- •Конструкции из дерева и пластмасс
- •«Северный (Арктический) федеральный университет имени м.В. Ломоносова» конструкции из дерева и пластмасс
- •10 Декабря 2013
- •1.Тема и объём курсового проекта
- •2. Задание на проектирование
- •3. Компоновочная часть технического проекта
- •4. Общие положения по расчёту
- •5.Требования к материалам конструкций
- •6. Расчётные характеристики материалов
- •Объем работы
- •Порядок выполнения проекта, объем этапов
- •К расчёту конструкций из дерева и пластмасс
- •Сортамент пиломатериала Сортамент пиломатериалов гост 24454-80*е
- •Конструктивные требования и ограничения при проектировании металлических элементов Болтовые соединения
- •Расстояния при размещении болтов
- •Оглавление
- •Конструкции из дерева и пластмасс
Объем работы
Пояснительная записка включает 30...40 страниц текста и 2 (1,5) листа чертежей формата А-1. В пояснительной записке необходимо изложить все этапы выполняемой работы с необходимыми эскизами, обоснованием принятых конструктивных решений, расчетами.
Дата выдачи задания ___________________
Срок сдачи проекта ___________________
Руководитель проекта ___________________
Порядок выполнения проекта, объем этапов
1. Компоновочная часть - 1-ая неделя по графику (10... 15 %)
1.1. Определение основных размеров несущих конструкций.
1.2. Разбивка сетки колонн и расположение в плане по габаритам здания основных несущих конструкций.
1.3. Конструктивное решение крыши и стен.
1.4. Разработка системы связей продольного и торцевого фахверков.
2. Расчетно-конструктивная часть - 2-4-ая недели по графику
(50... 60%)
2.1. Расчет элементов крыши.
2.2. Определение нагрузок на несущие конструкции.
2.3. Статический расчет основных несущих конструкций.
2.4. Конструктивный расчет, включающий подбор сечений, конструирование и расчет узлов и сопряжений.
2.5 Расчет и конструирование крепления основной стойки к фундаменту.
2.6 Конструирование связей жесткости для обеспечения общей устойчивости.
2.7 Определение расхода материала и стоимости основных несущих конструкций.
2.8 Указания по изготовление, защите, транспортировке и монтажу конструкций.
3. Графическая часть - 5-6 - я недели по графику (30...35%)
На первом листе изображают поперечник здания, план, продольный и торцевой фасад с раскладкой ограждающих конструкций и связям, конструированию ограждения.
На втором листе изображают основные несущие конструкции с элементами ограждения (поперечники и разрезы здания), основные детали конструкций и узлы, спецификаций материалов и технико-экономические показатели. Масштаб 1:20 (250 - 1:10).
Приложение 2
К расчёту конструкций из дерева и пластмасс
Таблица 1
Температурно-влажностные условия эксплуатации |
Характеристика условий эксплуатации конструкций |
Максимальная влажность древесины для конструкций, % |
|
из клееной древесины |
из неклееной древесины |
||
А1 А2 А3
Б1 Б2 Б3
В1 В2 В3
Г1
Г2
Г3 |
Внутри отапливаемых помещений при температуре до +350С, относительной влажности воздуха, % < 60 60+75 75+95 Внутри неотапливаемых помещений: в сухой зоне в нормальной зоне в сухой и нормальной зонах с постоянной влажностью в помещении более75% и во влажной зоне На открытом воздухе: в сухой зоне в нормальной зоне во влажной зоне В частях зданий и сооружений: соприкасающихся с грунтом или находящихся в грунтах постоянно увлажняемых
находящихся в воде |
9 12 15
9 12 15
9 12 15
-
-
- |
20 20 20
20 20 25
20 25 25
25
не ограни-чивается
|
Примечания:
1. Применение клееных деревянных конструкций в условиях эксплуатации А1 при относительной влажности воздуха ниже 45% не допускается.
2. В неклееных конструкциях, эксплуатируемых в условиях В2, В3, когда усушка древесины не вызывает расстройства или увеличения податливости соединений, допускается применять древесину с влажностью до 40%, при условии её защиты от гниения.
