Universitatea Tehnica “Gh. Asachi”Facultatea de Constructii si Instalatii

Sectia CCIA

PROIECT CONSTRUCTII

RURALE

Profesor indrumator: Realizat de:

S.L.Dr. Ing. Entuc Savastre Oana

Grupa :3401

N=15

Anul universitar 2011-2012

PROIECTAREA UNUI ADAPOST PENTRU TAURINE

Sa se proiecteze un adapost pentru 50+ 2N = 80 taurine, cunoscand datele:L x T = 10.5 x 3.00m; hg = 2.10 m

Structura acoperisului este realizata din grinzi cu zabrele din lemn.Peretii adapostului sunt din zidarie de caramina cu grosimea de 30 cmInaltimea utila este de 3.00 m

Se cere:– Sa se stabileasca spatiile tehnologice necesare si gabaritul adapostului– Dimensionarea panelor de acoperis– Evidentierea elementelor intinse si comprimate din cadrul grinzii cu

zabrele

Spatiile tehnologice necesare:

Indicatori biometrici pentru cazarea taurinelor:Categorii si rase: Simmental mare

Masa corporala: 720…770 KgInaltime la greaban: H=140…155 cmLungimea oblica a trunchiului: L=167…180 cmLungime animal culcat: L1=225…235 cmLatime cazare individuala: B=133 cmFront minim furajare individualizata: F=80 cmDeschidere grilaj pentru gat: 18…20 cmNivel fund iesle peste pardoseala: 5…10 cm

Evaluare incarcari ( la nivelul acoperisului )

1) Incarcari permanente

gacoperis=0.185 kN/m2→panouri 100 mm

2) Incarcari variabile

Incarcarea data de zapada pe acoperis se determina dupa cum urmeaza:

Pentru situatii de proiectare permanenta/tranzitorii:

S=μi∙Ce∙Ct∙Sk

μi – coeficienti de forma ai incarcarii data de zapada, determinati conform punctului 2.2;

Localitatea in care va fi amplasata constructia: Braila

α1=α2=22°→μ1=0,80

Ce- coeficient de expunere

Ce=1, daca nu se specifica alte valori, functie de topografia amplasamentului ;

Localitatea Braila se afla intr-o zona cu topografie normala, de unde rezulta

Ce = 1,00

Ct- coeficient termic; in mod curent, pentru toate configuratiile de acoperis, coeficientul termic are valoarea 1.0; coeficentul termic se foloseste pentru reducerea incarcarii data de zapada pe acoperisurile cu transmitanta termica ridicata, peste 1 W/m2K;

Sk-valoarea caracteristica a incarcarii data de zapada pe sol, stabilita la punctul 2.3;

Dupa harta de zonare a valorii caracteristice a incarcarii date de zapada, localitatea se afla in zona 1.

⇒ Sk=2.5 kN/m2

S=μi∙Ce∙Ct∙Sk→S=0.8∙1.0∙1.0∙2.5=2.0 kN/m2

Actiunea vantului

Actiunea vantului pe structura si elementele structurale se determina tinand seama de presiunile externe si interne.

Presiunea vantului care actioneaza pe suprafetele exterioare, we se stabileste cu relatia:

We=qpze∙cpe

qpze - este presiunea dinamica de varf pentru inaltimea de referinta ze;

qpze=12∙ρaer∙vb2∙Cez=0.5∙1.25∙302∙1.50=843,75 kg/ ms2

cpe - este coeficientul de presiune pentru presiunea exterioara

e = b sau 2h oricare este mai mica

b – dimensiunea laturii perpendicular pe directia vantului.

Valorile coeficientilor de presiune exterioara pentru acoperisuri in functie de directia de actiune a vantului, unghiul θ si unghiul de panta al acoperisului, α si sunt trecute in tabelele 4 si 5 pentru acoperisuri cu doua pante;

b = 54 m, lungimea cladirii; latura perpendicular pe directia vantului;2h = 5.1 ∙ 2 = 10.20 m, h – inaltimea cladirii;d = 10.5 m, latimea cladirii, latura paralela cu directia vantului.e = 2h = 10.2 m – minimul dintre b si 2h.Zone pentru directia vantului θ=0°:pentru F x= - 0.7133pentru G x= - 0.66pentru H x= - 0.2533pentru I x= - 0.4pentru J x= - 0.7667Zone pentru directia vantului θ=90°:pentru F x= - 1.2067pentru G x= - 1.3467pentru H x= - 0.6933pentru I x= - 0.5

Actiunea vantului asupra peretilor verticali

h/d=3.00/10.5=0.2857A=-1.20B=-0.80C=-0.50We=qpze∙cpe →Pentru A→We=843.75∙-1.20=-1012.500

→Pentru B→We=843.75∙-0.80=-675.0→Pentru C→We=843.75∙-0.50=-421.875

→Pentru F→We=843.75∙- 0.7133=-601.846

→Pentru F→We=843.75∙0.433=365.344

→Pentru G→We=843.75∙-0.66=-556.875

→Pentru G→We=843.75∙0.433=365.344

→Pentru H→We=843.75∙-0.2533=-213.722

→Pentru H→We=843.75∙0.2933=247.472

→Pentru I→We=843.75∙0.00=0.00

→Pentru J→We=843.75∙0.00=0.00

Incarcarea din vant de calcul este : We=-601.846≅-0.602 KN

Alcatuirea si calculul acoperisului din lemn

a) Alcatuirea structurii acoperisului:Structura de rezistenta a acoperisului din grinzi cu zabrele din lemn,

pane- alcatuite din dulapi .La alcatuire se are in vedere planul functional al adapostului pentru

animale, stalpii structurii constituind reazeme pentru elementele de acoperis.Panele se realizeaza din dulapi de lemn de calitatea a II-a, asezati pe cant,

cu sectiuni de: t= 5.0;6.0 cm si b= 20…28 cm. Lungimea maxima a dulapului, din care se executa pana, este limitata de lungimea sortimentului de lemn, la maximum 4.00 m.

Ca schema statica, panele sunt grinzi simplu rezemate sau grinzi cu doua deschideri care descarca pe grinzile cu zabrele in nodurile acestora.

b) Scheme statice si scheme de incarcari pentru pane.→ Incarcari permanente: (greutatea structurii invelitorii);→ Incarcari din zapada;→ Incarcari din vant la nivelul acoperisului.

c) Calculul structurii de rezistenta a acoperisului:Pentru calculul de rezistenta a acoperisului se stabilesc:

→ elementele de rezistenta: pane, grinzi cu zabrele din lemn;→ alcatuirea schemelor statice si de incarcare pentru fiecare tip de

element structural, in parte;→ calculul reactiunilor, incepand de la elementul cel mai de sus;→ diagrame de eforturi sectionale, pe fiecare tip de element;

→ verificarea elementelor structurale.

Ipoteze de incarcare pe pana:

Ip1 – 1.35 Permanente +1.50 zapadaIp2 – 1.35 Permanente +1.50 vant +1.05 zapadaIp3 – 1.35 Permanente +1.50 utile

Consideram pana grinda simplu rezemata: lpana=T=3.00 m

a=L6=10.56=1.75 m

tgα=hg3a=2.105.25=0,4 →arctg0.45=22°

cosα=adp→dp=acosα=1.75/cos22=1.90 m

Incarcarea permanenta pe pana:

qpana=gacoperis∙dp∙TT=0.185∙1.90∙3.003.00=0.3515 kN/m

Incarcare variabila pe pana:

Zapada:

Zpana=S∙a∙TT=2.00∙1.75∙3.003.00=3.50 kN/m

Vant:

Wpana=W∙dp∙TT=-0,602∙1.9∙3,003,00=-1.1438 kN/m

Incarcarea utila la jumatatea deschiderii

U = 100 Kg/m = 1kN/m

Ipoteza 1:

q1d=1.35∙0.3515+1.50∙3.50=5.7245 kN/m

q1d,y=q1d∙sinα=5.7245∙sin22°=2.144 kN/m

q1d,z=q1d∙cosα=5.7245∙cos22°=5.307 kN/m

My1=q1d,y∙l22=2.144∙3.0022=9.648 kNm

Mz1=q1d,z∙l22=5.307∙3.0022=23.88 kNm

Ipoteza 2:

q2d=1.35∙0.3515+1,50∙-1.1438+1.05∙3.50=2.434 kN/m

q2d,y=q2d∙sinα=2.434 ∙sin22°=0.9117 kN/m

q2d,z=q2d∙cosα=2.434∙cos22°=2.2566 kN/m

My2=q2d,y∙l22=0.9117∙3.0022=4.1026 kNm

Mz2=q2d,z∙l22=2.2566∙3.0022=10.1547 kNm

Ipoteza 3:

q3d=1.35∙0.3515+1.50∙1.00=1.9745 kN/m

q3d,y=q3d∙sinα=1.9745∙sin22°=0.7396 kN/m

q3d,z=q3d∙cosα=1.9745∙cos22°=1.8307 kN/m

My3=q3d,y∙l22=0.7396∙3.0022=3.3285 kNm

Mz3=q3d,z∙l22=1.8307∙3.0022=8.238 kNm

Dimensiunile panei se vor determina cu momentele din ipoteza 1 de incarcari

Stabilesc solicitarea: Incovoiere oblica

Trebuie satisfacute expresiile urmatoare:

