Название: Конструкция склада минеральных удобрений
Вид работы: курсовая работа
Рубрика: Строительство
Размер файла: 74.59 Kb
Скачать файл: referat.me-333220.docx
Краткое описание работы: Методика расчета конструкции не утепленного покрытия кровельных щитов ели. Конструктивный расчет прогона. Порядок проверки опорного и конькового узлов на смятие и скалывание. Особенности обеспечения пространственной устойчивости деревянного сооружения.
Конструкция склада минеральных удобрений
Пермский государственный технический университет
Строительный факультет
Кафедра строительных конструкций
Курсовой проект
Выполнил: ст. гр. ПГС – 07
Кузнецов А.Л.
Проверил: Осетрин А.В.
Пермь, 2009 г.
1. Расчет плиты покрытия
1.1 Исходные данные
Уклон кровли 1 : 3
Материал обшивок панелей - кровельные щиты ель 2 сорта
Шаг несущих конструкций - 3,0м
Шаг прогонов - 2м
Район строительства - г. Пермь
Условия эксплуатации - В2
а =33°41'24"
1.2 Расчёт конструкции не утепленного покрытия
Расчёт деревянного щита покрытия.
А. постоянные нагрузки
q us = г . д = 6000 · 0,05 = 300 Н/м2
где г = 6000 - плотность древесины ели
д= 0,05 - толщина щита
Б. временные нагрузки Снеговая нагрузка
S = So · м = 3200 · 0,75 = 2400 Н/ м2
So = 3200 Н/м 2 - нормативное значение веса снегового
покрова (для V снегового района ) -где м – коэф. перехода от веса снегового покрова на земле к снеговой нагрузке на покрытии
=0,75
Ветровая нагрузка действует перпендикулярно плоскости щита и находится по формуле:
wm = w0 · kc
w0 = 300 Н/м2
k = 0,65 + · 8 = 0,81 (при h = 18м)
Сe = 0,2 + · 13,69 = 0,3369
wm = 300 · 0,81· 0,3369 = 81, 87 Н/см2
1.3 Сбор нагрузок
Нормативная Н/м2 | Коэф. Надежн. | Расчетная Н/м2 | |
Постоянные | |||
Масса щита покрытия | 300 | 1,1 | 330 |
Временные | |||
Снеговая, ветровая |
1500 81,87 |
1,6 1,4 |
2400 114,62 |
Итого: | 1881,87 | 2814,62 |
Расчетные погонные нагрузки
Собственный вес щита
q 1us = q us ∙ cosб ∙ B = 330 ∙ 0,832 ∙ 1 = 274,58 Н/м
Снеговая нагрузка
Sp S ∙ cos 2б ∙ B = 2400∙0,692∙1= 1660,08 Н/м
Ветровая нагрузка
Wp = Wm ∙ b = 186,2∙ 1 = 114,62 Н/м
1.4 Статический расчет щита
Щит рассчитывается по схеме 2-х пролетной балки
Расчетные сочетания нагрузок
Собственный вес+ снеговая нагрузка
q p1 = (q us +Sp) = 274,58 + 1660,08 = 1934,66 Н/м
2. Собственный вес + снеговая нагрузка + ветровая нагрузка
q p1 = q us + (W p + Sp) ∙ = 274,58 + (1660,08+114,62) ∙ 0,9 = 1871,81 Н/м
c∙k = 0,9
Максимальный изгибающий момент
M1 = =
= 967,33 Н∙м
M11 = =
= 935,91 Н∙м
1.5 Конструктивный расчет щита
Расчетные характеристики материала.
Расчет характеристик материала
Ru1 = 1300 ∙ 0,977 = 1275 H/см2
- Ru Расчетное сопротивление древесины на изгиб 1300 Н/см2
2. Ru11 = 1300 ∙ 0,977 ∙ 1,2 = 1530 Н/см2
1,2 – коэффициент кратковременной ветровой нагрузки
Требуемый момент ≥
W1 ≥ = 75,87 см3
W11 ≥ = 61,17 см3
W = = ( b = min 32мм)
Требуемая ширина досок (при ширине 1м)
W = =
= 104,17 см3
Нормативное напряжение.
