- •Курсовой проект
- •Содержание
- •1. Расчет ограждающих конструкций покрытия
- •Расчетные характеристики материалов
- •Расчет геометрических характеристик сечения плиты по Методу приведённого сечения
- •Конструктивный расчёт
- •1. Расчет по несущей способности и устойчивости
- •1,2 7,1
- •2. Расчет по деформациям
- •2. Расчёт фермы
- •2.1 Определение геометрических размеров фермы
- •2.2 Сбор нагрузок
- •2.3 Определение усилий в элементах фермы и подбор сечений
- •3. Расчёт и конструирование узловых соединений
- •3.1 Опорный узел
- •3.2 Узел примыкания раскоса к верхнему поясу
- •3.3 Средний узел нижнего пояса
- •3.4 Коньковый узел
- •4. Конструирование и расчет клеедощатой стойки
- •Список литературы
Расчетные характеристики материалов
Для фанеры δн= 7 мм, δв= 9 мм, Еф7= Еф9 = 9000 МПа;
Rф.р= 14.0 МПа - растяжение; Rф.ск= 0.8 МПа - скалывание;
Rф.с= 12.0 МПа-сжатие; Rф.ск.= 0,8 МПа – скалывание;
Rф.н= 6.5 МПа – изгиб поперёк волокон наружных слоёв;
Для древесины: Едр= 10000 МПа; Rн = 13,0 МПа – изгиб;
Rск= 1,6 МПа – скалывание.
Рис.1 Расчетная схема
Ввиду совместности работы деревянных рёбер и фанерных обшивок, имеющих разные модули упругости, конструктивный расчет следует выполнять по методу приведённого сечения.
δн= 0,007 м;
δв= 0,009 м;
hр=0,17 м;
bр=4*0,04=0,16 м;
Врасч.=0,9*1,5=1,35 м.
Рис.2 Приведенное сечение
Согласно этому методу геометрические характеристики приводят к тому материалу, в котором проверяется напряженное состояние. При расчете панели приводим к материалу обшивок (фанере), так как производим проверку их прочности как наиболее напряженных.
Расчет геометрических характеристик сечения плиты по Методу приведённого сечения
m = Едр/Еф= 10000/9000 = 1,111;
Fн = Врасч* δн= 1,35*0,007 = 0,0095 м2 ;
Fв = Врасч.*δв = 1,35*0,009 = 0,0122 м2;
h = δн+ hр+ δв = 0,007+ 0,17 + 0,009 = 0,186 м;
Fр = hр* bр*m = 0,17*0,16*1,111 = 0,03 м2;
Fпр= Fн + Fр + Fв = 0,0095 + 0,03 + 0,0122 = 0,0517 м2.
Статический момент относительно нижней плоскости нижней обшивки:
Sпр.ф=Fн* δн/2 + Fв*( h - δн/2) + Fр*( δн+ hр/2) = 0,0095 *0,007/2 + 0,0122* *(0,186 – 0,007/2) + 0,03*(0,007 + 0,17/2) = 0,005 м3;
yo= Sпр.ф/ Fпр = 0,005/0,0517 = 0,097 м;
Jпр.ф. = Fн*( yo- δн/2)2 + Fр*[ (hр/2)2+ ( yo- hр/2- δн)2 ]+ Fв*( h - yo- δв/2)2 = =0,0095 *(0,097 - 0,007/2)2 + 0,03*[(0,17/2)2/3 + (0,097 - 0,17/2 - 0,007)2] + +0,0122 *(0,186 - 0,097 - 0,009/2)2 = 0,243*10-3 м4;
Sпр.фп=Fн*( h - yo– hр/2) = 0,0095 *(0,186– 0,097 – 0,17/2) = 0,38 *10-4 м3;
Sпр.фо = Sпр.фп+ bр*( h - yo- δв)2 /2*m = 0,38*10-4 + 0,16*(0,186 - 0,097 -
- 0,009)2 /2*1,111 = 4,99*10-4 м3.
Таким образом, основные геометрические характеристики сечения составляют:
Jпр.ф .= 0,243*10-3 м4 – момент инерции, приведённый к фанере;
yo= 0,097 м –расстояние от нижней кромки до нейтральной оси;
Sпр.фп= 0,38*10-4 м3 – статический момент верхней обшивки, приведённой к фанере;
Sпр.фо= 4,99*10-4 м3 – статический момент отсеченной выше нейтральной оси части сечения, приведённый к фанере;
h = 0,186 м – полная высота панели.
Конструктивный расчёт
1. Расчет по несущей способности и устойчивости
1.1. Нормальные напряжения в растянутой обшивке
Рис.3 Разрушение растянутой обшивки
σ= = 5,537 МПа <Rфр*mф = 14*0,6 = 8,4 МПа.
где mф – коэффициент, учитывающий ослабление фанеры в стыке на «ус».
1.2 Устойчивость сжатой обшивки
,
где a - расстояние между рёбрами в свету.
а == 0,437 м;
Рис.4 Разрушение сжатой обшивки
σ == 10,7 МПа <Rфс = 12 МПа.
1.3 Местный изгиб верхней обшивки от сосредоточенного груза (монтажник с инструментами Р = 1,2 кН)
1,2 7,1
Рис. 5 Схема загружения панели
М== 7,16*10-2 кН*м;
м3;
=5,3 < R90фmн = 6,51,2 = 7,8 МПа,
7,1
где mн=1,2 - коэффициент, учитывающий кратковременное действие монтажной нагрузки.
с = а + bр/4 = 0,437+0,16/4 = 0,477 м – расстояние между рёбрами в осях.
Предполагается, что действие сосредоточенной нагрузки распределяется на ширину b=1 м, а расчетная схема при этом представляет собой балку с защемлёнными концами.
1.4 Скалывание по клеевому шву в местах приклейки верхней обшивки к рёбрам
Рис.6 Скалывание по клеевому шву
τ == 0,011 МПа <Rфск = 0,8 МПа.
1.5 Прочность рёбер на скалывание по нейтральной оси у опор
Рис.7 Скалывание ребер
τ = = 0,144 МПа <Rск = 1,6 МПа.