Учебное пособие: Методические указания и задания на курсовую работу для студентов специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство»

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

Кафедра строительных конструкций

Конструкции из дерева и пластмасс

Методические указания и задания на курсовую работу

для студентов специальности 270102

«Промышленное и гражданское строительство»

Составитель В. Н. Ардеев

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 3 от 10.11.08

Рекомендованы к печати

учебно-методической комиссией

по специальности 270102

Протокол № 25 от 20.11.08

Электронная копия

хранится в библиотеке

главного корпуса ГУ КузГТУ

Кемерово 2008

1. Общие положения

Курсовое проектирование по конструкциям из дерева и пластмасс имеет своей целью обеспечить студентам:

- освоение основных принципов объемно-планировочной компоновки деревянных зданий и сооружений;

- приобретение необходимых навыков в решении вопросов, связанных с правильным установлением конструктивных и расчетных схем сооружения, а также его отдельных элементов;

- освоение рациональной методики существующих расчетов с применением современной вычислительной техники и программного обеспечения, имеющих целью обеспечить проектируемому сооружению необходимую прочность, устойчивость и жесткость;

- приобретение навыка в самостоятельной работе над специальной литературой, пособиями и нормативными документами по конструкциям из дерева и пластмасс.

2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа по конструкциям из дерева и пластмасс состоит из двух разделов:

- разработки технического проекта;

- разработки рабочего чертежа.

Первый раздел должен содержать детальную конструктивную разработку проектируемого сооружения по принятому варианту с проведением необходимых силовых и конструктивных расчетов, подтверждающих прочность, устойчивость и жесткость как всего сооружения в целом, так и отдельных элементов и узлов.

Во втором разделе предусматривается выполнение рабочего чертежа одной из основных несущих конструкций проектируемого сооружения.

Выполнение проекта должно сопровождаться составлением расчетно-пояснительной записки к каждому из разделов проекта.

Графическая часть курсового проекта должна быть выполнена не более чем на двух листах формата А1 со следующим примерным распределением по разделам:

- технический проект 1 лист;

- рабочий чертеж 1/2...1 листа..

Объем расчетно-пояснительной записки к курсовому проекту 25...35 страниц.

При выполнении курсовой работы допускается уменьшение объема графической части на 1/2 листа.

3. порядок выполнения курсовОЙ РАБОТЫ

Важным условием выполнения работы в установленный учебным планом срок является правильное распределение отводимого на проект времени по этапам работы.

При этом следует иметь в виду, что последовательность выполнения проекта по этапам и их удельный вес в процентах от общего бюджета времени примерно таковы:

1. Техническое проектирование (75%):

а) ознакомление со специальной литературой 10%

б) выбор вариантов несущей конструкции 5%

в) конструктивная разработка сооружения по принятому

варианту 15%

г) проведение технических расчетов 25%

д) окончательное оформление технического проекта

с составлением расчетно-пояснительной записки

к разделу технического проектирования 20%

2. Рабочее проектирование (25%):

а) разработка рабочего чертежа с проведением

необходимых дополнительных расчетов и

составление спецификаций 25%

4. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НЕЙ

4.1. Общие замечания

Прежде чем приступить к проектированию, студент должен по рекомендуемым учебникам курса «Конструкции из дерева и пластмасс» внимательно проработать разделы, в которых освещены вопросы механических свойств древесины и пластмасс, защиты деревянных конструкций от огня и биологического разрушения, расчета и проектирования элементов и соединений деревянных конструкций, пространственного крепления плоских деревянных конструкций, а также ознакомиться с разделами, посвященными рассмотрению плоских сплошных, плоских сквозных и пространственных деревянных конструкций и со СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции. Нормы проектирования».

Курсовая работа является самостоятельной творческой работой студента, поэтому задание на проектирование содержит только контурное очертание габаритов сооружения и основные данные (район возведения и указание о внутреннем режиме).

На основании задания студент самостоятельно устанавливает необходимые для проектирования дополнительные данные. Так, студент должен по нормативной литературе установить величины временных нагрузок, по справочной литературе выбрать тип утеплителя для отапливаемых зданий в зависимости от конструктивного решения ограждения и установить породу и объемный вес древесины, из которой предполагается выполнить сооружение.

Чертежи курсового проекта должны выполняться в соответствии требованиями ЕСКД. Все размеры на чертежах проставляются в миллиметрах.

Расчетно-пояснительная записка выполняется на листах формата А-4. Записка должна быть составлена с четкой рубрикацией разделов, глав, пунктов и т.д. Различного рода схемы и эскизы должны быть масштабными и соразмерными. Страницы записки должны быть пронумерованы. В начале записки необходимо дать оглавление, а в конце перечень использованной литературы.

Представлять на рецензию проектные материалы желательно по мере их проработки.

4.2. Разработка компоновочно-конструктивной схемы

Необходимой предпосылкой выполнения проекта того или иного сооружения является наличие у проектировщика, помимо общетехнической подготовки, соответствующих сведений о подлежащей разработке объекта. Поэтому прежде чем приступить к составлению вариантов сооружения, студент должен ознакомиться с рекомендованной по данному объекту специальной технической литературой. Получить при этом представление: об особенностях проектирования, продиктованных функциональным назначением сооружения; о схеме и структуре самого сооружения; о конструкциях и особенностях их проектирования; о расчетных схемах, как всего сооружения, так и отдельных его элементов.

