается через напряжение:

Из этих выражений получим формулу для проверки нормальных напряжений в волнистом компенсаторе:

,

где - ширина раскрытия шва;

Е_ст =30000кгс/см² – модуль упругости полиэфирного стеклопластика;

d_ст =0,5см – толщина листа стеклопластика;

r =5cм – высота волны;

R_ст =150кгс/см² – расчётное сопротивление стеклопластика;

 

 

 

 

 

Список литературы

1. СНиП II-25-80. Нормы проектирования. Деревянные конструк­ции. М.:Стройиздат. -65с;

2. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника;

3. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия;

4. Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс. -М.: Высш. Школа, 1990. - 287 с., ил.

5. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс». Составитель м.н. доцент кафедры строительных конструкций Филисюк В.Г. Тюмень: Ротапринт ТюмГАСА, 2003г. – 42с;

6. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс». Улан-Удэ, 2011г.

 

 

Содержание

Исходные данные…………………………………………………………..................................2
Введение………………………………………………………………………………………….3
1. Расчёт клеефанерной плиты покрытия……………………………………………………..4 1.1 Конструирование панели…………………………………………………………………...5 1.2 Теплотехнический расчет…………………………………………………………………...5 1.3 Расчет верхней обшивки на местный изгиб. (Определение количества продольных ребер)……………………………………………………………………………………………...7 1.4 Сбор нагрузок на панель ……………………………………………………………………8 1.5 Определение внутренних усилий…………………………………………………………..9 1.6 Определение приведённых геометрических характеристик……………………………..9 1.7 Проверка нижней обшивки на растяжение при изгибе……………………………..........10 1.8 Проверка верхней обшивки на сжатие и устойчивость при изгибе……………………..11 1.9 Проверка клеевых соединений фанеры на скалывание…………………………………..11 1.10 Проверка рёбер на скалывание…………………………………………………………....11 1.11 Поверка прогиба панели…………………………………………………………………..12 1.12 Конструкция стыков панели……………………………………………………………....12
Список литературы……………………………………………………………………………...17

Введение

Деревянные клееные конструкции относятся к индустриальным, и представляют собой крупноразмерные конструкции заводского изготовления. Применение клееных деревянных конструкций удовлетворяет требованиям технической политики в области строительства, так как снижает массу зданий и сооружений, обеспечивает их капитальность и длительность эксплуатации, а также уменьшает трудоёмкость возведения сооружений.

Древесина и конструкции на её основе обладают большой стойкостью по отношению к агрессивным средам. Сравнительная лёгкость, достаточно большая прочность и жёсткость древесины позволяет перекрывать значительные пролёты. Долговечность деревянных конструкций, защищённых от загнивания только конструктивными мерами, достигает сотен лет.

Обработка химическими составами позволяет защитить деревянные конструкции от гниения, древоточцев, возгорания, и таким образом, повышает надежность при многолетней эксплуатации зданий и сооружений.

Большое значение имеет то, что для республики Бурятия древесина является местным материалом и поэтому её целесообразно использовать в качестве несущих конструкций пролётных строений в зданиях общественного назначения (крытые рынки, спортивные сооружения, выставочные павильоны), промышленных объектов и различных временных зданий и сооружений.

 

 

Расчет клеефанерной панели

 

Конструирование панели.

Панели обычно имеют размеры в плане: ширину (0,5….1,5) м; длину (3….6) м.

Принимаем размеры панели в плане, исходя из длины двускатной балки покрытия: 1400*4500 мм

Толщина панели назначается по теплотехническим расчетам (для отапливаемого здания), а также из условия жесткости в пределах (1/30….1/40) от длины панели: 4500/30=150 мм.

По теплотехническому расчету определяется толщина утеплителя, из экономических условий и по санитарно-гигиеническим нормам.

 

Теплотехнический расчет.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям:

где n=1 – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

t_в=16ºС – расчетная температура внутреннего воздуха;

t_н=-13ºС – расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92;

t ^н =6 ºС нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции;

a_в =8.7 Вт/м^2ºС - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций;

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций по условиям энергосбережения по [2, табл. 1б] методом интерполяции.

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по [2, формула 1а].

