Проектирование конструкций покрытия и несущего каркаса здания (сооружения)

Оглавление
Задание
Введение
1. Определение действующих нагрузок
2. Расчет ограждающих конструкций покрытия
2.1. Утепленная клеефанерная плита (панель) под рулонную кровлю
3. Определение усилий в элементах каркаса
3.1. Гнутоклееная трехшарнирная рама
4. Подбор сечений и конструктивный расчет ригеля и колонн
5. Расчет основных узлов несущих конструкций
6. Обеспечение пространственной устойчивости здания
7. Разработка основных вопросов монтажа
8. Мероприятия по обеспечению долговечности конструкций из дерева и пластмасс
Список литературы

Несущая способность болта на один рабочий шов составляет:Требуемое количество болтов, которое размещается во втором (верхнем) ряду:Принимаем: Требуемое количество болтов, которое размещается во втором (верхнем) ряду:Принимаем: Полная высота накладок принимается из условия:При двухрядном расположении болтов по высоте накладки расстояние между рядами принимается из условия:Принимаем: При двухрядном расположении болтов по высоте накладки расстояние от болтов до края накладки принимается из условия:Принимаем: Полная высота накладки:Полная длина накладки:Изгибающий момент, действующий в сечении накладки:Геометрические характеристики сечения накладки:Момент инерции накладки сечением 175х75 мм, ослабленным двумя рядами болтов диаметром Ø16 мм:Момент сопротивления накладки сечением 175х75 мм, ослабленным двумя рядами болтов диаметром Ø16 мм:Напряжение смятия в накладках сечением 175х75 мм составляет:где:- расчетное сопротивление изгибу для древесины IIсорта.Условие прочности выполняется.Рис. 5.4. Конструкция полурамы гнутоклееной рамы6. Обеспечение пространственной устойчивости зданияСвязи между вертикальными элементами (стойками) гнутоклееных трехшарнирных рам в составе здания называются вертикальными.Связи между наклонными элементами (ригелями) гнутоклееных трехшарнирных рам в составе здания называются горизонтальными.Продольными и одновременно горизонтальными связями в покрытии являются фанерные плиты покрытия. Плиты покрытия формируют цельный диск жесткости, который воспринимает сдвигающие горизонтальные усилия.Поперечные связи в покрытии устанавливают в плоскости верхних граней стропильных конструкций. Продольные и поперечные связи вместе с поясами несущих конструкций покрытия образуют связевые конструкции, которые располагают в торцах здания, а также в промежуточных секциях на расстоянии друг от друга не более 30 м.В тех же секциях располагают вертикальные связи по колоннам.Объединенные связями плоскостные КДиП в составе здания образуют сложную пространственную систему, которая воспринимает нагрузки, действующие на здание (каркас) в любом направлении, обеспечивая неизменяемость покрытия и каркаса здания. 7. Разработка основных вопросов монтажаМонтаж несущих и ограждающих конструкций здания производится при помощи подъемных механизмов (кранов) в соответствии с действующими технологическими регламентами на производство строительно-монтажных работ.Основным вопросом, связанным с производством монтажа деревянных конструкций является расчет необходимых технических характеристик подъемных механизмов (кранов):Расчетные характеристики для выбора подъемного крана:1. Грузоподъемность крана, Qк:Qк = Qэл. + Qстроп.;где:Qэл.- вес монтируемого элемента: самого тяжелого или расположенного наиболее высоко и далеко от монтажного механизма; Qстроп. – вес захватного приспособления.2. Высота подъема крюка кранаHк = h0 + hзап. + hэл. + hстроп. ;где:h0 – высота от отметки поверхности земли до отметки, на которую устанавливается монтируемый элемент;hзап. – высота запаса по высоте над опорной конструкцией (или выступающими элементами здания), над которой монтируемый элемент перемещается к месту укладки в проектное положение;hэл. – высота монтируемого элемента;hстроп. – длина (высота) строп захватного приспособления.3. Вылет стрелы кранаОпределяется графическим способом или назначается в соответствии с принятой схемой движения крана на строительной площадке.Для монтажа гнутоклееных трехшарнирных рам является рациональным применение автомобильных кранов грузоподъемностью 4-10 т, которые осуществляют монтаж элементов здания по монтажной схеме: монтаж с внешней стороны здания, параллельно ее длинной стороне. Другим вопросом, связанным с монтажом элементов каркаса и покрытия, является выбор захватного (такелажного) приспособления. Для монтажа линейных конструктивных элементов оптимальным является применение специальных траверс.Оставшиеся вопросы монтажа несущих конструкций здания связаны с организацией рабочей зоны, календарным планом возведения здания, графиками движения строительных материалов, конструкций, строительного персонала – решаются в рамках разработки проекта производства работ (ППР). 8. Мероприятия по обеспечению долговечности конструкций из дерева и пластмассНадежность и долговечность деревянных конструкций в течение проектного срока эксплуатации обеспечивается защитой древесины.Под защитой древесины предполагается комплексная система действий и мероприятий, результат которых направлен на обеспечение проектного срока эксплуатации конструкций, сохранение несущих (прочностных) характеристик, предотвращение их гниения и разложения, обеспечения стойкости к воздействиям окружающей среды. Средства защиты древесины применяются в составе комплекса мероприятий и по отдельности, в составе системы планово-предупредительных осмотров и ремонтов или индивидуально. Наиболее распространены: антисептические пропитки или комбинированные пропиточные составы, окрасочные составы: грунтовки, краски и лаки.