Составление компоновочно-конструктивной схемы сооружения следует производить путем комплексного и взаимно увязанного разрешения следующих вопросов:

1. Из каких элементов будет состоять проектируемое сооружение?

2. Какие элементы будут размещены в сооружении?

3. Каковы будут их система, генеральные размеры и схемы?

4. Какую принципиальную конструкцию будут иметь эти элементы, как они будут сопрягаться друг с другом?

5. Как будет обеспечена пространственная жесткость всего сооружения (в поперечном и продольном направлениях) и отдельных его элементов (где будут поставлены связи, их схемы и конструкция)?

Выполнение схем рекомендуется производить в масштабе 1:100...1:200.

Изображение элементов в схемах следует делать упрощенно, но с выделением их принципиальной конструктивной стороны, а именно;

- фасадные проекции сквозных конструкций показывать в осевых линиях;

- проекции сквозных и сплошных конструкций в плане показывать в осевых линиях;

- поперечные сечения элементов в разрезах показывать в их принципиальной форме.

Число проекций в графической части проекта должно быть достаточным для полного представления о структуре сооружения, так, например, для обычного каркасного здания необходимы следующие проекции:

а) поперечный разрез;

б) схема каркаса торцовой стены и связей в ее плоскости;

в) схема каркаса продольной стены и связей в ее плоскости;

г) план покрытия с показанием состава покрытия и связей в плоскости кровли;

д) схема других связей, если она есть.

При вычерчивании схем допускается использовать симметричность сооружения. Выполняя чертежи, следует иметь в виду, что в конструктивных чертежах принято в разрезах и сечениях показывать только то, что попадает в сечение или находится в непосредственной близости от него.

При проектировании деревянных конструкций необходимо учитывать: условия эксплуатации, капитальность, степень ответственности и огнестойкость строительного объекта, а также возможности сырьевой и производственной базы, обеспечивающие изготовление конструкций.

Для всех видов зданий общественного и производственного назначения рекомендуется принимать:

- шаг деревянных стропильных балок и ферм, рам и арок 3 и 6 м;

- панели и плиты ограждающих конструкций шириной 1,2 и 1,5 м, длиной 3 и 6 м.

Пролеты и шаг несущих деревянных конструкций назначаются с учетом технологических требований, объемно-планировочных решений зданий и сооружений в соответствии с действующими стандартами и нормами проектирования по видам строительства.

Выбор конструктивной схемы и общая компоновка здания должны обеспечивать необходимую долговечность конструкций при наименьших приведенных затратах. Особое внимание следует уделять обеспечению простого и надежного отвода воды с покрытия. Отдавать предпочтение бесфонарным решениям покрытий с наружным водоотводом, без перепадов высот, парапетов и надстроек, способствующих образованию снеговых мешков, протечек и очагов поражения гнилью. Покрытия с деревянными конструкциями должны быть обязательно вентилируемыми, доступными для осмотра и производства ремонтно-профилактических работ. Не должны образовываться мостики холода, особенно в карнизных и коньковых узлах, в швах и сопряжениях несущих и ограждающих конструкций.

При проектировании деревянных конструкций особое внимание должно уделяться условиям эксплуатации по характеристикам температурно-влажностных воздействий, согласно таблице СНиП II-25-80; по степени химической и биологической агрессии, согласно СНиП 2.03.11-85 и СНиП III-19-76.

Выбор оптимального варианта несущей конструкции должен производиться на основании сравнения технических и экономических характеристик и показателей. Поэтому для каждого из рассматриваемых вариантов необходимо выявить преимущества и недостатки с точки зрения конструктивной, производственной (изготовление, транспортировка, монтаж), эксплуатационной и иногда эстетической; а также определить показатели расхода материалов (древесины и металла). Расход материалов может быть определен либо по справочной литературе, либо на основании ориентировочных расчетов конструкции. Технико-экономическую оценку деревянных конструкций можно провести по рекомендациям, приведенным в «Пособии по проектированию деревянных конструкций» [21].

Таблица 1

Основные показатели конструкций, взятых из классификации деревянных конструкций (см. табл. 1 [21]), сводятся в табл. 1.

Расход леса и металла на основные несущие конструкции может быть принят по приближенным формулам:

,

,

,

где Р - временная нормативная (снеговая и эквивалентная от подвесных кранов и сосредоточенных грузов) нагрузка, приведенная к 1 м² (плана здания), кН/м² ;

g - нормативная нагрузка от собственного веса настилов, утеплителя, прогонов, стропил, кровли, подвесного потолка, кН/м² ;

L - пролет несущей конструкции, м;

g _{с в} - собственный вес несущих конструкций, кН/м² ;

V - объем лесоматериалов, м³ ;

G _м - вес металла, кН;

К_м - коэффициент металлоемкости (расход металла в % от полного веса конструкций), определяемый по прил. 2;

К_св - коэффициент собственного веса конструкций, определяемый по прил. 2;

g - плотность древесины может быть принята по табл. 4 (прил. 1).

Эквивалентная нагрузка от сосредоточенных грузов и подвесных кранов может определяться следующим образом:

,

где М - максимальный изгибающий момент кН·м, подсчитанный как для балки на двух опорах пролетом, равным пролету несущей конструкции, при действии на нее сосредоточенного груза.

4.3. Разработка технического проекта

4.3.1. Конструктивная разработка сооружения

Выполнение технического проекта сооружения по принятому варианту должно начинаться с конструктивной разработки сооружения.

Конструктивную разработку следует производить путем непосредственного вычерчивания на листе всех необходимых для полного представления проекций сооружения в масштабе 1:50...1:25. Особо сложные места конструкций показать в виде отдельных деталей в масштабе 1:20...1:10. Степень проработки конструкций должна быть такой, чтобы можно было получить представление обо всех деталях, входящих в их состав. В целях уменьшения объема чертежной работы допускается использовать симметрию сооружения и повторяемость конструкций путем изображения части сооружения (например: фрагмент продольной стены; фрагмент плана и т.п.).

4.3.2. Технические расчеты

Технические расчеты должны подтвердить целесообразность принятых схем, размеров и сечений с точки зрения несущей способности сооружения, его деформативности и разумной затраты материала. Расчеты по несущей способности должны производиться на воздействие расчетных нагрузок, расчёты по деформациям - на воздействие нормативных нагрузок.

Любой расчет должен состоять из двух частей: статического расчета и конструктивного расчета.

Статический расчет имеет своей целью определение внутренних усилий (нормальных сил, моментов, поперечных сил), возникающих в элементах рассматриваемой конструкции, и производится методами строительной механики. Для выявления максимальных силовых воздействий статический расчет производится для всех возможных сочетаний постоянной и временных нагрузок.

Конструктивный расчет имеет своей целью установление несущей способности отдельных элементов конструкции и сопоставление ее с максимальными силовыми воздействиями, определенными для наиневыгоднейших сочетаний нагрузок; а также определение величин деформаций и сравнение их с допустимыми.

Очень важным моментом при проведении расчетов является правильное, обоснованное установление расчетной схемы сооружения или конструкции с учетом, что расчетная схема является условной схемой, которая должна обеспечить расчету достаточно близкое к действительности отображение работы конструкции под нагрузкой. Выполняя расчеты, большое внимание следует уделять вопросу определения расчетных длин сжатых и сжато-изогнутых стержней (стоек каркаса, верхних поясов ферм и т.п.).

Расчеты следует производить в такой последовательности, которая позволяет учитывать влияние собственной массы вышерасположенных элементов и частей сооружения.

Все расчеты должны выполняться четко с обязательным вычерчиванием расчетных схем и эскизов рассчитываемых конструкций. Запись расчетов должна быть удобной для контроля, поэтому рекомендуется вести расчеты, придерживаясь следующей схемы записи:

1) статический расчет - расчетная схема, ее обоснование, действующие нагрузки, обоснование принятых в расчете сочетаний нагрузок, определение расчетных усилий;

2) конструктивный расчет – расчетное усилие, расчетная схема, принятое сечение или конструктивное решение со всеми необходимыми геометрическими характеристиками, проверка несущей способности или величины деформации. Все принимаемые в расчетах данные и расчетные величины должны иметь обязательные ссылки на источники, из которых они взяты.

Расчету в техническом проекте должны быть подвергнуты все основные несущие элементы каркаса. Так, например, для обычного каркасного здания следует рассчитать рабочий настил щита или панели покрытия, прогоны покрытия, основные несущие конструкции покрытия (балки, фермы), стойки каркаса.

В помощь проектированию в прил. 2 приведен перечень примеров расчета несущих и ограждающих конструкций из дерева и пластмасс, содержащихся в различных литературных источниках.

4.3.3. Статический расчет

Сбор нагрузок на несущую конструкцию покрытия сводится к определению нагрузки на 1 п.м (для плоских сплошных) или узловой (для плоских сквозных) несущих конструкций от покрытия с учетом собственного веса несущей конструкции; снеговой и ветровой нагрузки для данного района строительства; подвесного оборудования.

При определении нагрузок необходимо учитывать возможность одностороннего загружения поперечника снеговой нагрузкой (см. п. 5.3 [6]).

По найденным нагрузкам проводится статический расчет конструкции одним из методов строительной механики с учетом загружения конструкции постоянной и временной нагрузками. Статический расчет несущих конструкций необходимо выполнять на ЭВМ с использованием программ расчета по методу конечного элемента (МКЭ) [26]. По результатам статического расчета строятся эпюры основных усилий.

Определяются расчетные усилия в результате сопоставления сочетаний нагрузок [6], при котором в элементе или сечении конструкции возникают максимальные усилия.

Составляется таблица расчетных усилий в элементах или сечениях конструкции.

4.3.4. Конструктивный расчет

По результатам статического расчета проводится подбор сечений элементов конструкции. При подборе сечений элементов деревянных конструкций необходимо обращать внимание на сопоставление величины напряжения в сечении с расчетным сопротивлением материала. Недонапряжение может составлять 7 %.

Размеры сечений элементов из цельной древесины должны приниматься согласно сортаменту пиломатериала по ГОСТ 24454-80^* Е.

Указания по назначению сечений и выбору материалов приведены в прил. 3.

Вопросы, касающиеся применяемых для конструкций материалов (породы и влажности древесины и марки металла), а также различного рода указания по техническому проекту должны быть отражены в примечаниях.

4.3.5. Расчет и конструирование узлов

Выполняется детальный расчет и конструирование всех узлов и элементов конструкции покрытия с последующими проверками на все виды воздействий.

Болты в соединениях деревянных элементов не следует ставить по оси элемента, поскольку эта зона наиболее вероятного появления усушечных трещин. Расстояние от оси крайних болтов до торца элементов принимается не менее 7d , где d -диаметр болта. Конструктивные размеры для стальных узловых деталей следует назначать из условий расстановки болтов: не менее 7d между болтами; не менее 2d от кромки элемента вдоль усилия; не менее 1,5d от кромки элемента поперек усилия. Рекомендуемый сортамент болтов, гвоздей и шурупов приведен в табл. 11 прил. 3.

Особенно внимательно должны быть проработаны опорные узлы конструкции. Так, для обычного каркасного здания необходимо детально проработать карнизный узел и узел опирания стойки на фундамент с показанием в этих узлах сопряжения всех элементов, в том числа и ограждающих.

4.3.6. Расчет несущей конструкции покрытия на монтажные нагрузки

Сквозные плоские деревянные конструкции типа стропильных ферм, пологих арок, с затяжкой, монтируемые в целом виде, должны проверяться расчетом на монтажные силовые воздействия, в соответствии с принятой для них в проекте схемой оснастки и захвата и с соблюдением требований в отношении предельных значений гибкости из рабочей плоскости.

В расчете следует учитывать три стадии монтажа:

- кантовка собранной конструкции из горизонтального в вертикальное положение;

- подъем конструкции в вертикальном положение;

- установке конструкции на опоры и раскреплении ее в вертикальном рабочем положении временными гибкими или жесткими связями.

Для стадии кантовки собранной конструкции из горизонтального в вертикальное положение необходимо проверить надежность пояса и стыковых соединений при выгибе конструкций из рабочей плоскости.

При подъеме конструкции в вертикальном положении она, как правило, работает по двухконсольной балочной схеме с изменением знака усилия в поясах по сравнению с основным расчетным случаем нагружения. На этом этапе, если оба пояса фермы жесткие, нижний пояс вместо растяжения испытывает сжатие и должен быть проверен на устойчивость из плоскости конструкции, верхний же пояс при подъеме вместо сжатия работает на растяжение и необходима проверка в нем стыковых соединений. Если же нижний пояс гибкий, например в металлодеревянных фермах, то при подъеме с помощью траверсы он выключается из работы, а верхний пояс работает на изгиб. Наиболее опасным оказываются стыковые соединения в нем

При установке конструкции на опоры и раскрепление ее в вертикальном рабочем положении временными гибкими или жесткими связями, конструкция работает по основной рабочей схеме, но с меньшим числом точек закрепления верхнего пояса из плоскости, чем это предусматривается постоянными связями жесткости.

Расчетной нагрузкой при монтаже является нагрузка от собственного веса конструкции (с учетом коэффициента надежности по нагрузке), которая для ферм и балок принимается равномерно распределенной по всему пролету. Так как динамический коэффициент монтажной нагрузки и коэффициент повышения расчетного сопротивления на ее кратковременность по своей величине одинаковы и равны 1,2, то расчет ведется на статическую нагрузку от собственного веса без повышения расчетных сопротивлений.

Сплошные плоские конструкции в виде дощатоклееных трехшарнирных арок и рам с опиранием на фундаменты, монтируемые целиком, проверяются расчетом при кантовке и раскреплении временными связями, а в случае монтажа полуарками и полурамами с временной промежуточной опорой в середине пролета рассчитываются по стадии временного крепления связями.

Монтажная гибкость деревянных поясов балок, ферм и арок из рабочей плоскости с учетом возможного повышения жесткости за счет оснастки (траверс и других средств) не должна превышать:

а) при подъеме и установке конструкций на опоры: для поясов без стыков - 400; для поясов со стыками - 350;

б) при закреплении конструкций временными оттяжками: для поясов без стыков - 350; для поясов со стыками - 300.

Расчетная длина при определении гибкости поясов принимается:

- для нижнего пояса (в процессе подъема конструкции) равной всему пролету конструкции, если отсутствуют элементы оснастки, повышающие жесткость пояса из рабочей плоскости, или двойному расстоянию от свободного конца пояса до места перехода к усиленному оснасткой сечению;

- для верхнего пояса (в стадии установки конструкции на опоры и временного раскрепления из рабочей плоскости) равной наибольшему расстоянию между точками закрепления обжимающими траверсами или временными связями (оттяжками) и опорными анкерными болтами.

4.3.7. Проектирование и расчет связей

Большое внимание при проектировании следует уделять пространственной жесткости и устойчивости конструкций, обеспечиваемых постановкой соответствующих связей жесткости.

Подбор сечения связей в курсовом проекте допускается проводить по предельно допустимой гибкости из условия

,

где l ₀ - расчетная длина элемента, определяемая в зависимости от способа закрепления концов связи; i - радиус инерции сечения связи.

Узлы крепления связей разрабатываются из условия восприятия знакопеременной нагрузки и способа закрепления связи.

4.3.8. Защита конструкций от загнивания и возгорания

Приводятся составы антисептиков и антипиринов для защиты элементов (по спецификации на отправочный элемент) конструкций и способы (поверхностная или глубинная пропитка, обмазка или окраска) их нанесения в соответствии с «Руководством по обеспечению долговечности деревянных клееных конструкций при воздействии на них микроклимата зданий различного назначения и атмосферных факторов». – М.: Стройиздат, 1981.

4.3.9. Мероприятия по технике безопасности

Включают в себя основные требования при изготовлении конструкций и производстве строительно-монтажных работ с учетом специфики конструкций и деталей.

5. Разработка рабочего чертежа

В этом разделе студентом должен быть выполнен рабочий чертеж основной конструкции здания или сооружения.

Рабочие чертежи должны выполняться в масштабе 1:10...1:20 и давать исчерпывающее представление обо всех деталях, входящих в состав конструкции, и их взаимном расположении, о расположении и размерах болтов, гвоздей и сварных швов (если конструкция деревометаллическая). Для сквозных конструкций должна быть дана геометрическая схема.

Клееные конструктивные элементы (ригель, полуарка, гнутоклееная арка и т.п.) изображаются на чертеже в положении, наиболее приемлемом при сборке и удобном для расположения на листе. Слои следует показывать на заготовке для клееного элемента. Масштаб заготовки клееного элемента по высоте сечения принимается произвольный, для лучшего показа слоев. Для криволинейных элементов показывается прямолинейная заготовка на стадии начальной сборки на клею до ее изгиба и запрессовки в криволинейном положении.

Размеры на схеме заготовки должны обеспечить возможность её сборки на клею из ранее склеенных по длине слоев; размеры на чертеже элемента должны обеспечить его изготовление из заготовки. На чертежах криволинейных элементов для внутренней поверхности необходимо давать значение проектного радиуса кривизны и значение радиуса базовой поверхности. Обязательными размерами являются также радиусы наружной поверхности и осевой линии, длина хорды осевой линии и стрела подъема относительно хорды.

Размеры заготовок по длине принимают с учетом припуска на торцовку (см. табл. 3. прил. 3).

Ширину слоев и ширину склеенного пакета - заготовки следует принимать с учетом сортамента пиломатериалов без учета последующего фрезерования боковых поверхностей. На чертежах клееной конструкции указывается ширина сечения с учетом припуска на фрезерование боковых поверхностей заготовки. Значения припусков приведены в табл. 2 прил. 3.

Толщину слоев в спецификации и при подсчете общей высоты сечения клееного элемента следует принимать с учетом фрезерования обеих пластей с припуском по I группе и усушки. Толщина досок 16, 19, 22, 25, 30, 40, 50 после фрезерования с учетом усушки слоев составляет 11, 14, 17, 20, 24, 33, 43 мм соответственно.

К рабочему чертежу обязательно должна быть составлена спецификация по форме, приведенной в прил. 4 .

Рабочие чертежи должны иметь ряд примечаний, указывающих: породу и влажность применяемой древесины; марку применяемого металла; тип электродов и толщину сварных швов для деревометаллических конструкций; меры антисептической, противопожарной и антикоррозионной обработки древесины и металла; тип клея для клееных конструкций; сорт фанеры для клеефанерных конструкций; размещение и типы стыков досок и т.п.

6. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Графическая часть курсовой работы состоит из 1,5..2 листов чертежей формата А-1 с размером сторон 594-841 мм. Чертежи выполняются в карандаше с соблюдением соответствующих ГОСТов и положений ЕСКД.

На каждом чертеже должен быть стандартный угловой штамп, в котором указываются наименование высшего учебного заведения, факультета, специальности и группы, фамилия и инициалы студента, шифр и дата окончания проекта. Чертеж должен быть подписан студентом. Чертежи должны полностью соответствовать расчетно-пояснительной записке.

6.1. Содержание первого листа

Первый лист выполняется на стадии КД и должен содержать общие компоновочные решения каркаса в увязке с технологическими, транспортными и архитектурно-строительными требованиями, а также принципиальные решения наиболее важных узлов конструкций.

Рекомендуется следующее заполнение листа:

1. Поперечный и продольный (при необходимости) разрезы в масштабе 1:200-1:400 характерного места здания с изображением всех несущих и ограждающих конструкций с примыкающими к ним связями.

2. Схемы связей: по верхним поясам строительных конструкций, в плоскости нижних поясов и вертикальных связей, схема торцевого фахверка с нанесением принятых обозначений и сечений элементов.

3. Наиболее характерные узлы: сопряжение ригеля с колонной; сопряжение несущей конструкции с фундаментом; узлы крепления подвесного оборудования; узлы крепления покрытия к несущей конструкции в масштабе 1:10 или 1:20. Указанные узлы должны быть выполнены с примыкающими к ним элементами связей. Количество проекций должно быть таким, чтобы принятые конструктивные решения были абсолютно ясны.

4. Таблица отправочных марок.

5. Лист должен сопровождаться примечаниями, дающими необходимые пояснения по принятым проектным решениям, содержать данные о материалах, условиях эксплуатации, изготовлении и монтажа конструкций.

6.2. Содержание второго листа

Второй лист выполняется на стадии КДД и должен содержать рабочий (деталировочный) чертеж основной несущей конструкции (фермы, балки, рамы или арки - согласно заданию).

1. Отправочный элемент (не менее двух) и заготовительный блок в масштабе 1:10-1:20.

2. Характерные сечения конструкции (продольные и поперечные) в масштабе 1:10-1:20.

3. Узлы конструкции с указанием позиций элементов и привязочных размеров относительно геометрических осей.

4. Рабочие чертежи узлов и деталей.

5. Спецификации элементов отдельно на деревянные, металлические, фанерные и пластмассовые детали несущей конструкции.

6. Лист должен сопровождаться примечаниями, дающими необходимые пояснения по обработке, рациональном раскрое пиломатериалов, контроле качества изготовления.

7. ЗАЩИТА И ОЦЕНКА РАБОТЫ

Выполненную и допущенную к защите курсовую работу студент, как правило, защищает в кафедральной комиссии. На защите студент кратко докладывает о работе и отвечает на вопросы, задаваемые членами комиссии.

Оценивая работу, комиссия учитывает обоснованность и оригинальность принятых решений, глубину и полноту проработки проектного материала, умение использовать новую научно-техническую литературу, качество оформления, самостоятельность, ответы на вопросы.

8. ЗАДАНИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Данные задания студент устанавливает по цифрам шифра задания на курсовую работу (см. прил. 1).

Первая цифра - номер схемы.

Вторая цифра - номер варианта к данной схеме.

Третья цифра - место строительства.

Четвертая цифра - тип конструкции.

Пятая цифра - конструктивные особенности.

На схемах и таблицах к ним приняты следующие обозначения:

L - пролет здания или сооружения, в м;

H - высота здания или сооружения от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия, в м;

В - расстояние между основными несущими конструкциями (шаг конструкций вдоль здания), в м;

Z - длина здания или сооружения, в метрах;

Q - грузоподъемность тельфера в кН.

При определении данных для проектирования следует иметь в виду, что здания по всем схемам должны быть запроектированы с деревянным каркасом, а ограждение может быть выполнено с применением древесины, фанеры, пластмассы, асбестоцементных и металлических листов.

ПриложениЯ

Приложение 1

Схема № 1

Тема проекта: Деревянные конструкции склада

Склад предназначен для хранения штучных грузов. Ворота должны быть предусмотрены в торцовых и одной продольной стенках.

В 1, 3, 6, 7 и 0 вариантах схемы предусматривается обслуживание склада тельфером. Собственный вес тельфера может быть принят равным 5 кН. Помещение склада отапливаемое.

Схема поперечного разреза склада

Схема № 2

Тема проекта: Деревянные конструкции склада

Склад предназначен для хранения материалов. Склад обслуживается тельфером. Собственный вес тельфера может быть принят равным 8,5 кН. В одной из торцовых стен должен быть предусмотрен проем для въезда автотранспорта внутрь склада. Высота Н дана от уровня верха фундамента до низа монорельса. Помещение не отапливаемое.

Схема поперечного разреза склада

Схема №3

Тема проекта: Деревянные конструкции навеса

Навес предназначен для хранения сельскохозяйственных машин. Навес должен иметь стеновое ограждение с трех сторон - по одной продольной и двум торцовым осям, по второй продольной оси стеновое ограждение не предусматривать. Отсутствие стенового ограждения с одной стороны должно быть учтено при расчете здания на ветровую нагрузку.

Схема поперечника разреза

Схема № 4

Тема проекта: Деревянные конструкции гаража

Механизированный гараж предназначен для хранения сельскохо­зяйственных машин. Ворота должны быть предусмотрены в торцовых стенах. Здание отапливаемое.

Схема поперечного разреза

Схема № 5

Тема проекта: Деревянные конструкции склада

Прирельсовый склад предназначен для хранения и перевалки штучных грузов. Ворота следует предусмотреть откатными. Здание не отапливаемое.

Схема поперечного разреза

Схема № 6

Тема проекта: Деревянные конструкции крытого рынка

Здание предназначено для колхозного рынка. Вход должен быть предусмотрен в торцовых стенах среднего пролета. При проектировании следует иметь в виду, что помещение рынка отапливаемое. Крайние пролеты могут быть разделены по длине здания на отдельные отсеки.

Схема поперечного разреза

Схема № 7

Тема проекта: Выставочный павильон

Здание многоугольное (n – количество сторон многоугольника) в плане. Здание отапливаемое.

Схема поперечного разреза и плана

Схема № 8

Тема проекта: Рынок

Здание круглое (многоугольное) в плане диаметром 24,0 м, выполненное из рамных конструкций. Здание отапливаемое. При проектировании необходимо предусмотреть устройство верхнего света.

Схема поперечного разреза и плана

Схема № 9

Тема проекта: Навес консольный

Навес предназначен для укрытия людей на трибунах стадиона, автобусных остановках, в парковых зонах и т.д. Стеновое ограждение отсутствует.

Схема поперечного разреза

Район строительства

Тип конструкции по 4 цифре шифра

Конструктивные особенности

Приложение 2

Перечень примеров расчета по литературным источникам

Продолжение прил. 2

Приложение 3

Материалы

В несущих и ограждающих деревянных конструкциях применяют: круглый лес, пиломатериалы и клееные заготовки из них; многослойные клееные заготовки из фрезерованных пиломатериалов; листовую многослойную фанеру; фанерные трубы; древесные плиты; водостойкие клеи; влагозащитные лаки и составы; антисептики и антипирены; стальной прокат, арматуру и др.

Пиломатериалы являются основными конструкционными лесоматериалами для конструкций из цельной и клееной древесины.

Размеры сечений элементов из цельной древесины должны приниматься согласно сортаменту пиломатериала по ГОСТ 24454-80Е (см. табл. 1).

При назначении размеров сечений нефрезерованных элементов следует руководствоваться номинальными размерами пиломатериалов. Если необходимо фрезерование материалов цельного сечения под покрытие лаками или окраску, проектные размеры сечений уменьшают на величину припусков по I группе (без непрофрезерования) или II группе (с частичным непрофрезерованием по одной из сторон). Значение припусков приведены в табл. 2. Размеры заготовок по длине принимают с учетом припусков на торцовку, величины которых приведены в табл. 3.

Для многослойных клееных заготовок из древесины сосны и ели наиболее целесообразно применять лесоматериалы толщиной 40 и 25 мм, причем тонкие пиломатериалы следует использовать для изготовления гнутоклееных элементов с ограниченным радиусом кривизны и растянутых элементов; пиломатериалы из осины и лиственницы можно использовать толщиной 25 мм с устройством в них продольных компенсационных прорезей, располагаемых друг от друг на расстоянии 40 мм и не менее чем на 10—15 мм от кромок доски. Глубина прорезей должна быть равной половине толщины слоя, ширина 2—3 мм.

Однослойные заготовки из склеенных на зубчатый шип пиломатериалов, предназначенные для использования в несущих элементах деревянных конструкций, должны удовлетворять следующим требованиям: влажность склеиваемых на зубчатый шип пиломатериалов допускается не выше 15; клеи только на резорциновой основе (ФР-12 и ФРФ).

Не допускается использование склеенных на зубчатый шип заготовок из короткомерных пиломатериалов для дощатых балок междуэтажных перекрытий и в растянутых поясах дощатых стропильных ферм.

Ширина сечения клееных деревянных конструкций должна приниматься в заготовке 100, 125, 150, 175, 200 или 250 мм. После фрезерования боковых поверхностей склеенного блока ширина сечения уменьшается на припуск (это значение ширины указывается в проекте и принимается при расчете). Величина припусков на фрезерование боковых поверхностей при длине конструкции до 12 м составляет 15 мм, а при длине свыше 12 м – 20 мм. Ширина сечения дощатоклееных балок приведена в табл. 5.

В ограждающих и несущих конструкциях допускается применение фанеры толщиной не менее 6 мм (только на водостойких клеях) марки ФСФ по ГОСТ 3916.1 и ГОСТ 3916.2, а также фанеру бакелизированную марки ФБС по ГОСТ 11539 (см. табл. 6), асбестоцементных листов, стеклопластика и стальных листовых гнутых профилей согласно прилагаемым сортаментам.

Синтетические клеи для склеивания древесины и древесины с фанерой в клееных деревянных конструкциях должны назначаться в соответствии с таблицей 2 [1].

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8

Таблица 9

Таблица 10

Продолжение табл. 10

Таблица 11

Приложение 4

Форма спецификации на марку конструкций

из цельной древесины

Форма спецификации на марку конструкций

из клееной древесины

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования. - М. : Госстрой СССР, 1983. - 30 с.

2. СНиП II-23-81^* . Стальные конструкции. Нормы проектирования. - М. : Госстрой СССР, 1982. - 93 с.

3. СНиП 2.0З.06-85. Алюминиевые конструкции. - М.: Госстрой СССР, 1985. - 28 с.

4. СНиП I-B.15-62. Материалы и изделия на основе полимеров. - М. : Госстрой СССР, 1962. - 21 с.

5. СНиП III-19-76. Деревянные конструкции. Правила производства и приемки работ. - М. : Госстрой СССР, 1985. - 19 с.

6. СНиП 2.01.07-85^* . Нагрузки и воздействия. - М. : Мин- строй России, 1996. - 44 с.

7. СНиП 2.01.02-85. Противопожарные нормы. - М. : Госстрой СССР, 1986. - 36 с.

8. Зубарев, Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс. – М.: Высш. шк., 1990. - 287 с.

9. СН 432-71. Указания по проектированию деревянных: конструкций временных зданий и сооружений. - М.: Госстрой СССР, 1985. - 19 с.

10. Государственные стандарты СССР; Указатель. Т. 2. - М. : Госстрой СССР, 1981. - 223 с.

11. Руководство по проектированию клееных деревянных конструкций. - М.: Госстроя СССР, 1977. - 188 с.

12. Слицкоухов, Ю. В. и [др.]. Конструкции из дерева и пластмасс / Под ред. Г. Г. Карлсена и Ю. В. Слицкоухова. 5-е изд., перераб. и доп. - М. : Стройиздат, 1986. - 543 с.

13. Шишкин, В.Е. Примеры расчета конструкций из дерева и пластмасс: учеб. пособие для строит. техникумов. - М. : Стройиздат, 1974. - 274 с.

14. Иванов, В.А. Конструкции из дерева и пластмасс / В. А. Иванов, В. З. Клименко. - Киев: Вища школа, 1983. - 320 с.

15. Зубарев, Г. Н. Конструкции из дерева и пластмасс / Г. Н. Зубарев, И. М. Лялин. - М.: Высш. шк., 1980. - 312 с.

16. Иванов, А. М. Строительные конструкции с применением пластмасс. Примеры расчета и проектирования / А. М. Иванов [и др.]. - М .: Высш. шк., 1968. - 262 с.

17. Иванов, А. М. Строительные конструкции из полимерных материалов / А. М. Иванов [и др.]. - М.: Высш. шк., 1978. - 212 с.

18. Гринь, И.М., Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов. Проектирование и расчет. - Киев: Вища школа, 1975. - 312 с.

19. Гринь, И. М., Проектирование и расчет деревянных конструкций. - Киев: Будiвельник, 1983. - 240 с.

20. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80) / ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. - М. : Стройиздат, 1986. - 215 с.

21. Гету, К. Г., Атлас деревянных конструкций / Гету, К.Г. [и др.]. - М. : Стройиздат, 1985. - 272 с.

22. Дмитриев, П. А. Деревянные балки и балочные клетки: учеб. пособие. - Новосибирск, 1989. - 161 с.

23. Слицкоухов, Ю. В. Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования / Ю. В Слицкоухов [и др.]. - М. : Стройиздат, 1991. - 2556 с.

24. Шмидт, А. Б. Атлас строительных конструкций из клееной древесины и водостойкой фанеры; учеб. пособие / А. Б. Шмидт, П. А. Дмитриев. - М. ; Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2001. - 291 с.

25. Методические указания по расчету плоских стержневых систем по программе МКЕ на персональном компьютере / сост. : В.П. Силенко, В. Н. Ардеев; Кузбасс. гос. техн. ун-т. - Кемерово, 1994. - 28 с.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения.. 1

2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ... 1

3. порядок выполнения курсовОЙ РАБОТЫ... 2

4. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НЕЙ.. 3

4.1. Общие замечания. 3

4.2. Разработка компоновочно-конструктивной схемы.. 4

4.3. Разработка технического проекта. 8

4.3.1. Конструктивная разработка сооружения. 8

4.3.2. Технические расчеты.. 8

4.3.3. Статический расчет. 10

4.3.4. Конструктивный расчет. 10

4.3.5. Расчет и конструирование узлов. 11

4.3.6. Расчет несущей конструкции покрытия на монтажные нагрузки. 11

4.3.7. Проектирование и расчет связей. 13

4.3.8. Защита конструкций от загнивания и возгорания. 14

4.3.9. Мероприятия по технике безопасности. 14

5. Разработка рабочего чертежа.. 14

6. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 16

6.1. Содержание первого листа. 16

6.2. Содержание второго листа. 17

7. ЗАЩИТА И ОЦЕНКА РАБОТЫ... 17

8. ЗАДАНИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ.. 18

ПриложениЯ.. 19

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 40

Составитель Валерий Николаевич Ардеев

Конструкции из дерева и пластмасс

Методические указания и задания на курсовую работу

для студентов специальности 270102

«Промышленное и гражданское строительство»

Печатается в авторской редакции

Подписано в печать Формат 60х84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. _____

Тираж_____экз. Заказ______

ГУ КузГТУ, 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4 А.

ВЫПИСКА

из протокола заседания кафедры строительных конструкций

г. Кемерово № 3 от 10.11.2008 г.

СЛУШАЛИ: доц. кафедры Ардеева В.Н. о методической разработке «Методические указания и задания на курсовой проект по курсу Конструкции из дерева и пластмасс»

1. Методическая разработка выполнена взамен устаревшего издания и предназначена для выполнения курсового проекта.

2. Методическая разработка соответствует требованиям учебной программы дисциплины «Конструкции из дерева и пластмасс» для специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство».

ПОСТАНОВИЛИ:

Методическую разработку доц. кафедры Ардеева В.Н. «Расчет элементов деревянных конструкций. Методические указания и задания на курсовой проект по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс» утвердить для использования в учебном процессе для студентов специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения.

Зав. кафедрой

строительных конструкций ___________Б.П. Хозяинов

Секретарь ___________Л.П. Эйгус

ВЫПИСКА

из протокола заседания учебно-методической комиссии по специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство»

г. Кемерово № 25 от 20.11.2008 г.

Методическую разработку доц. кафедры строительных конструкций Ардеева В.Н. «Методические указания и задания на курсовой проект по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс» для студентов специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения» рекомендовать к печати

Председатель учебно-методической комиссии

по специальностям 270102

д.т.н., профессор ___________А.В. Угляница