у = = 893,38 Н/см2 < Ru = 1530 Н/см2
Относительный прогиб при первом сочетании нагрузок.
qн = (300∙ 0,832 + 2400 ∙ 0,692) ∙ 1 = 1910,4 Н/м
I = = 130,21 см4
=
∙
= 2,13 / 384
∙
=
<
=
2. Расчет разрезного прогона
2.1 Сбор нагрузок на прогон
q пр = 108,247 Н/м2
Нормативная Н/м2 | Коэф. Надежн. | Расчетная Н/м2 | |
Постоянные | |||
Масса щита покрытия | 300 | 1,1 | 330 |
Масса прогона | 108,247 | 1,1 | 119,075 |
Временные | |||
Снеговая | 1248,08 | 1,6 | 1990,92 |
Итого: | 1656,32 | 2445,99 |
Погонные нагрузки при шаге прогонов 2м
qн = 1656,32 ∙ 2 = 3312,64 Н/м
qр = 2445,99 ∙ 2 = 4891,98 Н/м
2.2 Статический расчет прогона
Прогон работает как балка на 2-х опорах, в условиях косого изгиба. Расчетный пролет прогона
lр = = 300 –
= 285 см
Максимальный изгибающий момент.
М = =
= 4966,89 Н∙м
Составляющие моменты относительно главных осей сечения
Мх = М ∙ cos б = 4966,89 ∙ 0,832 = 4132, 45 Н∙м
Му = М ∙ sin б = 4966,89 ∙ 0,555 = 2756, 62 Н∙м
2.3 Конструктивный расчет прогона
Проектируем прогон прямоугольного сечения. Минимальные размеры поперечного сечения прогона при косом изгибе получаются при отношении сторон:
з = =
=
= 1,225
Требуемый момент сопротивления сечения
Wтр = =
= 577,64 см3
Требуемая высота сечения.
hтр = = 16,19 см
b= см
Принимаем сечение прогона 15,0 х 15,0 х 300 см
Геометрическая характеристика сечения
Wx = = 562,5 см3
Ix = = 4218,75 см4
Проверка нормальных напряжений
у = +
=
+
= 1224,71<Ru = 1300 Н/см2
Проверка прогиба прогона при косом изгибе от нормативных нагрузок
fx= =
fy= =
f= = 0,363 <
= 1,5 см
3. Расчет арки
3.1 Сбор нагрузок
Постоянные нагрузки
Нормативная Н/м2 | Коэф. Надежн. | Расчетная Н/м2 | |
Постоянные | |||
Масса покрытия | 300 | 1,1 | 330 |
Масса прогона | 108,247 | 1,1 | 119,075 |
Масса арки | 545,51 | 1,1 | 600,06 |
Итого: | 953,76 | 1049,135 |
qпр = Н/м2
Постоянная прогонная нагрузка
qнпост = 953,76 ∙ 3 = 2861,28 Н/м
qпост = 1049,135 ∙ 3 = 3147,41 Н/м
Временные нагрузки
Снеговая нагрузка
Погонная нормативная снеговая нагрузка
qnсн= 3200∙3∙0,7∙0,75 = 5040 Н/м
Погонная расчетная снеговая нагрузка
Sp = Sg ∙м = 3200∙ 0,75∙3 = 7200 Н/м
Ветровая нагрузка
w0= 0,3 кН/м2 (2-й ветровой район)
w=w0∙ гf ∙ Ce ∙ k
гf = 1,4; Ceнав = 0,34; Ceподв = -0,4
i - участок с однозначной эпюрой давления
hi – высота участка с однозначной эпюрой давления
kсрi – усредненный коэффициент изменения ветрового давления по высоте
участок | высота | tg i | Ki |
i=1 i=2 i=3 |
5 10 20 |
0 0,03 0,02 |
0,5 0,65 0,85 |
kicpj = khj + ∙ tg i ;
kcp1= k5 + ∙ tg1 = 0,5
kcp2= k10 + ∙ tg2 = 0,65 +
0,03 = 0,8
kcp3= k20 + ∙ tg3 = 0,85 +
0,02 = 1,05
Расчетные значения ветровой нагрузки
w1нав = w0 ∙ гf ∙ Cенав ∙ kср1 = 0,3∙1,4∙0,34∙0,5=0,0714 кН/м2
w2нав = w0 ∙ гf ∙ Cенав ∙ kср2 = 0,3∙1,4∙0,34∙0,8=0,1142 кН/м2
w3нав = w0 ∙ гf ∙ Cенав ∙ kср3 = 0,3∙1,4∙0,34∙1,05=0,1499 кН/м2
w1подв = w0 ∙ гf ∙ Cеподв ∙ kср1 = 0,3∙1,4∙0,4∙0,5=0,084 кН/м2
w2подв = w0 ∙ гf ∙ Cеподв ∙ kср2 = 0,3∙1,4∙0,4∙0,8=0,134 кН/м2
w3подв = w0 ∙ гf ∙ Cеподв ∙ kср3 = 0,3∙1,4∙0,4∙1,05=0,176 кН/м2
Погонная расчетная ветровая нагрузка
w1нав = w1нав ∙ b = 0,105 ∙ 3=0,315 кН/м
w2нав = w2нав ∙ b = 0,168 ∙ 3=0,504 кН/м
w3нав = w3нав ∙ b = 0,22 ∙ 3=0,66 кН/м
w1подв = w1подв ∙ b = 0,84 ∙ 3=0,252 кН/м
w2подв = w2подв ∙ b = 0,134 ∙ 3=0,402 кН/м
w3подв = w3подв ∙ b = 0,176 ∙ 3=0,528 кН/м
3.2 Конструктивный расчет арки
Расчетное сочетание нагрузок
1-е сочетание: постоянная нагрузка + снеговая + Р↓
414,619 + 788,534 + 37,504 = 1240,66 кН/м
2-е сочетание: постоянная + снеговая + ветровая + Р↓
414,619 + (788,534 + 37,504 + 71,149) ∙ 0,9 = 1222,09 кН/м
Расчетные усилия: М= 1240,657 кНм
N= 328,866 кНм
Определяем предварительные размеры поперечного сечения арки:
Принимаем: h= 171,5см (49 слоев из досок у = 219мм, до острожки 225мм, фрезер пластей с 2-х сторон 5мм)
b= 33,85см (2 слоя из досок у = 219мм, до острожки 225мм, фрезер пластей с 2-х сторон 6 мм, из досок у = 119,5мм, до острожки 125мм, фрезер пластей с 2-х сторон 5,5мм)
Сечение 171,5 х 33,85 см
171,5 х 32,85 см (фрезер с 2-х сторон 10мм)
Расчет арки на прочность
Данный расчет выполняем в соответствии с указаниями СНиП II-25-80* п.4.17
Мд
– изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформационной схеме.
Определение гибкости
л =
l0 = 0,5 ∙ 64,9 = 32,45 м
S = 64,9м = длинна арки
r = радиус инерции сечения элемента с максимальными размерами брутто
r =
л = = 65,56 при л = 65,56 < 70→
ц = 1- a
Коэффициент a = 0,8 для древесины
Ru = 15∙1∙1∙1,01∙0,8 = 12,12 МПа
Nk = 250,198 кН
о = 1-
Мд = 1312,86 кНм
0,874 < Rc = 1,212
При данном значении прочность конструкции обеспечена
3.3 Расчет на устойчивость плоской формы деформирования
Для сжато - изгибаемых элементов при отрицательном изгибающем моменте:
где:
Fбр - площадь брутто с максимальными размерами сечения на участке lр
Wбр – Максимальный момент сопротивления брутто на участке l1
n2 – для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования и n=1 для элементов, имеющих такие закрепления
ц – Коэффициент продольного изгиба, определяется по формуле (8)
для гибкости участка элемента расчетной длинной lp из плоскости деформирования
цм – коэффициент определяемый по формуле (23)
цм = 140
где:
lр – расстояние между опорными сечениями элемента, а при закреплении сжатой кромки в промежуточных точках от смещения из плоскости изгиба расстояние между этими точками.
b – ширина поперечного сечения.
h – максимальная высота поперечного сечения на участке lp
kф – коэффициент зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке lp
kф = 1,13
Принимаем lp = 2м
цм = 140 ∙
r = 0,289∙b = 0,289∙32,85 = 9,49 см
л = =
= 21,08 < лпред = 120
ц = = 6,75
о = коэффициент изменяющейся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы, вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле:
о = 1- =1-
= 0,993
Мд = =
= 1249,403 кНм
0,443 ≤1
Данное условие выполнено
3.4 Расчет узлов арки
3.4.1 Опорный узел
Расчетные усилия N = -393,06 кН
Q= 150,44 кН
Пролет арки 54м > 18м → конструктивно узел решается в виде плиточного шарнира.
Принимаем hш = 10 см
Из условия размещения болтов назначаем размеры:
S1 =6 ∙ d = 6 ∙ 30 = 180 мм
S2 =3 ∙ d = 3 ∙ 30 = 90 мм
S3 =2,5 ∙ d = 2,5 ∙ 30 = 75 мм (80мм)
d = 30мм – диаметр болта
Толщину башмака принимаем конструктивно 20мм. Проверяем условие, чтобы равнодействующая усилий в наиболее нагруженном болте от действия расчетной поперечной силы Q и момента в башмаке Мб не превышала его минимальной несущей способности.
Rб =
Rб – равнодействующие усилие в максимально нагруженном болте
[Т6] - минимальная несущая способность одного среза болта
Мб - расчетный момент в башмаке M6=Q∙ e
е - расстояние от оси шарнира до центра болтового соединения
nб - число болтов в крайнем ряду, ║ оси элемента
mб - общее число болтов в башмаке
Zi - расстояние между осями болтов в направлении ┴ оси элемента
Zmax - максимальное расстояние между осями болтов в том же направлении
У Zi - сумма квадратов расстояний между рядами болтов
e = 180 ∙ 0,5 +180 + 20 + 50 = 340 мм
Мб = 150,44 ∙ 0,34 = 51,15кНм = 5115 кН см
У Zi = 92 +272+452 = 2835 см2
Rб = = 42,49 кН <
∙ nш = 45 кН
= 2,5∙ d2 = 2,5 ∙ 32 = 22,5 кН
Проверка опорного узла на смятие под углом к волокнам
усм = < Rсмб ∙ kN
Rсмб - расчетное сопротивление смятию древесины под углом к волокнам
kN - коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений под кромками башмаков
Fсм = 54 ∙ 61 = 3294 см2
Rсмб = 7,19 МПа
0,12 кН/см2 < 0,719 ∙ 0,35 = 0,25 кН/см2
Проверка на скалывание по клеевому шву в опорном узле
ф =
Sx = =
25116,75 см3
Ix = =
1021414,5 см4
ф = 0,069 кН/см2 < Rск = 0,14 кН/см2
Прочность на скалывании обеспечена.
3.4.2 Коньковый узел
Расчетные усилия: N= -250,198 кН
Q= 166,799 кН
Н = N cos б + Q ∙ sin б = -250.198 0,832 + 166.799 ∙ 0,555 = - 115,59 кН
Н - горизонтальная составляющая усилий
R = Q cos б - N ∙ sin б = 166,799 ∙ 0,832 + 250,198 ∙ 0,555 = 277,63 кН
R - вертикальная составляющая усилий
Коньковый узел конструктивно решается как опорный. Диаметр болтов назначаю такой же, т.е. d =30 мм. Толщина пластины башмака 20 мм.
е = 340мм
Mб = R ∙ е = 277,63 ∙ 0,34 = 94,39 кН м = 9439 кН см
У Zi2 = 92 + 272 + 452 = 2835 см2
Rб = 37,96 кН < [Тб] ∙ nш = 38,82 кН
[Тб] = 2,5 ∙ d 2 ∙ = 2,5 ∙ 32 ∙
= 19,48 кН
Kб – коэффициент используемый при передаче усилий от панелей под углом к волокнам.
Проверка конькового узла на смятие под углом к волокнам
усм =
Rсмб – расчетное сопротивление смятию древесины под углом к волокнам
kN – коэффициент учитывающий концентрацию напряжений под кромками башмаков.
Fсм = 54 ∙ 81= 4374 см2
Rсмб = 7,19 МПа
0,026 кН/см2 < 0,719 ∙ 0,35 = 0,25 кН/см2
Проверка конькового узла на скалывание по клеевому шву:
ф = 0,044 кН /см2 < Rскб = 0,14 кН/см2
Rскб = 0,14 кН/см2 – расчетное сопротивление древесины скалыванию под углом к волокнам:
Rскб = 1,4 МПа = 0,14 кН/см2
4. Обеспечение пространственной устойчивости сооружения
В сооружении плоскостные несущие конструкции при помощи связей в продольном направлении объединяются в общую систему, которая доводиться до неподвижных частей, эта система обеспечивает пространственную неизменяемость, устойчивость, прочность и жесткость конструкции от воздействий внешних сил любого направления при расчетном сочетании нагрузок.
По конструктивному признаку связь - скатная с крестовой решеткой.
Блоки связей спаренные, так как пролет более 18 метров (54м), расположены в торцовых секциях и через 24 метра. Всего 4 блока связей с каждой стороны, что обеспечивает пространственную неизменяемость, устойчивость, прочность и жесткость конструкции.
Похожие работы
-
Проектирование пролета конструкции перрона
Конструирование крытого перрона для автовокзала. Характеристика покрытия, подбор материала обшивки, расчет прогонов. Статистический расчет поперечной рамы, особенности конструктивного расчета. Определение прочностных свойств ригеля, подкоса, стойки.
-
Проектирование пролета в виде арки из балок
Расчет клеефанерной панели рамы с ригелем в виде арки треугольного очертания с затяжкой. Определение параметров трехшарнирной арки, ее статический расчет и определение усилий в сечениях. Проектирование конькового и опорного узла, крепления стойки.
-
Конструирование здания птичника
Описание геометрической схемы конструкции птичника. Расчет рамы, ветровой нагрузки, проверка прочности биссектрисного сечения, конструктивный расчет. Проверка сечения арки на скалывание по клеевому шву. Меры защиты конструкций от загнивания и возгорания.
-
Каркас одноэтажного деревянного здания
Конструктивная схема здания. Деревянные фермы. Выбор шага рам. Связи. Конструирование покрытия здания. Конструкция покрытия. Подбор рабочего настила. Подбор сечения стропильных ног. Подбор сечения прогонов. Расчет и конструирование элементов ферм.
-
Деревянные конструкции одноэтажного промышленного здания
Рулонное покрытие по двойному настилу из досок в двух направлениях, уложенных по прогонам, опирающимся на треугольную ферму. Максимальный изгибающий момент на середине опоры. Проверка жесткости настила. Проверка прочности по касательным напряжениям.
-
Проектирование одноэтажного здания с несущим деревянным каркасом
Конструирование и расчет покрытия здания. Определение усилий в стержнях ферм. Расчет опорного узла на натяжных хомутах и центрального узла нижнего пояса. Подбор сечения рабочего настила, стропильных ног и прогонов. Расчет и конструирование узлов ферм.
-
Проектирование крытого рынка
Расчет конструкции покрытия. Статический расчет щита. Основные геометрические размеры рамы. Сбор нагрузок на раму. Расчет сочетаний нагрузок. Эпюра продольных и поперечных сил по 2 РСН. Подбор сечения полуарки. Проверка прочности биссектрисного сечения.
-
Проектирование конструкций из дерева и пластмасс плавательного бассейна
Расчет клееных элементов из фанеры и древесины по методу приведенного поперечного сечения. Компоновка плиты перекрытия и ее теплотехнический расчет. Определение геометрических характеристик, проверка максимальных напряжений в растянутой фанерной обшивке.
-
Стальной открытый навес в г Темрюке
Агентство по образованию и науке Российской Федерации Кубанский государственный технологический университет Кафедра Строительные конструкции и гидротехнические сооружения
-
Проектирование зерносклада
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Пермский государственный технический университет Строительный факультет Кафедра строительных конструкций