Каркас одноэтажного деревянного здания

Каркас одноэтажного деревянного здания

Студент группы 33103/3 Гришин В.И..

Руководитель, Сериков С.И.

Санкт-Петербург

2015

Оглавление

Введение: 3

1. Конструктивная схема здания. 3

1.1. Деревянная ферма. 3

1.2. Определение шага рам.. 4

1.3. Установка связей. 4

2. Расчет и конструирование настила. 6

2.1. Конструирование настила. 6

2.2. Расчетная схема настила. 7

2.3. Сбор нагрузок. 7

2.4. Расчет на первое сочетание нагрузок. 8

2.5. Расчет на второе сочетание нагрузок. 9

3. Расчет и конструирование стропил. 9

3.1. Конструирование стропил. 9

3.2. Расчетная схема стропильной ноги. 9

3.4. Расчет стропил. 10

4. Расчет и конструирование прогона. 12

4.1. Расчет по прочности прогона. 12

4.2. Расчет гвоздевого забоя. 13

5. Расчет и конструирование фермы.. 14

5.1. Определение нагрузок на ферму. 14

5.2. Определение усилий в стержнях фермы.. 15

5.3. Определение размеров поперечных сечений стержней фермы.. 15

5.3.1. Нижний пояс. 15

5.3.2. Верхний пояс. 16

5.3.3. Сжатые раскосы.. 17

5.3.4. Растянутые стойки. 19

5.4. Расчет и конструирование промежуточных узлов фермы.. 20

5.4.1. Узел примыкания раскоса Р1 к верхнему поясу фермы.. 20

5.4.2. Узел примыкания раскоса Р2 к верхнему поясу фермы.. 21

5.4.3. Узел примыкания раскоса Р1 к нижнему поясу фермы.. 22

5.5. Расчет и конструирование опорных узлов фермы.. 23

5.6. Расчет и конструирование центральных узлов фермы и стыков поясов фермы.. 26

5.6.1. Стык нижнего пояса. 27

5.6.2. Стык верхнего пояса. 28

5.6.3. Коньковый узел. 29

5.6.4. Центральный узел нижнего пояса. 29

5.6.5. Узел примыкания стойки С1 к нижнему поясу. 30

 

Введение:

Современные производственные здания проектируются по каркасному типу. Все конструкции, образующие здание, условно разделяют на несущие (балки, фермы, колонны и т.п.) и ограждающие (кровля, стеновые панели, переплеты остекления). Несущие конструкции воспринимают нагрузки, действующие на здание. Ограждающие конструкции защищают внутренние помещения здания от атмосферных воздействий. Некоторые конструкции могут являться одновременно несущими и ограждающими.

Настоящий проект каркаса одноэтажного деревянного здания разработан в соответствии с заданием на проектирование и действующими СНиП

Исходные данные:

Длина здания – 33.7 м

Пролет здания – 14.4 м

Высота перекрытия фермы– 4,5 м

Тип фермы – треугольная

Климатический район – 3

Группа конструкций по условиям эксплуатации – А1

Конструктивная схема здания

Проектируемое здание- одноэтажное, с несущим деревянным каркасом. Основу каркаса составляют последовательно расположенные с определенным шагом рамы, образованные двумя колоннами и ригелем, соединенные связями. Связи обеспечивают жесткость каркаса и геометрическую неизменяемость. В качестве ригеля используется сквозная конструкция – треугольная деревянная ферма. Шарнирное опирание ригеля на колонну. Колонны жестко заделаны в фундамент. Схематично здание показано на рис.1.1.

Рис.1.1.конструктивная схема здания

1- фундамент

2- Колонна

3- Ригель

Деревянная ферма

Основные элементы фермы проектируемого здания показаны на рис 1.2. Все элементы фермы в данном проекте выполнены из деревянного бруса, стойки выполнены из стального кругляка.

