Название: Проектирование пролета конструкции перрона

Вид работы: курсовая работа

Рубрика: Строительство

Размер файла: 119.23 Kb

Скачать файл: referat.me-333275.docx

Краткое описание работы: 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 конструкции перрона

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Конструкции из дерева и пластмасс

к курсовому проекту на тему:

Проектирование пролета конструкции перрона

Выполнил:

студент группы ПГС-06

Селезнёв О.Г.

Пермь, 2009г.

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на проектирование

Исходные данные

1 Расчет покрытия

2 Статический расчет рамы

3 Конструктивный расчет рамы

4 Расход материалов

5 Расчет узлов

Список литературы

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

- место строительство - г. Соликамск;

- снеговой район – V ();

- ветровой район – II ();

- условия эксплуатации В2 – (нормальная зона влажности);

- материал конструкций – ель;

1. РАСЧЕТ ПОКРЫТИЯ

Покрытие крытого перрона для автовокзала представляет собой листы стеклопластика, уложенные по прогонам.

1.1 Подбор материала обшивки

Нагрузка, действующая на листы стеклопластика – снеговая:

В соответствии с рекомендациями для панелей из стеклопластика (см. Приложение) примем панель стеклопластика СПИ-Т (100/40х18), шаг прогонов примем 0,6 м.

1.2 Расчет прогонов

Сбор нагрузок на 1 м² покрытия

Наименование нагрузки Единицы

измерения

Нормативная нагрузка Коэффициент надёжности по нагрузке γ_f Расчётная нагрузка

А. Постоянные

1 Собств. вес стеклопластика () кН/м² 0,0145 1,3 0,019

2 Собств. вес прогона(ориентировочно) кН/м² ... 0,1 1,1 0,11

Б. Временная

3 Снеговая нагрузка, S= 3,2 кН/м² кН/м² 2,24 1/0,7 3,2

Итого: кН/м² 2,35 3,33

Статический расчет прогона

Расчетная погонная нагрузка на прогон:

;

Расчетную схему прогона примем разрезную, тогда

Расчетный пролет прогона

см,

где b – шаг несущих конструкций, а=10 см – ширина опорной площадки прогона.

Максимальный изгибающий момент в прогоне:

.

Прогон работает в условиях косого изгиба. Составляющие момента относительно главных осей сечения:

,

,

Конструктивный расчет прогона

Минимальные размеры поперечного сечения прогона получаются из условия обеспечения требуемой жесткости при

.

Требуемый момент сопротивления сечения

см³ .

Где

– расчетное сопротивление древесины изгибу.

Требуемая высота сечения:

cм.

Требуемая ширина сечения:

cм.

По сортаменту пиломатериалов принимаем брус сечением 75х175, с геометрическими характеристиками:

,

, ,

Проверку прочности не выполняем, так как при подборе сечения мы исходили из главной формулы.

Необходимо проверить прогиб прогона от действия нормативной нагрузки. Находим составляющие прогиба относительно главных осей:

см,

где кН/м.

см,

где кН/м.

Полный прогиб прогона определяется по формуле

см < cм.

Жесткость прогона обеспечена.

2. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАМЫ

Расчет поперечной рамы производится на основное сочетание нагрузок, включающее постоянную, снеговую и ветровую нагрузки на всем пролете.

Сбор нагрузок

№

п/п

Наименование нагрузки Единицы измерения

Нормативная нагрузка Коэффициент надёжности по нагрузке γ_f Расчётная нагрузка

А. Постоянные

1Собств. вес стеклопластика () кН/м² 0,0145 1,30, 019

Собств. вес прогона.................................................................... кН/м² 0,13 1,1 0,143

Итого: ............................................................................................ 0,14 0,16

собственный вес рамы

кН/м² 0,185 1,1 0,204

Итого: ............................................................................................ 0,325 0,364

Б. Временная

2 снеговая нагрузка, S= 3,2 кН/м² кН/м² 2,24 1/0,7 3,2

Итого: кН/м² 2,56 3,56

Погонные расчетные нагрузки

;

;

;

Расчетное значение ветровой нагрузки:

;

.

Определение усилий в элементах рамы

Расчёт поперечной рамы производится в программном комплексе “Лира ”, версия 9.0.

Ширину элементов рамы назначим 160 мм, высоту сечения элементов назначаем предварительно: .

3. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ РАМЫ

Конструктивный расчет преследует цель определить сечения элементов рамы и конструкцию узлов.

Несущий каркас здания представлен в виде однопролетных симметричных сборных рам с двускатным ригелем. Рамы решены по трехшарнирной схеме с шарнирными опорными и коньковым узлам и жесткими карнизными узлами. Жесткость последних обеспечивается сопряжением ригеля со стойкой и деревянным подкосом, совместно воспринимающими узловой изгибающий момент.

Стойки рам опираются на столбчатые бетонные фундаменты, возвышающиеся над уровнем пола на 20 см. Полная высота стойки h_ст = 4,8 м. Уклон кровли i =1:10.

I вариант – подкос на расстоянии 2 м

Расчет стойки

Стойку проектируем клееной из досок толщиной с учетом острожки 22 мм, ширина сечения 185 мм (с учетом боковой обработки поверхности). Высота сечения определяется расчетом.

Стойка работает как растянуто-изгибаемый элемент.

Расчет растянуто-изгибаемых элементов производится по формуле:

.

Материал стойки – ель первого сорта.

Наиболее неблагоприятная комбинация усилий в стойке:

Требуема площадь сечения:

,

0,8 – учитывает влияние изгибающего момента.

,

,

Принимаем (2 слоя толщиной 22 мм с учетом острожки).

Проверяем сечение:

,

,, ,

,

,

- прочность обеспечена.

Конструктивно примем высоту стойки: см (6 слоев толщиной 22 мм с учетом острожки).

Расчет подкоса

Подкос проектируем клееным из досок толщиной с учетом острожки 32 мм, ширина сечения 185 мм (с учетом боковой обработки поверхности). Высота сечения определяется расчетом.

Подкос работает как центрально сжатый элемент.

Расчет центрально-сжатых элементов на устойчивость производится по формуле:

,

расчет по прочности не производим, так как

.

Материал подкоса – ель второго сорта.

,

длина подкоса 5,2 м.

Требуемая площадь сечения:

,

,

Принимаем (8 слоев толщиной 32 мм с учетом острожки).

Расчетная длина подкоса в плоскости (из плоскости) рамы:

Наибольшая гибкость подкоса – из плоскости:

, ,

, ,

Проверяем сечение:

устойчивость подкоса обеспечена.

Окончательно принимаем размеры подкоса: ,

Расчет ригеля

Ригель проектируем клееным из досок толщиной с учетом острожки 32 мм, ширина сечения 185 мм (с учетом боковой обработки поверхности). Высота сечения определяется расчетом.

Ригель работает как сжато-изгибаемый элемент.

Ригель на участке от точки пересечения с подкосом до конькового узла и на участке консольного свеса имеет переменное сечение.

Наибольшие усилия в ригеле возникают в месте примыкания подкоса:

.

Сечение ригеля ослаблено врезкой на глубину 2 см и болтом диаметром 16 мм, скрепляющим накладки подкоса со стойкой.

Расчет сжато-изгибаемых элементов производится по формуле:

.

Материал ригеля – ель второго сорта.

Расчетная длина ригеля между коньком и подкосом в плоскости рамы:

.

Расчетная длина ригеля между коньком и подкосом из плоскости рамы:

.

Требуемый момент сопротивления:

,

Требуемая высота сечения:

,

Примем высоту сечения 83,2 см (26 слоев толщиной 32 мм с учетом острожки).

F_расч – площадь сечения с учетом ослаблений:

F_расч = F – F_осл = 18,5∙83,2 – 18,5∙(1,6+2) =1472,6 см² ;

W_расч – момент сопротивления с учетом ослабления врезкой:

,

,

II вариант – подкос на расстоянии 3 м

Расчет ригеля

Ригель проектируем клееным из досок толщиной с учетом острожки 32 мм, ширина сечения 185 мм (с учетом боковой обработки поверхности). Высота сечения определяется расчетом.

Ригель работает как сжато-изгибаемый элемент.

Ригель на участке от точки пересечения с подкосом до конькового узла и на участке консольного свеса имеет переменное сечение.