σm,z,dfm,z,d+Km∙σm,y,dfm,y,d≤1

Km∙σm,z,dfm,z,d+σm,y,dfm,y,d≤1

σm,y,d- valoarea de calcul a tensiunilor din incovoiere dupa axa principala Y

σm,z,d- valoarea de calcul a tensiunilor din incovoiere dupa axa principala Z

fm,y,d- valoarea de calcul a rezistentei la incovoiere dupa axa principala Yfm,z,d- valoarea de calcul a rezistentei la incovoiere dupa axa principala Z

Calculul la S.L.U → Conditii de rezistenta

σmdfmd≤1; σmd=MmaxW;

Clasa de rasinoase : C16 cu fmk=16 N/mm2fm,d=fmkKmodγM=160.81.3=9.85 N/mm2

γM = 1,30fm,y,d=fm,z,d=fm,d=9.85 N/mm2

Mz=Mz1=23.88 kNmMy=My1=9.648 kNmhb=1,50 →h=1,50 bσm,z,dfm,z,d+Km∙σm,y,dfm,y,d≤1→23.88 ∙106∙6b2∙h9.85+0,7∙9.648∙106∙6b∙h29.85≤1 → 23.88 ∙106∙69.85∙b2∙1.5∙b+0,7∙9.648∙106∙6b∙1,52∙b2∙9.85≤1 → 9.6974∙106b3+2.6119∙106b3→b≥312.309∙106 →b≥230.89 mm

b=240 mm=24 cm sau 23 cm

h=240∙1.50=360 mm=36 cm si 35 cm se verifica si asa

0.7∙23.88∙106∙69.85∙2402∙360+9.648∙106∙6240∙3602∙9.85=0,68≤1→conditie indeplinita

Calculul la S.L.S → Conditii de rigiditate

umax ≤uadmisibil

uadmisibil=l250=3.00250=0,012 m

umax=umax,y2+umax,z2

umax,y=ug,y+us,y

umax,z=ug,z+us,z

Iy=h3∙b12=0,363∙0,2412=9.3312∙10-4 m4=93312 cm4Iz=b3∙h12=0,243∙0,3612=4.1472∙10-4 m4=41472 cm4E=107 kN/m2

gyp=gp∙sinα=0.3515∙sin22=0.1316 kN/mgzp=gp∙cosα=0.3515∙cos22=0.3259 kN/mgys=S∙sinα=2.0∙sin22=0.7492 kN/mgzs=S∙cosα=2.0∙cos22=1.854 kN/m

ugy=5384∙gyp∙l4E∙Iz=5384∙0.1316∙3004105∙41472 =0.0033 cmufin,gy=ugy∙1+kdef=0.0033∙1+0.8=0.00594 cm

ugz=5384∙gzp∙l4E∙Iy=5384∙0.3259∙3004105∙93312 =0.00368 cmufin,gz=ugz∙1+kdef=0.00368∙1+0.8=0.00663 cm

usy=5384∙gys∙l4E∙Iz=5384∙0.7492 ∙3004105∙41472 =0.019 cmufin,sy=usy∙1+ψ21∙kdef=0.019∙1+0.4∙0.80=0.025 cm

usz=5384∙gzs∙l4E∙Iy=5384∙1.854∙3004105∙93312 =0.021 cmufin,sz=usz∙1+ψ21∙kdef=0.021∙1+0.4∙0.80=0.02766 cm

umax,y=ug,y+us,y=0.00594+0.025=0.03094 cm

umax,z=ug,z+us,z=0.00368+0.021=0.0578 cm

umax=umax,y2+umax,z2=

=0.030942+0.05782=0.065 ≪1.20 cm →conditie indeplinita

Nc=1,35∙gpanou∙dp∙T+1,35∙gpana+1,50∙s∙a∙T

gpana=b∙h∙l∙γlemn=0.24∙0.36∙3.00∙4=1.0368 KN

γlemn=4.0 kN/m3

Nc=1.35∙0.185∙1.9∙3.00+1.35∙0.3515+1.50∙2.00∙1.75∙3.00=17.6481 kN

Nm=Nc2=8.82405 kN