Высота фермы определяется по пролету:

Рис 1.2. основные элементы фермы

1- верхний пояс

2- нижний пояс

3- раскосы

4- стойки

Точки пересечения элементов фермы- узлы. Выделяем несколько характерных узлов:

5- опорный

6- коньковый

7- центральный узел нижнего пояса

Треугольная ферма с пролетом L = 14,4 м, шестипанельная, длина панели:

Определение шага рам

Шаг рам - расстояние между осями двух рядом стоящих рам. Оно зависит от нагрузок от покрытия и для теплой кровли составляет от 3,5-5 м. шаг рам у торцов здания составляет 0,8 от шага рам. Шаг рам при длине 33,7 м составляет 3,9 м, расстояние до осей крайних рам – 3,2 м. число шагов n=9

Установка связей

Конструктивная схема здания представлена на рис 1.3.

Рис. 1.3. конструктивная схема здания

1* вертикальные связи между фермами объединяют центральные стойки соседних ферм. Устанавливаются у торцов здания и через пролет.

2*- горизонтальные связи в плоскости кровли. Связывают ВП соседних ферм. устанавливаются в торцах здания и далее через каждые 30м.

3*- горизонтальные связи в плоскости НП. Объединяют нижние пояса ферм, устанавливаются в торцах здания и далее через каждые 30м.

4*-горизонтальные балки в плоскости стены

5*-вертикальные связи в плоскости стены – система раскосов между крайними (угловыми) стойками каркаса. Кроме торцов, такие связи устанавливают вдоль здания на расстоянии, не превышающем 30 м.

Также изображены прогоны(6*) и стропильные ноги(7*). Прогоны располагаются вдоль всего здания. По узлам верхних поясов ферм. Стропильные ноги укладываются поперек прогонов в плоскости ВП ферм с шагом от 0,7-1,5 м в зависимости от величины нагрузки на кровлю. При шаге рам а=3,9 м устанавливаем шаг стропил – 1,3 м.

1.4. компоновка стропил

Конструирование настила

2.2.
Схематическое изображение конструкции кровли представлено на рис 2.1.

2.1. схематичное изображение теплой кровли с цементной стяжкой

Расчетная схема настила

Настил – основание под кровлю. Выполняется из досок. Для обеспечения достаточной жесткости каждая доска настила должна опираться на 3 опоры, как двухпролетная неразрезная балка. Настил принят сплошным – 100 % древесины. Рассчитывается настил на прочность по первому предельному состоянию и жесткость по второму предельному состоянию.

Настил рассчитывается на два сочетания нагрузок:

1. собственный вес+ снег

2. собственный вес + рабочий

Расчетные схемы настила для 1 и 2 сочетаний нагрузок представлены на рис 2.2.

2.2.расчетные схемы настила

с- пролет рабочего настила, равный шагу стропил =1,3 м

Сбор нагрузок

Нагрузку от собственного веса на 1 м2 поверхности настила удобно определять в табличной форме (таблица 1). При этом нормативная нагрузка определяется на основании сведений о проектных размерах конструкции, удельном весе материала, его влажности, паспортных данных заводов изготовителей. Расчетная нагрузка определяется умножением нормативной на коэффициент надежности по нагрузке ɤ.

Таблица 1.

№пп	Наименование эл-тов покрытия	gn, кг/м^2	γp	g, кг/м^2
1	Трехслойный рубероидный ковер	10	1,3	13
2	Цементная стяжка 20 мм y=1800 кг/м^3	36	1,3	46,8
2	Утеплитель - пенополистерол h=70мм, y=100 кг/м^3	7	1,3	9,1
3	Пароизоляция	3	1,3	3,9
4	Защитный настил 16 мм ρ=500 кг/м^3	8	1,1	8,8
5	Рабочий настил 25 мм	12,5	1,1	13,75
	Итого	76,5		95,35

Где ρ=500- объемный вес древесины

g_n – нормативная нагрузка от веса на 1 м²,

ɤ - коэффициент надежности по нагрузке,

g - расчетная нагрузка от собственного веса на 1 м².