Наибольшие усилия в ригеле возникают в месте примыкания подкоса:

.

Сечение ригеля ослаблено врезкой на глубину 2 см и болтом диаметром 16 мм, скрепляющим накладки подкоса со стойкой.

Расчет сжато-изгибаемых элементов производится по формуле:

.

Материал ригеля – ель второго сорта.

Расчетная длина ригеля между коньком и подкосом в плоскости рамы:

.

Расчетная длина ригеля между коньком и подкосом из плоскости рамы:

.

Требуемый момент сопротивления:

,

Требуемая высота сечения:

,

Примем высоту сечения 73,6 см (23 слоев толщиной 32 мм с учетом острожки).

F_расч – площадь сечения с учетом ослаблений:

F_расч = F – F_осл = 18,5∙73,6 – 18,5∙(1,6+2) =1295 см² ;

W_расч – момент сопротивления с учетом ослабления врезкой:

,

,

Изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок определяется по формуле (29) [1]:

где ξ – коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле (30) [1]:

,

здесь F_бр – площадь сечения брутто, F_бр = 18,5∙73,6 = 1361,6 см² .

;

;

,

прочность ригеля в точке примыкания подкоса обеспечена.

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле:

Ригель раскреплен из плоскости. Расчетная длина из плоскости равна

.

,

,

;

,

; ,

, ,

,

,

устойчивость ригеля из плоскости обеспечена.

Расчет стойки

Стойка проектируется клееной из досок толщиной с учетом острожки 32 мм, ширина сечения 185 мм (с учетом боковой обработки поверхности). Высота сечения определяется расчетом.

Стойка работает как сжато-изгибаемый элемент.

Наибольшие усилия в стойке:

.

Расчет сжато-изгибаемых элементов производится по формуле:

.

Материал стойки – ель второго сорта.

Расчетная длина стойки:

.

Требуемый момент сопротивления:

,

Требуемая высота сечения:

,

Конструктивно примем высоту стойки: (6 слоев толщиной 32 мм с учетом острожки).

F_расч = F_бр = 18,5∙19,2 – 18,5∙(1,6+2) =355,2 см² ;

W_расч – момент сопротивления с учетом ослабления врезкой:

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле:

Стойка без раскреплений растянутой кромки.

; ,

, ,

,

,

устойчивость стойки из плоскости обеспечена.

Расчет подкоса

Подкос проектируем клееным из досок толщиной с учетом острожки 32 мм, ширина сечения 185 мм (с учетом боковой обработки поверхности). Высота сечения определяется расчетом. Подкос работает как центрально сжатый элемент.

Расчет центрально-сжатых элементов на устойчивость производится по формуле:

расчет по прочности не производим, так как

.

Материал подкоса – ель второго сорта.

,

длина подкоса 5,7 м.

Требуема площадь сечения:

,

,

Принимаем (7лоев толщиной 32 мм с учетом острожки).

Расчетная длина подкоса в плоскости (из плоскости) рамы:

Наибольшая гибкость подкоса – из плоскости:

, ,

,

,

Проверяем сечение

устойчивость подкоса обеспечена.

Окончательно принимаем размеры подкоса

, .

,

,

Изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок определяется по формуле (29) [1]:

где ξ – коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле (30) [1]:

,

здесь F_бр – площадь сечения брутто,

;

;

,

прочность стойки обеспечена.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.01.07-85. «Нагрузки и воздействия».-М.:1986.

2. СНиП II.25-80. «Деревянные конструкции. Нормы проектирования».-М.: 1982.

3. Пособие по проектированию деревянных конструкций. (к СНиП II-25-80). - М.: Стройиздат, 1986.

4. СНиП II-23-81*. Стальные конструкции: М., 1990. – 96 с.

5. А.В. Калугин Деревянные конструкции. Конспект лекций ПГТУ 2001.

6. И.М. Гринь “Строительные конструкций из дерева и пластмасс”. М., Стройиздат 1979.

7. В.Е. Шишкин “Примеры расчёта конструкций из дерева и пластмасс”. М., Стройиздат 1974.

8. Справочник проектировщика: «Металлические конструкции». АСВ, 1998.