Проектування прольоту конструкції перону

Пермського державного технічного університету

КАФЕДРА БУДІВЕЛЬНИХ КОНСТРУКЦІЙ

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Конструкції з дерева і пластмас

до курсового проекту на тему:

Проектування прольоту конструкції перону

Виконав:

студент групи ПГС-06

Селезньов О.Г.

Перм, 2009р.

ЗМІСТ

Завдання на проектування

Вихідні дані

1 Розрахунок покриття

2 Статичний розрахунок рами

3 Конструктивний розрахунок рами

4 Витрата матеріалів

5 Розрахунок вузлів

Список літератури

ВИХІДНІ ДАНІ

- Місце будівництво - м. Соликамск;

- Сніговий район - V ( );

- Вітрової район - II ( );

- Умови експлуатації В2 - (нормальна зона вологості);

- Матеріал конструкцій - ялина;

1. РОЗРАХУНОК ПОКРИТТЯ

Покриття критого перону для автовокзалу являє собою листи склопластику, покладені по прогонів.

1.1 Підбір матеріалу обшивки

Навантаження, що діє на листи склопластику - снігова:

Відповідно до рекомендацій для панелей зі склопластику (див. Додаток) приймемо панель склопластику СПІ-Т (100/40х18), крок прогонів приймемо 0,6 м.

1.2 Розрахунок прогонів

Збір навантажень на 1 м ² покриття

Найменування навантаження Одиниці

вимірювання

Нормативна навантаження Коефіцієнт надійності за навантаженням γ _f Розрахункове навантаження

А. Постійні

1 власної. вага склопластику ( ) КН / м ² 0,0145 1,3 0,019

2 власної. вага прогону (орієнтовно) кН / м ² 0,1 1,1 0,11

Б. Тимчасова

3 Снігове навантаження, S = 3,2 кН / м ² кН / м ² 2,24 1 / 0, 7 3,2

Разом: кН / м ² 2,35 3,33

Статичний розрахунок прогону

Розрахункова погонне навантаження на прогін:

;

Розрахункову схему прогону приймемо розрізну, тоді

Розрахунковий проліт прогону

см,

де b - крок несучих конструкцій, а = 10 см - ширина опорної площадки прогону.

Максимальний згинальний момент у прогоні:

Прогін працює в умовах косого згину. Складові моменту щодо головних осей перерізу:

Конструктивний розрахунок прогону

Мінімальні розміри поперечного перерізу прогону виходять з умови забезпечення необхідної жорсткості при

Необхідний момент опору перерізу

см ^3.

Де

- Розрахунковий опір деревини вигину.

Необхідна висота перерізу:

c м.

Необхідна ширина перерізу:

c м.

За сортаментом пиломатеріалів приймаємо брус перерізом 75х175, з геометричними характеристиками:

, ,

Перевірку міцності не виконуємо, так як при підборі перерізу ми виходили з головної формули.

Необхідно перевірити прогин прогону від дії нормативного навантаження. Знаходимо складові прогину щодо головних осей:

см,

де кН / м.

см,

де кН / м.

Повний прогин прогону визначається за формулою

см < c м.

Жорсткість прогону забезпечена.

2. Статичний розрахунок РАМИ

Розрахунок поперечної рами проводиться на основне поєднання навантажень, що включає постійну, снігове і вітрове навантаження на всьому прольоті.

Збір навантажень

№

п / п

Найменування навантаження Одиниці виміру

Нормативна навантаження Коефіцієнт надійності за навантаженням γ _f Розрахункове навантаження

А. Постійні

1Собств. вага склопластику ( ) КН / м ² 0,0145 1,30, 019

Собств. вага прогону кН / м ² 0,13 1,1 0,143

Разом: 0,14 0,16

власна вага рами

кН / м ² 0,185 1,1 0,204

Разом: 0,325 0,364

Б. Тимчасова

2 снігове навантаження, S = 3,2 кН / м ² кН / м ² 2,24 1 / 0, 7 3,2

Разом: кН / м ² 2,56 3,56

Погонні розрахункові навантаження

;

Розрахункове значення вітрового навантаження:

;

Визначення зусиль в елементах рами

Розрахунок поперечної рами проводиться в програмному комплексі "Ліра", версія 9.0.

Ширину елементів рами призначимо 160 мм, висоту перерізу елементів призначаємо заздалегідь: .

3. КОНСТРУКТИВНИЙ РОЗРАХУНОК РАМИ

Конструктивний розрахунок має на меті визначити перерізу елементів рами і конструкцію вузлів.

Несучий каркас будівлі представлений у вигляді однопрогонових симетричних збірних рам з двосхилим ригелем. Рами вирішені по трехшарнирной схемою з шарнірними опорними і коньковим вузлів і жорсткими карнизними вузлами. Жорсткість останніх забезпечується сполученням ригеля із стійкою і дерев'яним підкосом, спільно сприймають вузловий згинальний момент.

Стійки рам спираються на стовпчасті бетонні фундаменти, що підносяться над рівнем підлоги на 20 см. Повна висота стійки h _ст = 4,8 м. Ухил покрівлі i = 1:10.

