Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Методическое пособиеРасчет покрытий.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.03.2025

Размер:

4.85 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 133 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Расчет прогона

Первый вариант – разрезной прогон.

При установке прогонов по скату наклонно, прогон испытывает действия скатной составляющей и работает на косой изгиб. В этом случае применение составного прогона из спаренных досок нежелательно, ввиду стремления его под действием довольно значительной скатной составляющей к расслоению. Поэтому проектируем его из брусьев, что позволяет при шаге арок 6.0 м практически применить только разрезную схему (прогон с подбалками увеличит отапливаемый объем здания). Задаемся сечением бруса для прогона 200 х 250 мм. Определение нагрузки на прогон выполняем в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Вид нагрузки	Нормативная		Расчетная
− кровельная сталь по обрешетке (табл. 1.2) − стропильные ноги 5 х 12.5см через 1.5м − собственный вес прогонов сечением 20 х х 25 см через 2 м − черенные бруски 4 х 4см − доски щитов из досок S=16 мм под утеплитель − утеплитель – минераловатные плиты МВП ( ) толщиной 15 см − пароизоляция – слой толя	0.027 0.150 0.010 0.202 0.474 0.020	1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.2 1.1	0.030 0.165 0.011 0.222 0.569 0.022
Постоянная	1.030		1.178
Временная – от веса снега на покрытии	1.260	0.7	1.800
Полная	2.290		2.978

Так как прогоны установлены по сметам, то погонная нагрузка, действующая на них в вертикальной плоскости составляет:

Нормативная: кН/пог.м;

Расчетная: кН/пог.м;

Изгибающий момент, действующий на сечение прогона в вертикальной плоскости

Составляющие изгибающего момента:

кНсм;

см³; см³

Напряжения изгиба, возникающие в сечении прогона

Перенапряжение 33.10% > 5%, что недопустимо.

Пробуем сечение 22.5 х 25.0см.

Изменение нагрузки при этом за счет собственного веса прогона:

Нормативное − кН/м² (было 0.150 – табл. 1.3). Изменение 0.019 кН/м² гор.пр.

Расчетное − кН/м² гор.пр.

кН/м; кН/пог.м

;

см³; см³;

Перенапряжение 14.7% > 5%

Пробуем сечение 25 х 25см

см³. Без учета незначительного изменения нагрузки

Проверяем жесткость прогона: нормативная нагрузка на прогон, перпендикулярная плоскости ската

кН/м

Вдоль ската кН/м

см⁴

см

Прочность и жесткость сечения достаточны. Принимаем сечение прогона – брус 25 х 25.

Второй вариант –неразрезной прогон.

При установке прогона на упорный коротыш, удерживающий прогон от сползания по наклонному поясу арки (рис. 1.4), скатная составляющая на него действовать не будет. В этом случае целесообразно применить более рациональную в этом случае неразрезную схему. Заметить, что в случае отсутствия косого изгиба эта схема дает солидную экономию по расходованию древесины на прогоны по сравнению с разрезной.

Намечаем сечение прогона сбитое из двух досок 7 х 22.5 см.

Тогда при сборе нагрузки, действующей на него, можно воспользоваться табл. 1.3 с учетом нагрузки от собственного веса неразрезного варианта прогона:

− нормативного значения кН/м²

− расчетного значения кН/м²

Вместо соответственно 0.150 и 0.165 кН/м²

Тогда полная нагрузка на прогон составит

кН/м²гор.пр.; кН/м²гор.пр

И погонная вертикальная нагрузка, действующая по скату на прогон:

кН/м ската

Для неразрезной схемы:

см³; см⁴

кН/см²

Перенапряжение 27.1% > 5%.

Требуется увеличение сечения. Пробуем 2 х 7 х 25.0 см

см³; см⁴

(без учета небольшого увеличения нагрузки)

Прочность и жесткость сечения достаточны.

Неразрезность схемы обеспечивается устройством стыков, когда по обе стороны от опоры (арки) попеременно с двух сторон стыкуются каждая из двух досок, составляющих рабочее сечение прогона. Места стыкования соответствуют нулевым точкам в эпюре моментов.