Например: G_n= γ_p* G= 10*1,3=13

Ширину грузовой площадки принимаем равной b=1 м. нормативное q_n и расчетное q значение погонной нагрузки собственного веса соответственно на метр длины балки определяем по формуле:

Нормативная: q_n= g_n *b=76,5*1 =76,5 кг/м

Расчетная: q=g*b =95,35*1 = 95,35 кг/м

Расчетная снеговая нагрузка для 3 снегового района составляет p^**=180 кг/м^2ю С учетом кривизны кровли нормативное погонное значение снеговой нагрузки составляет:

Р^* = p^** * cosα = 180кг/м² * 0,928 = 167,125 кг/м²,

α – угол наклона кровли к горизонту (22°, ферма треугольная),

Нормативное значение снеговой нагрузки P*n определяется:

P^*_n = 0,7 * P^*=0,7*167,125=117 кг/м²

Нормативное и расчетное значение погонной снеговой нагрузки p_n и p соответственно на метр длины балки определяется по формулам:

P_n = b* P^*_n =1*117=117 кг/м;

P = b* P^* =1*167,125=167,125 кг/м.

Конструирование стропил

В тех случаях, когда панели ферм имеют значительную длину (более двух метров) и расстояние между прогонами велико (это бывает как в треугольных, так и в полигональных фермах), в состав покрытия вводят дополнительный конструктивный элемент – стропильные ноги (стропила).

Стропила укладывают по прогонам на расстоянии от 0,7 до 1,5 м. Поперечное сечение стропил – брус.

Непосредственно по стропильным ногам укладывают настил, расчетный пролет которого существенно сокращается, так как он делается равным расстоянию между стропильными ногами.

Сбор нагрузок

Рис. 3.2. Грузовая площадь стропильной ноги.

Ширину грузовой площади принимаем равной пролету настила с=1,3 м. Схематичное изображение представлено на рис. 3.2.. Нормативное и расчетное значение погонной нагрузки собственного веса определяется:

q_n=

q_n= 76,5*1,3*0.93 +5 =97,34 кг/м

- вес стропилы (предварительно назначается (g_c = 5 кг/м);

Косинус угла учитывает нормальную составляющую распределенной нагрузки.

Касательную составляющую воспринимает защитный настил

q= g = 95.35*1.3*0.93 + 5*1.1 =120.58 кг/м

снеговая нагрузка:

= кг/м

= кг/м

Расчет стропил

Стропила работает на поперечный изгиб

Расчет на прочность:

Принимаем сечение 75х125 мм. Вес 1 погонного метра бруска такого сечения составляет:

Пересчитывать нагрузку не требуется

Момент сопротивления и момент инерции принятого сечения:

см³

см⁴

Условие прочности не выполняется

Принимаем сечение 100х150 мм. Вес 1 погонного метра бруска такого сечения составляет:

(больше, чем принятый предварительно вес)

Требуется пересчитать нагрузку:

q_n= 76,5*1,3*0.93 +7,5 =99,83 кг/м

q= g = 95.35*1.3*0.93 + 7,5*1.1 =123,34 кг/м

Тогда получим, что

Момент сопротивления и момент инерции принятого сечения:

см³

см⁴

Расчет на жесткость:

Условие жесткости выполняется

Вывод: принимаем поперечное сечение стропильной ноги 100х150 мм

Расчет по прочности прогона

Прогон рассчитывается как многопролетная неразрезная балка. Расчетная схема представлена на рис 4.1.

Рис 4.1. расчетная схема прогона

Сбор нагрузок:

Ширину грузовой площадки принимаем равной шагу прогонов

Собственный вес: нормативная нагрузка

q_n=

- вес 1 пм прогона (предварительно назначаем 20 кг/м)

Собственный вес прогона + стропы: расчетная нагрузка

q= кг/м

снеговая нагрузка:

Нормативная погонная нагрузка от веса снега:

= кг/м

= кг/м

Прогон работает на поперечный изгиб.

Расчет на прочность:

Принимаем сечение 75х250. Вес 1 пм двух сколоченных досок такого сечения составляет:

Необходимость пересчета нагрузок нет

Момент сопротивления и момент инерции для принятого сечения:

см³

см⁴

Условие прочности выполняется

Расчет на жесткость

Условие жесткости выполняется.