I варіант - підкіс на відстані 2 м

Розрахунок стійки

Стійку проектуємо клеєної з дощок товщиною з урахуванням острожки 22 мм, ширина перерізу 185 мм (з урахуванням бічний обробки поверхні). Висота перерізу визначається розрахунком.

Стійка працює як розтягнуто-зігнутих елементів.

Розрахунок розтягнуто-зігнутих елементів здійснюється за формулою:

Матеріал стійки - ялина першого сорту.

Найбільш несприятлива комбінація зусиль в стійці:

Необхідна площа перерізу:

0,8 - враховує вплив згинального моменту.

Приймаються (2 шару завтовшки 22 мм з урахуванням острожки).

Перевіряємо перетин:

, , ,

- Міцність забезпечена.

Конструктивно приймемо висоту стійки: см (6 шарів товщиною 22 мм з урахуванням острожки).

Розрахунок підкоса

Підкіс проектуємо клеєним з дощок товщиною з урахуванням острожки 32 мм, ширина перерізу 185 мм (з урахуванням бічний обробки поверхні). Висота перерізу визначається розрахунком.

Підкіс працює як центрально стислий елемент.

Розрахунок центрально-стиснутих елементів на стійкість здійснюється за формулою:

розрахунок міцності не виробляємо, так як

Матеріал підкоса - ялина другого сорту.

довжина підкоса 5,2 м.

Необхідна площа перерізу:

Приймаються (8 шарів товщиною 32 мм з урахуванням острожки).

Розрахункова довжина підкоса в площині (з площини) рами:

Найбільша гнучкість підкоса - з площини:

, ,

Перевіряємо перетин:

стійкість підкоса забезпечена.

Остаточно приймаємо розміри підкоса: ,

Розрахунок ригеля

Ригель проектуємо клеєним з дощок товщиною з урахуванням острожки 32 мм, ширина перерізу 185 мм (з урахуванням бічний обробки поверхні). Висота перерізу визначається розрахунком.

Ригель працює як стиснуто-зігнутих елементів.

Ригель на ділянці від точки перетину з підкосом до конькового вузла і на ділянці консольного звису має змінний перетин.

Найбільші зусилля в ригелі виникають у місці примикання підкоса:

Перетин ригеля ослаблене врізкою на глибину 2 см і болтом діаметром 16 мм, який скріплює накладки підкоса зі стійкою.

Розрахунок стиснуто-зігнутих елементів здійснюється за формулою:

Матеріал ригеля - ялина другого сорту.

Розрахункова довжина ригеля між коником і підкосом в площині рами:

Розрахункова довжина ригеля між коником і підкосом з площини рами:

Необхідний момент опору:

Необхідна висота перерізу:

Приймемо висоту перерізу 83,2 см (26 шарів товщиною 32 мм з урахуванням острожки).

F _розр - площа перерізу з урахуванням ослаблень:

F _розр = F - F _ОСЛ = 18,5 ∙ 83,2 - 18,5 ∙ (1,6 +2) = 1472,6 см ^2;

W _розр - момент опору з урахуванням ослаблення врізкою:

II варіант - підкіс на відстані 3 м

Розрахунок ригеля

Ригель працює як стиснуто-зігнутих елементів.

Найбільші зусилля в ригелі виникають у місці примикання підкоса:

Розрахунок стиснуто-зігнутих елементів здійснюється за формулою:

Матеріал ригеля - ялина другого сорту.

Розрахункова довжина ригеля між коником і підкосом в площині рами:

Розрахункова довжина ригеля між коником і підкосом з площини рами:

Необхідний момент опору:

Необхідна висота перерізу:

Приймемо висоту перерізу 73,6 см (23 шарів товщиною 32 мм з урахуванням острожки).

F _розр - площа перерізу з урахуванням ослаблень:

F _розр = F - F _ОСЛ = 18,5 ∙ 73,6 - 18,5 ∙ (1,6 +2) = 1295 см ^2;

W _розр - момент опору з урахуванням ослаблення врізкою:

Згинальний момент від дії поперечних і поздовжніх навантажень визначається за формулою (29) [1]:

де ξ - коефіцієнт, що враховує додатковий момент від поздовжньої сили внаслідок прогину елемента, що визначається за формулою (30) [1]:

тут F _бр - площа перерізу брутто, F _бр = 18,5 ∙ 73,6 = 1361,6 см ^2.

;

міцність ригеля в точці примикання підкоса забезпечена.

Розрахунок на стійкість плоскої форми деформування стиснуто-зігнутих елементів слід проводити за формулою:

Ригель раскреплена із площини. Розрахункова довжина з площини дорівнює

;

; ,

, ,

стійкість ригеля з площини забезпечена.

Розрахунок стійки

Стійка проектується клеєної з дощок товщиною з урахуванням острожки 32 мм, ширина перерізу 185 мм (з урахуванням бічний обробки поверхні). Висота перерізу визначається розрахунком.

Стійка працює як стиснуто-зігнутих елементів.

Найбільші зусилля в стійці: