2Конструкции (1209685)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Введение к разделу

В данном разделе разрабатывается конструктивная часть металлической рамы каркаса, а также монолитного междуэтажного перекрытия по штамп – настилу.

В качестве несущей конструкции выбрана металлическая рама, поскольку металл имеет наилучшее соотношение несущая способность – собственный вес. Помимо этого металлические конструкции легко и быстро монтируются.

В последние годы монолитные железобетонные конструкции, как более рентабельные, стали находить широкое применение в строительстве. В данном проекте существующее деревянное перекрытие заменено монолитным железобетонным перекрытием по штамп – настилу, который выступает в качестве опалубки.

2.1 Разработка несущих конструкций мансардного этажа

2.1.1 Конструктивная схема и нагрузки

Принятая схема несущих конструкций представляет собой рамно-связевую систему состоящую из рам, продольных и поперечных связей. Наибольший шаг рам равен 5415 мм.

Расположение связей показано на рисунке 2.1. Конструктивная схема рамы и действующие на неё нагрузки представлены на рисунке 2.2. Прогоны ниже уровня 1565 мм устанавливаются в зависимости от расположения окон с опиранием на поперечные стойки.

Рис.2.1 – Связи

Рис.2.2 – Рама и действующие нагрузки

2.1.1.1. Снеговая нагрузка.

Расчетная снеговая нагрузка на 1 м² горизонтальной поверхности земли определяется по формуле [3, (5)]:

S = (2.1)

где S₀ - нормативное значение веса снегового покрова на 1 м² горизон­тальной поверхности, принимаемое по [3, табл.4] в зависимости от снегово­го района. Место строительства: г. Хабаровск: II снеговой район, S₀ =0,7 кН/м²; - коэффициент конфигурации кровли. В соответствии с [3, прил.3*] =1; y_f = 1.4 - коэффициент надежности по нагрузке; y_f = 0,95 - коэффициент надежности.

S = 0,95 1,4 0.7 1=0.931 кН/м²

Нагрузка от снега на раму:

S_Ш = S В = 0,931 5,415 = 504 кг/м = 0,504 т/м.

2.1.1.2. Ветровая нагрузка

Ветровая нагрузка прикладывается к раме в виде рав­номерно распределенной по высоте и сосредо­точенной нагрузки в уровне перелома рамы (W).

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки определяется по формуле [3, п.6.3]:

(2.2)

где - нормативное значение ветрового давления. Место строительства: г. Хабаровск: III ветровой район, = 0,38 кН/м² [3, табл.5]; k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте; с - аэродинамический коэффициент; = 1.4 - коэффициент надежности по нагрузке.

Аэродинамический коэффициент ак­тивного давления с наветренной стороны С_е = 0,8; коэффициент пассивно­го давления с подветренной стороны С_е3 определяется по [3, прил. 4]: при отношении высоты рамы до перелома к пролёту Н / L = 2 / 11,38 = 0.18 и отношении длины здания к его ширине В_ад/ L = 26,86 / 11,38 = 2,36:

С_е3= -0,5.

Коэффициент k определяется интерполяцией по нормативным значениям [3, табл.6] и приведён в таблице 2.2:

Таблица 2.1 – Нормативные и рассчитанные коэффициенты k.

Найдём нормативное значение ветрового давления на каждой высоте без учёта аэродинамического коэффициента (рис. 2.4):

=0,38 0,599 0,95 1,4 = 0,303 кН/м²;

=0,38 0,66 0,95 1,4 = 0,421 кН/м²;

=0,38 0,674 0,95 1,4 = 0,430 кН/м²;

Рис. 2.4 – Определение эпюры ветрового давления.

Найдём средние значения давления полученных трапециевидных эпюр:

=(0.303+0.421)/2 =0,362 кН/м²;

=(0.421+0.430)/2 =0,426 кН/м²;

Получаем давления с наветренной и подветренной стороны:

= С_е B= 0.362 0,8 5,415 = 1,568 кН/м;

= С_е3 В= 0.362 0,5 5,415= 0,980 кН/м.

Сосредоточенная ветровая нагрузка W с наветренной и подветренной стороны:

W_н = B h С_е =0.426 5,415 0,7 0.8 = 1,291 кН = 0,1291 т;

W_п = B h С_е3 =0.426 5,415 0,7 0.5 = 0,807 кН = 0,0807 т;

2.1.2 Расчёт обрешетки под металочерепицу

Обрешетка под металочерепицу выполняется из досок сечением 25х50 мм с шагом 350 мм. Расчёт её заключается в определении шага прогонов (l) по условию предельных прогибов. Расчётная схема показана на рисунке 2.1.

Рис. 2.1 - Расчётная схема обрешётки

Расчётная нагрузка на обрешётку q_о состоит из веса черепицы, собственного веса обрешетки, снеговой нагрузки:

q_о =(4,50,351,05 + 0,050,0256001,2 + 91,30,35)= 345,1 Н/м;

Определим максимальный пролёт исходя из допустимых прогибов равных [l/150] [3, табл.19]:

, (2.1)

где - модуль упругости древесины равный 10000 МПа [16, п.3.5]; q_о – равномерно распределённая нагрузка на обрешётку; - момент инерции сечения обрешётки определяемый по формуле:

, (2.2)

где b – ширина сечения; h – высота сечения.

м.