Стыковые связи (гвозди) воспринимают усилия от действия изгибающего момента в опорном сечении, которые составляют ; По рис. 1.5 ;

Если применить гвозди 5/150, то см;

кН;

Несущую способность гвоздя определяем из условия его работы на смятие гнезда и изгиба самого гвоздя: кН

;

С₁ – величина рабочей зоны гнезда с учетом того, что острие гвоздя (1.5d_гв) в работе практически не участвует;

см; кН

Расчетное усилие гвоздя кН. Для восприятия Q_гв требуется (8 шт). С каждой стороны стыка забиваем по 8 гвоздей. На остальной длине в пролетах доски прогона соединяются забивкой тех же гвоздей через 50 см поочередно с разных сторон.

Крепление упорного коротыша, удерживающего прогон от сползания по наклонному поясу арки, рассчитываем на усилие кН

Если применить те же гвозди, то необходимо забить шт – 14шт

Пример 2.Кровля на основе металлочерепицы по обрешетке и

наслонным стропилам

Запроектировать покрытие здания гостиницы в г. Олонец (Карелия), если расстояние между наружными стенами (по осям) составляет 10.0м, высота чердака 3.6м. Наслонные стропила из досок имеют затяжки, снижающие распор на стены. Покрытие теплое с применением утеплителя – плит минеральной ваты URSA М−15 толщиной 10см. Режим эксплуатации А₁. Угол наклона крыши, при высоте конькового узла над отметкой мауэрлата (все в осях) 3.6 метра. Затяжки расположены выше верха фундаментов на 3.1 м. Намечаем следующую конструкцию покрытия здания (рис 2.1). Заметим при этом, что

и ;

Для решения поставленной задачи приводим здесь некоторые данные, необходимые для ознакомления с существующими деревянными стропильными системами.

Стропильные системы покрытий зданий.

Схемы поперечных разрезов двухскатных наслонных стропил.

Наслонные стропила применяют обычно при расстояниях между стенами или между стенами и внутренними опорами (стойками) или несущими столбами до 7 м. Основной несущей частью наслонных стропил являются работающие на изгиб стропильные ноги, длиной которых является расстояние между опорами. Расстояние между стропильными ногами (шаг) назначают в пределах от 0.6 до 2м, с тем, чтобы настилы или обрешетку укладывать непосредственно по стропильным ногам. Ясно, что шаг зависит от величины собственного веса покрытия, снеговой и ветровой нагрузки, а так же вида материала (доски, брус, бревна, клееный брус). На рис. 2.2 показаны схемы дощатых наслонных стропил зданий шириной до 10м при одном продольном ряде внутренних опор и до 12 м при двух рядах продольных внутренних опор.

К определению усилий в некоторых схемах

комбинированных стропильных систем.

Таблица 2.1

Схемы конструкций и нагружений	Расчетные формулы
1	2
	Груз Р в С V=P Груз Р в D V=0 М=0 Постоянная нагрузка g и полезная S на элементе AB Максимальные значения
	А=В=0.5ql;
	А=В=0.5ql;

	Опорные давления балки от равномерно распределенной нагрузки равны соответственно C и D ;

Продолжение примера 2.

Расчет брусков обрешетки.

По рис. 2.1 намечаем бруски обрешетки 6х6 см с шагом 30 см.

Нагрузка на бруски обрешетки

Таблица 2.2

Элемент конструкции	Нормативная		Расчетная
1	2	3	4
− металлочерепица − бруски обрешетки сечением 6х6см через 30см	0.050 0.060	1.05 1.1	0.053 0.066
Постоянная	0.110		0.119
Временная: снеговая для г. Олонец (Республика Карелия) IV снеговой район согласно СНиП 2.01.07−85 и дополнению в нему Росстроя от 07.2003 для Ветровая нагрузка согласно приложения 4 СНиП 2.01.07−85 «Нагрузки и воздействия» положительного давления при этом угле наклона не создает	0.944	0.7	1.349
Полная	1.054		1.468

Бруски обрешетки согласно пп. 6.13 и 6.14 [2] рассчитываем как двухпролетные неразрезные балки с равными пролетами .