Таблица 2
Материалы склеиваемых элементов и условия эксплуатации |
Типы и марки клеев |
Древесина и древесина с фанерой в конструкциях для условий эксплуатации:
кроме Г1, Г2, Г3 кроме А1, Б1, В1, Г1, Г2 и Г3
для условий эксплуатации А2 и Б2 для условий эксплуатации А2 |
Резорциновые и фенольно- резорциновые (ФР-12, ФРФ-50) Алкил - резорциновые и фенольные (ФР-100, ДФК-1АМ, СФЖ-3016, СФХ) Карбамидно-меламиновые (КС-В-СК) Карбамидные (КФ-5, КФ-Ж, КФ-БЖ) |
Таблица 3
Напряжённое состояние и характеристика элементов |
Обозначение
|
Расчётные сопротивления для сортов древесины, МПа/кгс/см2, |
||
1-го |
2-го |
3-го |
||
1.Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон: а) элементы прямоугольного сечения ( за исключением указанных в пп.б,в высотой до 50 см ) б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см
в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см
г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчётном сечении
2. Растяжение вдоль волокон: а) неклееные элементы
б) клееные элементы
3. Сжатие и смятие по всей площади поперёк волокон
4. Смятие поперёк волокон местное: а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов
б) под шайбами при углах смятия от 90 до 600 |
Rи, Rс, Rсм
Rи, Rс, Rсм
Rи, Rс, Rсм
Rи, Rс, Rсм
Rр
Rр
Rс90, Rсм90
Rсм90
Rсм90
|
-
|
|
-
-
|
Продолжение табл. 3
Напряжённое состояние и характеристика элементов |
Обозначение
|
Расчётные сопротивления для сортов древесины, МПа/кгс/см2, |
|||
1-го |
2-го |
3-го |
|||
5. Скалывание вдоль волокон: а) при изгибе неклееных элементов
б) при изгибе клееных элементов
в) в лобовых рубках для максимального напряжения |
Rск
Rск
Rск |
|
|
|
|
г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения
6. Скалывание поперёк волокон: а) в соединениях неклееных элементов
б) в соединениях клееных элементов
7. Растяжение поперёк волокон из клееной древесины |
Rск
Rск90
Rск90
Rр90 |
|
|
|
|
Примечания:
1. В числителе указаны сопротивление в мегапаскалях (МПа), в знаменателе – в килограмм-силе на сантиметр квадратный (кгс/см2).
2. Расчётное сопротивление древесины местному смятию поперёк волокон на части длины ( при длине незагруженных участков не менее длины площадки смятия и толщины элементов), за исключением случаев, оговорённых в п.4 данной таблицы, определяется по формуле
где :
Rсм90
lсм |
- расчётное сопротивление древесины сжатию и смятию по всей поверхности поперёк волокон; - длина площадки смятия вдоль волокон древесины. |
3. Расчётное сопротивление древесины смятию под углом α к направлению волокон
.
4. Расчётное сопротивление древесины скалыванию под углом α к направлению волокон
.
5. В конструкциях построечного изготовления ( из неклееных элементов) величины расчётных сопротивлений на растяжение, принятые по данной таблице, следует снижать на 30%.
6. Расчётное сопротивление изгибу для элементов настила и обрешётки под кровлю из древесины 3-го сорта следует принимать равным 13 МПа (130кгс/см2).
Таблица 4
Древесные породы |
Коэффициент mn расчётных сопротивлений |
||
растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон Rр, Rс, Rсм, Rн
|
сжатию и смятию поперёк волокон Rс90, Rсм90
|
скалы-ванию Rск
|
|
Хвойные Лиственница, кроме европейской и японской
Кедр сибирский ( кроме Красноярского края)
Кедр Красноярского края, сосна веймутовая
Пихта
Твёрдые лиственные Дуб Ясень, клён, граб Акация Берёза, бук Вяз, ильм
Мягкие лиственные Ольха, липа, осина, тополь |
1,2
0,9
0,65
0,8
1,3 1,3 1,5 1,1 1,0
0,8 |
1,2
0,9
0,65
0,8
2,0 2,0 2,2 1,6 1,6
1,0 |
1,0
0,9
0,65
0,8
1,3 1,6 1,8 1,3 1,0
0,8 |
Примечание: Коэффициенты mn для конструкций опор воздушных линий электропередачи, изготавливаемых из непропитанной антисептиками лиственницы (при влажности не более 25%), умножают на коэффициент 0,85.
Таблица 5
Условия эксплуатации |
Коэффициент mв |
А1, А2, Б1, Б2 А3, Б3, В1 В2, В3, Г1 Г2, Г3 |
1,0 0,9 0,85 0,75 |
Таблица 6
Нагрузки |
Коэффициент mн |
|
для всех видов сопротивлений, кроме смятия поперёк волокон |
для смятия поперёк волокон |
|
1. Ветровая, монтажная, кроме указанной в п.3 2. Сейсмическая 3. Гололёдная, ветровая, монтажная при гололёде, от тяжения проводов при температуре ниже среднегодовой 4. При обрыве проводов и тросов |
1,20
1,40
1,45
1,90 |
1,40
1,60
1,60
2,20 |
Таблица 7
Высота сечения, см |
<50 |
60 |
70 |
80 |
100 |
>120 |
Коэффициент mв |
1,0 |
0,96 |
0,93 |
0,90 |
0,85 |
0,80 |
Таблица 8
Толщина слоя, мм |
<19 |
26 |
33 |
42 |
Коэффициент mсл |
1,1 |
1,05 |
1,0 |
0,95 |
Таблица 9
Напряжённое состояние |
Обозначение расчетных сопротивлений |
Коэффициент mгн при отношении τ к / d |
|||
150 |
200 |
250 |
500 и более |
||
Сжатие и изгиб Растяжение |
Rс, Rн Rр |
0,8 0,6 |
0,9 0,7 |
1,0 0,8 |
1,0 1,0 |
Примечание: τ к – радиус кривизны гнутой доски или бруска; d – толщина гнутой доски или бруска в радиальном направлении.
Таблица 10
Вид фанеры |
Расчётные сопротивления, МПа/кгс/см2 |
||||
растяжению в плоскости листа Rфр |
сжатию в плоскости листа Rфс |
изгибу в плоскости листа
Rфи |
скалыванию в плоскости листа Rфск |
срезу перпен-дикулярно плоскости листа Rфср |
|
Фанера клееная берёзовая марки ФСФ сортов В/ВВ, ВВ/С, В/С Семислойная толщиной 8 мм и более:
Пятислойная толщиной 5-7 мм:
Фанера клееная из древесины лиственницы марки ФСФ сортов В/ВВ, ВВ/С семислойная 8 мм и более:
Фанера бакелизированная марки ФБС толщиной 7 мм и более:
|
|
|
---
---
--
_- |
|
|
Примечания:
1. Расчётные сопротивления смятию и сжатию перпендикулярно плоскости листа для берёзовой фанеры марки ФСФ Rф.с90 = Rф.см90 = 4 МПа (40 кгс/см2) и марки ФБС Rф.с90 = Rф.см90 = 8 МПа (80 кгс/см2).
2. В числителе приведены значения в Мегапаскалях (МПа), в знаменателе – в килограмм-силе на сантиметр квадратный (кгс/см2).
Таблица 11
Вид фанеры |
Модуль упругости, МПа/ кгс/см2, Еф |
Модуль сдвига, МПа/ кгс/см2, Gф |
Коэффициент Пуассона νф |
Фанера клееная берёзовая марки ФСФ сортов В/ВВ, ВВ/С, В/С Семислойная и пятислойная: вдоль волокон наружных слоёв
поперёк волокон наружных слоёв
под углом 450 к волокнам
Фанера клееная из древесины лиственницы марки ФСФ сортов В/ВВ, ВВ/С семислойная : вдоль волокон наружных слоёв
поперёк волокон наружных слоёв
под углом 450 к волокнам
Фанера бакелизированная марки ФБС :
вдоль волокон наружных слоёв
поперёк волокон наружных слоёв
под углом 450 к волокнам
|
9000 90000
6000 60000 2500 25000
7000 70000 5500 55000
12000 120000 8500 85000
3500 35000 |
750 7500
750 7500 3000 30000
800 8000 800 8000
1000 10000 1000 10000
4000 40000 |
0,085
0,065
0,60
0,07
0,06
0,085
0,065
0,70 |
Примечания:
1. Коэффициент Пуассона νф указаны для направления, перпендикулярно оси, в направлении которой определён модуль упругости Еф.
2. . В числителе приведены значения в Мегапаскалях (МПа), в знаменателе – в килограмм-силе на сантиметр квадратный (кгс/см2).
Таблица 12
Наименование элементов конструкций |
Предельная гибкость |
Для несущих конструкций Сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонны Прочие сжатые элементы ферм и других сквозных конструкций Сжатые элементы связей Растянутые пояса ферм в вертикальной плоскости Прочие растянутые элементы ферм и других сквозных конструкций Для опор воздушных линий электропередачи Основные элементы (стойки, приставки, опорные раскосы) Прочие элементы Связи |
120
150
200 150
200 150 175 200 |
Примечание:
Для сжатых элементов
переменного сечения величины предельной
гибкости умножаются на
, где коэффициент КЖН принимается
по [2, прил. 4, табл.1].
Таблица 13
Вид соединения |
Деформация соединения, мм |
На лобовых врубках и торец в торец На нагелях всех видов В примыканиях поперёк волокон В клеевых соединениях |
1,5 2,0 3,0 0,0 |
Таблица 14
Элементы конструкций |
Предельные прогибы в долях пролёта не более |
Балки междуэтажных перекрытий Балки чердачных перекрытий Покрытия (кроме ендов): прогоны, стропильные ноги балки консольные фермы, клееные балки (кроме консольных) плиты обрешётки, настилы Несущие элементы ендов Панели и элементы фахверка |
1/250 1/200
1/200 1/150 1/300
1/250 1/150 1/400 1/250 |
Примечания:
1. При наличии штукатурки прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролёта.
2. При наличии строительного подъёма прогиб ферм и клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролёта.
Таблица 15
Породы древесины |
Плотность древесины, кг/м3, в конструкциях для условий эксплуатации |
|
А1, А2, Б1, Б2 |
А3, Б3, В1, В2, В3, Г1, Г2, Г3
|
|
Хвойные Лиственница Сосна, ель, кедр, пихта Твёрдые породы Дуб, берёза, бук, ясень, клён, граб, акация, вяз, ильм Мягкие лиственные Осина, тополь, ольха, липа |
650 500
700
500 |
800 600
800
600 |
Примечания:
1. Плотность свежесрубленной древесины хвойных и мягких лиственных пород следует принимать равной 850 кг/м3 , твёрдых лиственных пород – 1000 кг/м3.
2. Плотность клееной древесины следует принимать так же, как и неклееной.
3. Плотность обычной фанеры следует принимать равной плотности древесины шпонов, а бакелизированной 1000 кг/м3.
Приложение 3