Расчет гвоздевого забоя

Схема гвоздевого забоя представлен на рис 4.2.

Гвозди приняты d _гв =4,5 мм мм

Рис. 4.2. схема гвоздевого забоя

Q- поперечная сила (действует по оси гвоздевого забоя)

А_г- расстояние до оси гвоздевого забоя от центра опоры

Гвоздевой забой работает на восприятие максимальной нагрузки Q

Приравнивая эти две силы, относительно количества гвоздей можно получить формулу:

- количество гвоздей по одной стороне

- несущая способность одного гвоздя (для d4,5 мм принимаем 81 кг)

Принимаем 8 штук с каждой стороны стыка диаметром d 4, мм мм. Расположенных в 2 ряда на расстоянии 68 мм.(15 ) гвозди в рядах расположены с шагом 40 мм.

Вывод: Принимаем конструкцию прогона из двух сколоченных досок сечением 75х250 мм. Количество гвоздей 8 штук с каждой стороны диаметром 4,5 мм l=125мм.

Нижний пояс

Расчет нижнего пояса сводится к нахождению минимальной площади поперечного сечения пояса, обеспечивающей надежную работу конструкции.

Размеры сечения окончательно определяются при расчете опорного узла и стыковых сопряжений.

Сечение нижнего пояса делается постоянным по всей длине фермы. Для нахождения площади сечения нижнего пояса берут наиболее напряженные стержни.

Нижние пояса работают на растяжение. При правильном решении узлов фермы и при отсутствии в рассматриваемой панели перелома оси пояса в стыке растягивающую силу можно считать приложенной центрально.

- максимальное усилие, возникшее в стержнях НП (18650 кг)

- площадь поперечного сечения стрежней НП с учетом ослаблений

- расчетное сопротивление древесины растяжению ( )

- коэффициент, учитывающий влияние концентрации напряжений вокруг ослабления при растяжении (0,8)

- коэффициент условия работы (1)

1. Находим площадь поперечного сечения

2.

- площадь поперечного сечения стержней НП без учета ослабления

С учетом требований h≥1,5b (b–ширина сечения НП) и сортамента пиломатериалов выбираем сечение НП 150х225, при котором =337,5 см²

Найдём глубину врубки:

h_вр ≤¼ h_нп = 22,5/4 = 5,625 см. Принимаю h_вр = 5,5 см.

3. Назначаем глубину врубки h_вр≤1/4 h_нп (значение h_вр должно быть кратно 0,5 см) h_вр=5,5см и проверяем прочность ослабленного сечения

Условие выполняется

Вывод: принимаем сечение стержней НП 150х225 мм (А=337,5); h_вр = 5,5 см.

Верхний пояс

Поперечные сечения верхних поясов полигональных ферм делаются постоянными по всей длине фермы. Расчет ведется по наиболее напряженным стержням в средних или соседних со средними панелях фермы.

Все стержни верхнего пояса работают на центральное сжатие.

1.

2.

С учетом требований h≤2b(условие бруса), h≥b (условие поясов), bнп=bвп (b – ширина сечения ВП) и сортамента пиломатериалов выбираем сечение ВП 150х175, при котором =262,5 см²

3. Назначаем глубину врубки h_вр≤1/4 h_вп=17,5/4=4,375 см (значение h_вр должно быть кратно 0,5 см) h_вр=4 см и проверяем прочность ослабленного сечения

Условие выполняется

Вывод: принимаем сечение стержней ВП 150х175 мм (А=262,5)

Проверка на устойчивость:

Вычисляем радиус инерции сечения

r_y = 0.289*b_вп =0.289*0.15=0.043 м.

r_x =0,289*h_вп =0,289*0,175=0,0506 м.

Расчетные длины ВП в плоскости (х) и из плоскости (у) при установке прогонов в каждом узле ВП равны между собой.

L_x=d/cos α=2.58 м.

Определяем гибкости ВП λ_х и λ_у

λ_х= L_x/ r_x=2,58/0,0506 =50,988<70

максимальная гибкость не превышает 70, коэффициент продольного изгиба вычисляем по формуле

=f(λ)=1-0,8 (λ_х/100)²=0,792

λ_у= L_у/ r_у=2,58/0.043 =60 <70

=f(λ)=1-0,8 (λ_у/100)²=0,712

Проверка на устойчивость ВП

Условие устойчивости выполняется.

Вывод: принимаем сечение верхнего пояса 150х150м; h_вр = 4 см.

Сжатые раскосы

Раскосы рассчитывают как центрально сжатые стержни аналогично вышеприведенному расчету центрально сжатых. За расчетные длины раскосов l_x и l_y. Раскосы выполняются из деревянного бруса сечением b_p x h_p. Как уже было отмечено b_p=b_нп=b_вп, высота сечения раскоса может быть как больше ширины сечения, так и меньше ее.

Каждый раскос рассчитывается отдельно и могут иметь свое поперечное сечение. Тип поперечного сечения – брус.

a) длинная сторона ≤ 2 коротких,

b) .

Раскос Р1

Раскосы менее загружены поэтому их можно делать из второсортной древесины (R_С=130 кг/см²)

С учетом сортамента и требования b_p=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса 150х100

Вычисляем радиус инерции сечения

r_x =0,289* h _р =0,289*0,10=0,0289 м.

r_y = 0.289 b_р =0.289*0.150=0.0434 м.

 

Расчетные длины ВП в плоскости (х) и из плоскости (у) при установке прогонов в каждом узле ВП равны между собой.

L_x=d/cos α=2.58 м.

Определяем гибкости раскоса λ_х и λ_у

Найдём коэффициент продольного изгиба .

Так как , то

=f(λ)=1-0,8 (λ_у/100)²=0,717

150- предельная гибкость для опорного раскоса

Проверка на устойчивость опорного раскоса

Условие устойчивости выполняется.

Вывод: принимаем сечение раскоса Р1 150х100 мм

Раскос Р2

назначаем размеры поперечного сечения раскоса 150х100 А=150*

Вычисляем радиус инерции сечения

L_x=2955 мм.

Определяем гибкости раскоса λ_х и λ_у

Найдём коэффициент продольного изгиба .

Так как , то

=f(λ)=1-0,8 (λ_у/100)²=0,63

120- предельная гибкость для раскоса

Проверка на устойчивость раскоса

Условие устойчивости выполняется.

Вывод: принимаем сечение раскоса Р2 150х100 мм

Растянутые стойки

Растянутые стойки – тяжи выполняются из стали круглого поперечного сечения диаметром 12-40 мм (рис.5.3). Тяжи имеют нарезку и гайки с обоих концов. Длину нарезки назначают обычно в пределах от 3,5 до 4,5 диаметра тяжа (рис.5б) с учетом необходимости в последующем подвинчивания гаек.

Рис.5.3. Детали круглых стальных тяжей

На концах тяжей, помимо гаек, для предотвращения самопроизвольного развинчивания их в ответственных элементах надлежит ставить контргайки. Закрепление тяжей в узлах верхнего и нижнего поясов ферм должно обеспечивать удобное подтягивание тяжей для устранения провисания ферм при эксплуатации.

Под гайки тяжей укладывают металлические подкладки - шайбы. Во избежание разрушения древесины под шайбами они должны быть достаточно жесткими и выполнены из толстой листовой или прокатной фасонной (уголков, швеллеров) стали. Листовые шайбы делают квадратными, прямоугольными или, иногда, круглыми.

Стойка С1 не загружена, ее сечение определяем конструктивным минимум.

Принимаем сечение d16 мм

Стойка С2

зависит от марки стали (2100-2400)

=1

Подходит сечение С2 d12 (А= 1,13 см²), но принимаем сечение стойки по конструктивному минимуму: С2 d16 (А=2,01 см²)

Стойка С3

см²

Принимаем сечение С3 d22 (А= 3,8 см²)

Стык нижнего пояса

При длине пролета фермы от 12 до 15 метров назначается стык нижнего пояса с помощью двух длинных накладок. Схематическое изображение на рис. 5.9.

Толщина таких накладок должна быть _. Размер накладок . Высота равна высоте сечения бруса НП =225мм.

Рис. 5.9. Варианты стыков нижнего пояса.

Накладки крепятся к брусьям нижнего пояса при помощи симметричных нагельных соединений. Расчет нагельного соединения:

Рассчитаем диаметр нагеля :

Из сортамента на круглую сталь выбираем ближайшее меньшее значение диаметра . Принимаем d=22 мм. Абр=3,8 см²

Теперь считаем :

Из сортамента на пиломатериалы выбираем толщину накладок (ближайшее большее) 150 мм.

Проверка накладок на смятие:

кг/см²

Условие выполняется. Принимаем толщину накладки 150мм.

Несущая способность 1 нагеля определяется минимальным значением из следующих 3х формул:

несущая способность одного среза нагеля по условиям смятия древесины среднего элемента,

несущая способность одного среза нагеля по условиям смятия древесины крайнего элемента,

несущая способность одного среза нагеля по условиям изгиба нагеля,

Но не более

Выбираем минимальное значение

Количество нагелей:

,

Округляем до ближайшего чётного числа. Кроме того, количество нагелей должно лежать в диапазоне:

Поэтому принимаем

Вывод: для стыка нижнего пояса принимаем две накладки сечением 150х225мм, крепящиеся симметричным нагельным соединением, диаметр нагелей 22мм, кол-во: 8 штук.

Стык верхнего пояса

Верхний пояс работает на сжатие. Конструкция стыка – лобовой упор. Стыки элементов верхнего пояса не нуждается в дополнительных расчетах и выполняется конструктивно. Для предотвращения смещения сопрягаемых элементов с двух сторон стыка ставят накладки, соединенные с элементами стяжными болтами диаметром 12мм, в количестве не менее двух болтов с каждой стороны стыка. Длину накладок принимают не менее трех высот соединяемых брусьев: L=525мм Толщину накладки принимают не менее одной трети от толщины соединяемых брусьев a=150/3=50мм.

Рис5.10. Фрагмент стыка верхнего пояса фермы.

Вычислим длину левой части верхнего пояса:

Так как длина части пояса превосходит 6,5 м, то, следовательно, необходим стык элементов верхнего пояса. Стык выполняется конструктивно. Конструктивная схема стыка верхнего пояса представлена на рисунке 5.10.

Коньковый узел

Этот узел конструктивный. Выполняют его торцевым упором элементов верхнего пояса друг в друга с небольшой подрезкой их сверху для образования горизонтальной площадки под шайбу тяжа. Диаметр стяжных болтов – 16 мм. Изображение узла представлено на рис 5.11

Рис. 5.11 Коньковый узел

Каркас одноэтажного деревянного здания

Студент группы 33103/3 Гришин В.И..

Руководитель, Сериков С.И.