Из конструктивных соображений принимаем шаг прогонов 0,9 м.

Проверяем обрешётку по прочности. Максимальный момент в середине пролёта:

М = q_оl²/8 = 345,10,9² / 8 = 34,94 Нм;

Напряжения в середине пролёта:

, (2.3)

где W – момент сопротивления сечения изгибу, определяемый по формуле:

, (2.4)

где b и h – то же что и в формуле 2.2.

МПа

Полученное напряжение меньше расчётного сопротивления для сосны второго сорта равного R_иm_д=130,8 = 10,4 МПа.

2.1.3 Расчёт несущих прогонов

Прогоны изготовляются из равнополочных уголков. Номер уголка по сортаменту определяется расчетами по прогибам и прочности. Расчётная схема и нагрузки на прогон показаны на рисунке 2.3.

Рис. 2.3 – Расчётная схема и нагрузки на прогон.

Расчётная нагрузка q состоит из веса черепицы, обрешетки, снега, брусков крепления и собственного веса уголков. Собираем нагрузку от черепицы, обрешетки и снега с полосы загружения шириной 0,9 м и длиной 1 м:

q_по = 345,10,9 = 887,4 Н;

Полная нагрузка на прогоны (нагрузка от собственного веса прогонов принимается в размере 20% от остальной нагрузки):

q_п = (887,4 + 0,10,160001,2)1,2 = 1,6071,2 = 1,929 кН/м.

Собственный вес 32,15 кг/м.

Определим требуемый момент инерции сечения исходя из допустимых прогибов равных [l/150] [3, табл.19]:

, (2.5)

где - модуль упругости стали равный 2,0610⁵ МПа [14, табл.63]; q_п – равномерно распределённая нагрузка на прогон;

Принимаем равнополочный уголок №12,5 по ГОСТ 8509-93 (масса 15,5 кг/п.м, размеры в см: b=12,5, t=0,8; А=19,7; Ix=294; x₀=3,36).

Уточнёная полная нагрузка на прогоны:

q_п = 1,607 + 155 = 1,762 кН/м.

Проверим принятый прогон по прочности. Максимальный момент в середине пролёта:

М = q_пB²/8 = 1,7625,415² / 8 = 6,46 кНм;

Требуемый момент сопротивления из уравнения 2.3:

Реальный момент сопротивления:

где = 235 МПа – расчётное сопротивление [14, табл.51*]; =1,05 – коэффициент условий работы по [14, табл.6* п.8б].

Поскольку W_тр < W_п прочность обеспечена.

2.1.4 Расчёт внутренних прогонов

Прогоны с внутренней стороны рассчитываются на действие изгибающего момента от собственного веса и веса утеплителя. Шаг принят таким же как и для несущих прогонов – 0,9 м. Нагрузка от собственного веса прогонов принимается в размере 20% от нагрузки утеплителя:

q_пв = (0,230,920001,2)1,2 = 0,49681,2 = 0,5962 кН/м.

Собственный вес 9,94 кг/м.

Требуемый момент инерции сечения по формуле 2.5:

Принимаем равнополочный уголок №9 по ГОСТ 8509-93 (масса 9,64 кг/п.м, размеры в см: b=9, t=0,7; А=12,3; I_x=94,3; x₀=2,47).

Уточнёная полная нагрузка на прогоны:

q_пв = 0,4968 + 0,0964 = 0,5932 кН/м.

Проверим принятый прогон по прочности. Максимальный момент в середине пролёта:

М = q_пвB²/8 = 0,59325,415² / 8 = 2,17 кНм;

Требуемый момент сопротивления из уравнения 2.3:

Реальный момент сопротивления:

Поскольку W_тр < W_п прочность обеспечена.

2.1.5 Расчёт поперечной рамы на ЭВМ

Ширина грузовой полосы для средней рамы В = 5,415 м. Определим расчётную нагрузку от веса покрытия и собственного веса рамы на 1 п.м (собственныё вес принят для двутавра №27):

q_р = (1,762 + 0,593)5,415 + 0,315 = 14,49 кН/м.

Определение усилий в раме производится при помощи программного комплекса «Лира 8.0».

Необходимые исходные данные приведены в таблице 2.2 (координаты и раз меры приведены в метрах). Номера узлов и стержней показаны на рисунке 2.2.

Таблица 2.2 – Исходные данные для расчёта на ПЭВМ.

Узлы

1

2

3

4

5

Коор.

Перем.

Коор.

Перем.

Коор.

Перем.

Коор.

Перем.

Коор.

Перем.

x

z

нет

x

z

Запрет Uy

x

z

Запрет Uy

x

z

Запрет Uy

x

z

нет

0

0

0.36

2

5.69

2.7

11.02

2

11.38

0

Приняты следующие схемы загружения:

1. Собственный вес и вес покрытия;

2. Ветровая нагрузка слева;

3. Снеговая нагрузка на весь пролёт;

Результаты расчета на ПЭВМ усилий М, N, и Q, а также расчётные сочетания нагрузок (РСУ) приведены в табл. 2.3 и 2.4 соответственно (максимальные значения выделены «жирным» шрифтом).

Таблица 2.3 – Усилия в раме (тс, тс*м).

Таблица 2.4 - Расчетные сочетания усилий (тс, тс*м).

2.1.6 Подбор высоты двутаврового сечения

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР