Особенность определения геометрических характеристик купола. Техническое проектирование плиты покрытия и арки. Проверка устойчивости плоской формы деформирования перекрытия. Расчет колонны на неизменность из плоскости как центрально-сжатого стержня.
Аннотация к работе
В целях снижения металлоемкости строительства в настоящее время широко распространяется применение строительных конструкций, изделий и материалов из дерева и пластмасс. Современные технологии позволяют придать деревянным конструкциям внешнюю привлекательность, легкость и надежность. Высокая экологичность и низкая энергоемкость обуславливают увеличение объемов применения деревянных конструкций. Основные цели данного курсового проектирования состоят в следующем: 1) знакомство с рациональными областями применения тех или иных конструкций из дерева и полимерных материалов; Данное курсовое проектирование состоит в последовательном решении следующих задач: выбор материалов для изготовления соответствующих элементов конструкций и назначить расчетные сопротивления, установить класс здания, степень огнестойкости и условия эксплуатации;Несущая конструкция покрытия - ребристый купол, который состоит из поставленных радиально по углам плоских трехшарнирных арок, опирающихся верхними концами в верхнее опорное кольцо, а нижними - на нижнее распорное кольцо, уложенное на колонны здания. По верху арок укладывают покрытие из плит трапецеидальной формы. Расстояние между арками по нижнему кольцу принимаем 5,850 м (рисунок 1. Устойчивость арок в плоскости, а также общую неизменяемость покрытия обеспечивают постановкой поперечных и вертикальных связей. Верхнее сжатое кольцо проектируем жестким, поскольку две полуарки, расположенные в одной диаметральной плоскости и прерванные кольцом, рассматриваются как единая трехшарнирная арка.Длина одного ребра: Средние кольцевые элементы, расположенные между опорным и верхним кольцами купола, образуют в плане многоугольники. Центральный угол дуги купола между средними кольцами. lc = 2 R sin , sin = , sin = = 0,06. Длина дуги купола, отсекаемая верхним кольцом: Lk = R·?k, Lk = 25·0,174 = 1, 7 м. Диаметры купола на уровнях расположения колец определяют по формуле: di = 2·R·sin?i,, где ?i-центральный угол между вертикальной осью купола и соответствующим рядом колец рядом. Стороны многоугольника на соответствующих уровнях определяют по формуле: ai = di · sin , ai = = = 22,50, sin = sin11,25 = 0,195. где = 16 - число ребер.Нагрузку от собственной массы несущей конструкции на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия определяют по формуле: , где - постоянная нормативная нагрузка на несущую конструкцию от собственной массы вышележащих конструкций (настилов, утеплителя кровли и др.), Н/м2. нормативная временная нагрузка от снега и ветра, если последняя совпадает по направлению с первой, приведенная к 1 м2 горизонтальной проекции, Н/м2. коэффициент, учитывающий собственную массу конструкции в зависимости от ее типа и определяемый по таблицам, приведенным в учебной и справочной литературе. Расход металла на несущие конструкции по зданию в целом вычисляют по формуле: , где = - коэффициент металлоемкости конструкции. 1-й вариант: , , 2-й вариант: Определяем расход лесоматериалов для изготовления несущих конструкций покрытия с учетом отходовТехнико - экономическое сравнение проводим в упрощенной форме, используя методику, изложенную в [9]. Расход древесины "в деле" на несущие конструкции по зданию м3 13,76 42,45 Расход лесоматериалов для изготовления несущих конструкций покрытия с учетом отходов м3 20,64 - Расход древесины на конструкции из цельных брусьев и досок м3 - 46,69 Общий расход древесины, приведенный к круглому лесу м3 33,2 75,18 Расход древесины «в деле» ниже в 3 раза у I варианта; расход клееной древесины ниже в 2,3 раза по сравнению с расходом пиломатериалов; общий расход древесины, приведенный к круглому лесу, также ниже в 2,1 раза; трудоемкость изготовления ниже на 37%.Для каркаса принимаем заготовки по рекомендуемому сортаменту лесоматериалов (ГОСТ 24454-80*) сечением 45?175 мм (высота сечения ребра принята примерно равной , что входит в рекомендуемые пределы ()). Рисунок 2.1 - Конструктивное решение плиты покрытия: 1 - строительная фанера, 2 - ребра, 3 - утеплитель, 4 - пароизоляция производится пленкой Строизол R, 5 - вентиляционное отверстие Стыки листов обшивок выполняют «на ус». Статическая расчетная схема обшивки при местном изгибе представляет собой балку пролетом а, имеющую прямоугольное поперечное сечение шириной 100 см и высотой (или ), которая защемлена на опорах (продольных ребрах). Нижняя обшивка работает на местный изгиб от постоянной нагрузки (), которая складывается из веса тепло-, пароизоляции и собственного веса нижней обшивки: Постоянная нормативная нагрузка на нижнюю обшивкуПри расчете купола не учитываем его пространственной работы, расчленим его на отдельные плоские арки пролетом 30 м и в запас прочности рассчитываем их на все виды нагрузок как плоские системы. Нагрузки, приходящиеся на 1 м2 плана здания, сведены в табл. Нагрузки от веса плит покрытия взяты из табл. В связи с небольшой высотой арки она не учитывается, так как почти не увеличивает усилий действующих в сечении арки (нагрузка в виде ветрового отсоса w).
План
Содержание
Введение
1. Вариантное проектирование
1.1 Определение геометрических характеристик купола
1.2 Технико-экономическое сравнение вариантов
1.3 Технико-экономическое сравнение
2. Техническое проектирование плиты покрытия
2.1 Проектирование плиты покрытия
3. Техническое проектирование арки
3.1 Статический расчет арки
3.2 Результаты расчетов арки в программе SCAD
3.3 Проверки прочности принятого сечения арки
3.4 Проверка устойчивости плоской формы деформирования арки
3.5 Проверка скалывающих напряжений
4. Проектирование колонны
4.1 Исходные данные
4.2 Определение нагрузок на колонну
4.3 Определение расчетных усилий в колонне
4.4 Расчет колонны на прочность по нормальным напряжениям и на устойчивость плоской формы деформирования
4.5 Расчет на устойчивость из плоскости как центрально-сжатого стержня
5. Расчет и конструирование узлов
5.1 Расчет верхнего опорного кольца
5.2 Расчет элементов башмака у нижнего опорного кольца
5.3 Расчет нижнего опорного кольца
5.4 Расчет узла защемления колонны в фундаменте
6. Обеспечение долговечности конструкции
6.1 Меры защиты от увлажнения и гниения. Конструктивные меры защиты