Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций

Исходные данные

Место строительства г. Вологда

Шаг несущих конструкций 5,5м.

Расчетный пролет рамы 21м.

Высота рам 4,6

Длина здания 100.

Материал обшивок панелей Асбестоцемент

Средний слой панели пенопласт ПСБ-с( Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Индивидуальное задание:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

рис.1 Конструктивная схема рамы.
1.Расчет плиты покрытия

Исходные данные

Условия эксплуатации нормальные.

Уклон кровли 1:4.

Кровля из стального профилированного настила (Н60-782-0,8)

Шаг несущих конструкций – 5,5м.

Каркас плиты из древесины сосны 2-го сорта.

Нижняя обшивка из плоских асбестоцементных листов сорта А размерами 1,5*2,75 толщиной 8мм (по ГОСТ 18124-75*).

Утеплитель – пенопласт ПСБ-с объемной массой 0,3кН/м3.

Толщина утеплителя принята по теплотехническому расчету – 60мм.

Район строительства – г. Вологда.

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru ;класс-I.

Относительная влажность воздуха -60%, температура - Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru ;

Компоновка плиты

Плиты покрытия укладываются непосредственно по несущим конструкциям, соответственно, длина плиты равна шагу несущих конструкций – 5,5м, а с учетом припусков при изготовлении – 5,48м. Ширина плиты принимается равной ширине стандартного листа асбестоцемента-1,5м.

Высота плиты Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru Толщину ребер принимаем 75мм. По сортаменту принимаем доски 75*225мм(ГОСТ 24454-80). Нижняя обшивка из плоского асбестоцементного листа крепится к деревянному каркасу оцинкованными шурупами с потайной головкой через раззенкованые отверстия. Шурупы ставятся конструктивно с шагом (30-60)d-где d-диаметр шурупа и работают на выдергивание с большим запасом. При таком способе крепления строгать бруски не надо.

По ширине плиты ставим 4 ребра (продольные)

По длине плиты, учитывая стандартные размеры листа асбестоцемента, ставим одно поперечное ребро в месте стыка листов.

Пароизоляция выполняется с внутренней стороны по нижней обшивке из полиэтиленовой пленки толщиной 0,2мм по ГОСТ 10354-73.

Сбор нагрузок

Наименование нагрузки Нормативная Н/м2 коэффициент надежности Расчетная Н/м2
А. Постоянные      
Кровля из оцинкованного стального профнастила t=0.8мм. 1,05
Собственная маса плиты покрытия      
продольные ребра 0,075*0,225*4*5000/1,5=225 1,1 247,5
поперечные ребра 0,075*0,225*3*5000/5,5=46,02 46,02 1,1 50,625
Утеплитель 300*0,06=18 1,2 21,6
Нижняя обшивка из плоского асбестоцементного листа t=8мм. 0,008*18000=48 1,1
ИТОГО:   593,725
Б. Временные      
Снеговая 1000*1=1000 1000*0,7=700  
ВСЕГО:   1593,725

Полные погонные нагрузки:

Расчетная Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Статический расчет

Ширина площадки опирания на верхний пояс несущей конструкции – 6см, тогда расчетный пролет плиты равен Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Плита рассчитывается как балка на двух опорах.

Расчетный изгибающий момент: Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Расчетная поперечная сила: Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Составляющие моменты относительно главных осей сечения( Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru )

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

1.5.1. Геометрические характеристики сечения ребра 75х225.

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Нормальные напряжения при косом изгибе.

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru < Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Прогиб плиты определяется по формуле:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru <[1/250]*l

Предельный прогиб для плит с асбестоцементными обшивками

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Нормативная нагрузка на 1 погонный метр плиты:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Моменты инерции продольных ребер:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru <[1/250]*l=2.168

Подобранное сечение удовлетворяет требованиям прочности и жесткости.

2.Расчет трехшарнирной рамы из прямолинейных элементов.

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

рис.2 Расчетная схема рамы.

2.1. Сбор нагрузок

Наименование нагрузки Нормативная Н/м2 коэффициент надежности Расчетная Н/м2
А. Постоянные      
Кровля из оцинкованного стального профнастила t=0.8мм. 1,05
Собственная маса плиты покрытия      
продольные ребра 0,075*0,225*4*5000/1,5=225 1,1 247,5
поперечные ребра 0,075*0,225*3*5000/5,5=46,02 46,02 1,1 50,625
Утеплитель 300*0,06=18 1,2 21,6
Нижняя обшивка из плоского асбестоцементного листа t=8мм. 0,008*18000=48 1,1
ИТОГО:   593,725
Б. Временные      
Снеговая 1000*1=1000 1000*0,7 =700  
ИТОГО:  
Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru Собственная масса рамы 1,1 251,9
Всего:   1845,6

Определяем расчетные погонные нагрузки:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Ветровая нагрузка при данной схеме рамы не учитывается, т.к. разгружает раму.

Для определения усилий в раме необходимо установить положение ее оси, для чего задаемся размерами сечения. Ригель и стойку изготавливаем из досок толщиной 45мм (после острожки) в виде прямоугольных пакетов с последующей распиловкой.

Для ригеля пакет состоит из 27 досок:4,5*27=121,5см;

для стойки из 28 досок: 4,5*28=126см.

Высота сечения Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru ; Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru , что составляет l/14; Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru > Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru ; Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru > Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru ; Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Определяем усилия в сечение карнизного узла, возникающие от полной расчетной нагрузки:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

2.2 Проверяем биссектрисное сечение 1-1.