ГСОП = (t_в - t_от.пер.) z_от.пер. =(16-(-6.4))*134=3001.6,

где t_в =16ºС – расчетная температура внутреннего воздуха;

t_от.пер., =-6.4 ºС среднесуточная температура воздуха ниже или равной 8 °;

z_от.пер. =134 сут.- продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С;

Приведенное сопротивление теплопередаче для покрытий следует определять по [2, таблица 4].

R₀^тр=2,8 м²×°С/Вт,

Сравним два значения R^тр₀ и выберем наибольшее.

Сопротивление теплопередаче R_o, м² × °С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по [2, формула 4].

,

где a_в =8.7 Вт/м^2ºС;

R_к — термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²×°С/Вт,

a_н =23 Вт /м²×°С— коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции;

= =2,64

Термическое сопротивление ограждающей конструкции определяем как для многослойной конструкции:

,

где и - термическое сопротивление слоёв ограждающей конструкции

,

где - толщина нижней обшивки плиты покрытия

- коэффициент теплопроводности нижней обшивки плиты покрытия

,

где - толщина слоя утеплителя.

- коэффициент теплопроводности (маты минераловатные прошивные ГОСТ 21880-76).

Найдём толщину слоя утеплителя:

Толщину утеплителя принимаем 80 мм.

Принимаем размеры продольных ребер 50*180 мм, поперечных – 32*180 мм. Количество продольных ребер -4, поперечных – 4 шт.

 

Каркас плит состоит из продольных и поперечных досок – ребер, толщиной не менее 2,5 см. Продольные – рабочие, сплошные по длине ребра ставятся на расстоянии не более 50 см. друг от друга из условий работы обшивок на изгиб от сосредоточенных грузов. Поперечные ребра жесткости ставят на расстоянии не более 1,5 м, как правило в местах стыков фанерных обшивок и прерываются в местах пересечений с продольными ребрами.

Фанера в обшивках принимается по ГОСТ 3916-69 с минимальными отходами при раскрое листов и стыкуется между собой на "ус" (рис. 2).

 

Рис. 2. Соединение на "ус".

 

Конструкция клеефа н ерной панели представлена на рис.1 Рис.1. Конструкция клеефанерной панели.

 

1. слой мягкой кровли; 6. утеплитель на битумной мастике;

2. фанерная обшивка; 7. продольное ребро;

3. поперечное ребро; 8. фанерная обшивка;

4. торцевое ребро; 9. крепежный брус;

5. слой пароизоляции; 10. продольный нащельник;

 

Расчет верхней обшивки на местный изгиб.

(Определение количества продольных ребер).

 

Расчетная нагрузка - сосредоточенная монтажная нагрузка Р = 100 кгс (1кН).

Стыки листов вдоль обшивки устраиваются “на ус”. При длине стыка ослабление фанеры стыком учитывается коэффициентом m_ф =0,6.

Расстояние а между ребрами определим исходя из расчетного сопротивления фанеры изгибу поперек волокон для настилов при действии монтажной нагрузки.

; =70 см

где R¹_ф.и =65 кгс/см² - расчетное сопротивление фанеры изгибу поперек шпона;

m_u = 1,2 – коэффициент условия работы, учитывающий монтажную нагрузку.

Шаг продольных ребер а принимаем равным 413мм.

 

Рис.3 Расчетная схема верхней обшивки при действии сосредоточенной монтажной нагрузки Р=1кН. (Вес человека с инструментами).

1.4 Сбор нагрузок на панель

Таблица 1.

Наименование	g^н,кН/м^2	gf	g^р,кН/м^2
Постоянная нагрузка 1. Мягкая кровля 2. Обшивки из ФСФ(0,008м*2) ×640кгс/м^3 4. Каркас из древесины (поперечные и продольные ребра) 5.Утеплитель (минераловатные плиты) 50 кг/м^3×0,01м	0.078 0.1   0.142 0.117	1,3 1,1   1,1 1,2	0.10 0.11   0.156 0.14
Итого:	0.437		0.506
Временная нагрузка 1. снеговая S	0,245	1,4	0,34
ВСЕГО:	0,68		0,85

Примечание. S=S₀×m; S₀=0,5 кН/м², m=1,

S=0,35 кН/м²×1=0,35 кН/м²

Нормативное значение снеговой нагрузки определяем умножением расчетного значения на коэффициент 0.7: S^н= S *0.7=0,35 кН/м²×0.7=0.245 кН/м²