Среди опасных факторов, влияющих на надежность и долговечность древесины, выделяются:деформации сечения конструкций;растрескивания по длине или ширине сечения;биологические повреждения;огневое воздействие.Защита древесины от загнивания и поражения насекомымиДля защиты от деформаций и растрескивания применяются водостойкие и водоотталкивающие составы, препятствующие проникновению влаги в толщу древесины.Антисептики, защищающие от воздействия биологических разрушений, подразделяются на несколько групп: водорастворимые (на водной основе);маслянистые (на основе масла);органическиена основе растворителей;комбинированные.Антисептики — это химические вещества, которые убивают грибы, вызывающие гнили, или создают среду, в которой их жизнедеятельность прекращается. Антисептики должны обладать токсичностью только по отношению к грибам и быть безвредными для людей и животных, не ухудшать качества древесины, по возможности не вызывать коррозию металлических креплений. Антисептики не только убивают грибок или личинки дереворазрушающих насекомых, но и предотвращают их дальнейшее появление и развитие. Обработке антисептиками подвергаются только хорошо высушенные готовые изделия.Естественная сушка производится на открытом воздухе, под навесами (для защиты от дождя и солнечных лучей) или в закрытых помещениях, с тем чтобы материал принял воздушно-сухое состояние (15... 20%). Такая сушка длится недели и даже месяцы, она не исключает поражения древесины грибами. Ее достоинством является отсутствие расхода тепловой энергии (топлива). Искусственная сушка осуществляется в короткие сроки, например в течение нескольких дней или часов. Она полностью исключает возможность заражения грибами и обеспечивает высокое качество древесины. Имеется несколько разновидностей искусственной сушки. Камерная сушка производится в сушилках периодического и непрерывного действия в течение нескольких суток. Теплоносителем служат нагретый воздух, пар или дымовые газы с температурой 70...80°С. Также производится сушка древесины в электрическом поле высокой частоты. Древесина быстро и равномерно прогревается между электродами и высушивается в 10...20 раз быстрее, чем при камерной сушке. Но этот вид сушки очень дорог и требует большого расхода электроэнергии. Существует еще целый ряд конструктивных мер для предотвращения загнивания древесины — изоляция ее от грунта, каменной кладки, бетона, устройство проветривания деревянных конструкций, защита от атмосферных осадков лакокрасочными покрытиями или гидроизоляционными материалами. Краски и лаки несут не только декоративную функцию, придавая древесине цвет, блеск или образовывая матовую поверхность, но и обладают защитными свойствами. Современные лакокрасочные покрытия отличаются высокой паропроницаемостью, позволяют древесине «дышать» и деформируются вместе с её поверхностью без образования трещин.Но эти меры не всегда могут полностью предохранить древесину от увлажнения и возникает необходимость в антисептировании деревянных материалов и изделий. Защита древесины от возгоранияДревесина относится к легковозгораемым материалам. Ее возгорание происходит при температуре 260... 290С, а при нагревании выше 350°Сдеревянные материалы и конструкции воспламеняются из-за выделяющихся газов, поэтому деревянные конструкции удаляют от источников нагревания; деревянные элементы покрывают штукатуркой и/или облицовывают несгораемыми материалами (например, асбестоцементными); окрашивают огнезащитными красками или пропитывают специальными веществами, которые называются антипиренами. Огнезащитное действие антипиренов основывается на том, что при нагревании древесины антипирены образуют оплавленную пленку на поверхности древесины, которая защищает конструкцию от дальнейшего воздействия. Другим возможным действием антипирена является выделение негорючих газов, оттесняющих воздух и выделяемые деревом при нагревании горючие газы от поверхности древесины. В качестве антипиренов применяют буру, хлористый аммоний, фосфорнокислый натрий и аммоний, сернокислый аммоний. Обработка антипиренами производится теми же способами, что и антисептирование.Список литературы1. Филимонов Э.В., Гаппоев М.М., Ермоленко Л.К. и др. Конструкции из дерева и пластмасс./ Под ред.Э.В.Филимонова.6-е изд., перераб.и доп. М.: АСВ, 2004. 2. СНиП II-25-80 Деревянные конструкции. Нормы проектирования. – М., 20023. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М.: Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2003 - 44 с. 4. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1991.5. Ушаков А.Ю. и др. Примеры расчета ограждающих конструкций. - Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс. – М.: МГСУ, 20076. Серова Е.Т. и др. Конструкции и расчет гнуто-клееных рам и рам с соединением ригеля и стойки на зубчатый шип. – Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс. – М.: МГСУ, 20087. Арленинов Д.К. и др. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования /Учеб.пособие для Вузов / - М.: Издательство АСВ, 20068. Справочные материалы по проектированию деревянных конструкций. - М.: МГСУ, 2009