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Приведенные высоты сечений:

1) стойки:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ruвысота сечения в опоре.Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

2) ригеля:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Приведенная высота сечения полурамы по формуле:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Приведенная гибкость:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru ;

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru ;

Напряжения:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru < Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru ;

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru -при Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru ;

2.3Проверяем сечение 1-2

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru < Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

2.4Проверяем клеевые швы на скалывание в опорном сечении:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru < Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

2.5Проверяем на смятие древесину в сечениях 0 и 4.

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru < Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru < Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Расчет узлов рамы

3.1Расчет конькового узла.

Коньковый узел рассчитывается на поперечную силу от односторонней снеговой нагрузки:

где S – расчетная нагрузка от веса снегового покрова на 1 пог. м ригеля рамы, определяется по формуле:

S = S0 μ B

здесь S0 – нормативная снеговая нагрузка на 1 м2 горизонтальной поверхности:

S0 = 1 кН/м2;

μ = 1 – см. Приложение 3 [2];

B – шаг рам, B = 5,5 м;

S =1∙1∙5,5= 5,5 кН/м

ℓ – пролет рамы, ℓ = 21 м;

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Принимаем диаметр болтов, скрепляющих ригели рамы через накладки, 20 мм.

Накладка рассчитывается как балка.

Согласно п.5.18 [1] расстояния между осями болтов вдоль волокон древесины S1, поперек волокон S2 и от кромки элемента S3:

S1 = 7d = 7∙2 = 14 см

S2 = 3,5d = 3,5∙2 = 7 см

S3 = 3d = 3∙2 = 6 см

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рис.8. Расчетная схема накладки

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Количество болтов в одном ряду определяется по формуле:

где nc – количество плоскостей среза, nc = 2;

[T]б,min – минимальная несущая способность одного болта, принимается согласно п.5.13 [1]:

1) Несущая способность на смятие древесины среднего элемента под углом α:

Tc = 0,5 c d kα

здесь c – толщина среднего элемента, c = 20 см;

d – диаметр болта, d = 2 см;

kα – коэффициент, определяемый по табл. 19 [1]: kα = 0,45

Tc = 0,5∙20∙2∙0,45 = 9 кН

2) Несущая способность на смятие древесины крайнего элемента под углом α:

Ta = 0,8 a d kα

здесь a – толщина крайнего элемента, a = 7,5 см;

Ta = 0,8∙7,5∙2∙0,45 = 5,4 кН

3) Несущая способность болта на изгиб:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Несущая способность болта на изгиб не должна превышать величины:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Количество болтов в первом ряду:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Принимаем 3 болта.

Количество болтов во втором ряду:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Принимаем 2 болта.

3.2 Расчет опорного узла.

Опорный узел ввиду относительно небольших усилий выполняют в виде простейших лобовых упоров с накладками на болтах или металлических башмаков.

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рис. 7. Опорный узел рамы

1) Проверка на смятие вдоль волокон выполняется по формуле:

где N – усилие в стойке рамы, N = 104, 8 кН;

Fсм – площадь смятия:

Fсм = b a = 20∙50 = 1000 см2;

Rсм – расчетное сопротивление древесины смятию вдоль волокон, определяется по табл. 3 [СНиП]:

Rсм = 1,5 кН/см2;

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru < Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Прочность на смятие вдоль волокон торца стойки выполняется.

2) Проверка на скалывание торца стойки от действия распора выполняется по формуле:

где H – распор в раме от действия вертикальной нагрузки, H = 72,4 кН;

– статический момент инерции сечения брутто:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Jбр – момент инерции сечения брутто:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Rск – расчетное сопротивление древесины скалыванию, определяется по табл. 3 [СНиП]:

Rск = 0,07 кН/см2

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru < Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Прочность опорного узла на скалывание силой распора обеспечена.

Уголки, фиксирующие стойку поперечной рамы, принимаются из условия расположения болтов. Согласно табл. 39 [Стальные конструкции]: минимальные расстояния от центра болта до края уголка должны быть не менее 1,5d = 1,5∙16 = 24 мм.

Для обеспечения удобства монтажа принимаем уголок L160x12.

1) Проверка ребра жесткости на действие распора Н=72,4:

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru ; Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru -для стали С-235

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru ; Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций - student2.ru -принимаем толщину ребра 12мм.

Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций

4.1.Обеспечение долговечности КДК.

Для изготовления конструкций рекомендуется использовать сухой пиломатериал с влажностью W= 12%.

В период транспортировки защищать конструкции, от увлажнения используя специальный укрывной материал и соблюдая правила хранения и транспортировки конструкций.

Опорный узел стойки устраивается на 300 мм выше уровня чистого пола.

При проектировании учесть обеспечение свободного доступа к опорным узлам конструкций для осмотра и проветривания.

4.2. Защита КДК от возгорания

Соединительные стальные детали снижают предел огнестойкости деревянных конструкций, поэтому нужно их обрабатывать огнезащитными составами.

Несущие КДК обладают хорошей био- и огнестойкостью, поэтому для них применяют только локальную защиту торцов и опорных частей тиоколывыми мастиками (УМ-30м, УТ-32) и поверхностную окраску пентофталевой эмалью ПФ-115 при помощи краскопульта или кистями за 2 раза.

Для продольных и поперечных ребер плит покрытия применять пропитку в горячехолодных ваннах в течении 2-4 часов.

Список используемой литературы

1. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия: М., 1987.

2. СНиП 2-25-80 Деревянные конструкции: М., 1983.

3. СНиП II-23-81* Стальные конструкции: М., 1990.

4. Пособие по проектированию деревянных конструкций к СНиП II-25-80: М.,1986.

5. А..В. Калугин Деревянные конструкции: Пермь., 2001

6. И. М. Гринь Строительные конструкции из дерева и пластмасс: Стройиздат., 1979

7. В. Е. Шишкин Примеры расчета конструкций из дерева и пластмасс: Стройиздат., 1974.

Наши рекомендации