Санкт-Петербург

2015

Оглавление

Введение: 3

1. Конструктивная схема здания. 3

1.1. Деревянная ферма. 3

1.2. Определение шага рам.. 4

1.3. Установка связей. 4

2. Расчет и конструирование настила. 6

2.1. Конструирование настила. 6

2.2. Расчетная схема настила. 7

2.3. Сбор нагрузок. 7

2.4. Расчет на первое сочетание нагрузок. 8

2.5. Расчет на второе сочетание нагрузок. 9

3. Расчет и конструирование стропил. 9

3.1. Конструирование стропил. 9

3.2. Расчетная схема стропильной ноги. 9

3.4. Расчет стропил. 10

4. Расчет и конструирование прогона. 12

4.1. Расчет по прочности прогона. 12

4.2. Расчет гвоздевого забоя. 13

5. Расчет и конструирование фермы.. 14

5.1. Определение нагрузок на ферму. 14

5.2. Определение усилий в стержнях фермы.. 15

5.3. Определение размеров поперечных сечений стержней фермы.. 15

5.3.1. Нижний пояс. 15

5.3.2. Верхний пояс. 16

5.3.3. Сжатые раскосы.. 17

5.3.4. Растянутые стойки. 19

5.4. Расчет и конструирование промежуточных узлов фермы.. 20

5.4.1. Узел примыкания раскоса Р1 к верхнему поясу фермы.. 20

5.4.2. Узел примыкания раскоса Р2 к верхнему поясу фермы.. 21

5.4.3. Узел примыкания раскоса Р1 к нижнему поясу фермы.. 22

5.5. Расчет и конструирование опорных узлов фермы.. 23

5.6. Расчет и конструирование центральных узлов фермы и стыков поясов фермы.. 26

5.6.1. Стык нижнего пояса. 27

5.6.2. Стык верхнего пояса. 28

5.6.3. Коньковый узел. 29

5.6.4. Центральный узел нижнего пояса. 29

5.6.5. Узел примыкания стойки С1 к нижнему поясу. 30

 

Введение:

Современные производственные здания проектируются по каркасному типу. Все конструкции, образующие здание, условно разделяют на несущие (балки, фермы, колонны и т.п.) и ограждающие (кровля, стеновые панели, переплеты остекления). Несущие конструкции воспринимают нагрузки, действующие на здание. Ограждающие конструкции защищают внутренние помещения здания от атмосферных воздействий. Некоторые конструкции могут являться одновременно несущими и ограждающими.

Настоящий проект каркаса одноэтажного деревянного здания разработан в соответствии с заданием на проектирование и действующими СНиП

Исходные данные:

Длина здания – 33.7 м

Пролет здания – 14.4 м

Высота перекрытия фермы– 4,5 м

Тип фермы – треугольная

Климатический район – 3

Группа конструкций по условиям эксплуатации – А1

Конструктивная схема здания

Проектируемое здание- одноэтажное, с несущим деревянным каркасом. Основу каркаса составляют последовательно расположенные с определенным шагом рамы, образованные двумя колоннами и ригелем, соединенные связями. Связи обеспечивают жесткость каркаса и геометрическую неизменяемость. В качестве ригеля используется сквозная конструкция – треугольная деревянная ферма. Шарнирное опирание ригеля на колонну. Колонны жестко заделаны в фундамент. Схематично здание показано на рис.1.1.

Рис.1.1.конструктивная схема здания

1- фундамент

2- Колонна

3- Ригель

Деревянная ферма

Основные элементы фермы проектируемого здания показаны на рис 1.2. Все элементы фермы в данном проекте выполнены из деревянного бруса, стойки выполнены из стального кругляка.

Высота фермы определяется по пролету:

Рис 1.2. основные элементы фермы

1- верхний пояс

2- нижний пояс

3- раскосы

4- стойки

Точки пересечения элементов фермы- узлы. Выделяем несколько характерных узлов:

5- опорный

6- коньковый

7- центральный узел нижнего пояса

Треугольная ферма с пролетом L = 14,4 м, шестипанельная, длина панели:

Определение шага рам

Шаг рам - расстояние между осями двух рядом стоящих рам. Оно зависит от нагрузок от покрытия и для теплой кровли составляет от 3,5-5 м. шаг рам у торцов здания составляет 0,8 от шага рам. Шаг рам при длине 33,7 м составляет 3,9 м, расстояние до осей крайних рам – 3,2 м. число шагов n=9

Установка связей

Конструктивная схема здания представлена на рис 1.3.

Рис. 1.3. конструктивная схема здания

1* вертикальные связи между фермами объединяют центральные стойки соседних ферм. Устанавливаются у торцов здания и через пролет.

2*- горизонтальные связи в плоскости кровли. Связывают ВП соседних ферм. устанавливаются в торцах здания и далее через каждые 30м.

3*- горизонтальные связи в плоскости НП. Объединяют нижние пояса ферм, устанавливаются в торцах здания и далее через каждые 30м.

4*-горизонтальные балки в плоскости стены

5*-вертикальные связи в плоскости стены – система раскосов между крайними (угловыми) стойками каркаса. Кроме торцов, такие связи устанавливают вдоль здания на расстоянии, не превышающем 30 м.