Погонная нагрузка на брусок при их шаге 30см:

кН/м ската,

кН/м ската

I расчетная схема – действие постоянной и временной нагрузок.

Расчет ведем с учетом косого изгиба (рис. 2.3)

Наибольший расчетный изгибающий момент в бруске обрешетки в вертикальной плоскости: ;

Расчетный момент, действующий в плоскости перпендикулярной скату:

Вдоль ската:

Моменты сопротивления брусков: ;

Моменты инерции: ;

Напряжения изгиба: − расчетное сопротивление брусков из хвойной древесины III сорта при режиме эксплуатации А₁ и здании II категории степени ответственности.

Жесткость брусков:

кН/м ската

Прогиб в вертикальной плоскости:

II расчетная схема – на постоянную нагрузку и сосредоточенный груз.

На один брусок согласно СНиП II−25−80 приходится расчетное значение сосредоточенного (монтажного) груза . Расчетное значение постоянной нагрузки, действующей на брусок:

кН/м ската

Наибольший изгибающий момент:

Составляющие изгибающего момента:

Если пробовать бруски сечением 5х5см, то

Сечение 4х5см не проходит (расчет не приводим).

Ввиду кратковременности действия сочетания нагрузок проверка жесткости по схеме не производится.

Вывод: окончательно принимаем бруски сечением 5х5см с шагом по скату 30см.

Подбор стропильных ног.

Нагрузка на стропильные ноги [кН/м² ската]

Таблица 2.3

Элемент конструкции	Нормативная		Расчетная
1	2	3	4
− покрытие металлочерепицей − бруски обрешетки 5х5см через 30см − собственный вес стропильных ног из клееного бруса 16.5х26.7см с шагом 70см − утеплитель плиты URSA М−15 2 слоя по 10 см − бруски контробрешетки 4х4см по стропилам − слой гидроизоляции − пароизоляция пленочная − бруски обрешетки для подшивки 5х5см через 40см − подшивка из гипрока толщиной 12мм	0.050 0.016 0.315 0.161 0.011 0.015 0.011 0.031 0.144	1.05 1.1 1.1 1.2 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1	0.053 0.017 0.346 0.193 0.013 0.017 0.012 0.034 0.158
Постоянная g	0.754		0.843
Временная (снеговая) табл. 2.2	0.944		1.349
Полная	1.698		2.192

Отсюда: погонная нагрузка на стропильную ногу по скату в вертикальной плосткости:

кН/м ската

Так как мы уточнили шаг стропил и делаем его меньше, чем первоначально (что намечаем, чтобы не делать сечение клееных стропил по высоте чрезмерно большим), то пробуем уменьшить сечение брусков обрешетки до 4х5см.

При этом не делаем перерасчет нагрузки, так как изменение незначительно.

Для пробуемого сечения:

;

Наибольший изгибающий момент:

Другие проверки не требуются и окончательно принимаем бруски обрешетки сечнием 4х5см с шагом по скату 30см. Тогда в табл. 2.3 вес брусков обрешетки:

нормативный , расчетный и в таблице 2.3

Полная нагрузка:

нормативная

расчетная

Отсюда кН/м ската

кН/м ската

Согласно схеме в таблицы 2.1: опорные расценки

Наибольший изгибающий момент в стропильных ногах:

Нормальные усилия в них:

Усилие в затяжке

Проверяем стропильные ноги, работающие на комбинированное напряженное состояние: сжатие и изгиб. Тогда проверки прочности следует производить по выражению:

Геометрические характеристики стропильной ноги сечением 1.65 х 27.1 см.

− большое недонапряжение.

Пробуем сечение 16.5 х 24.6 см:

Пробуем сечение 13.2 х 22.1 см:

Пробуем сечение 13.2 х 24.6 см:

Прочность обеспечена.

Прогиб данной стропильной системы не определяем, так как она не влияет на эксплуатацию сооружения.

Окончательно принимаем стропила в виде клееных брусьев сечением

[4 х 33] х 24.6 см.

Сечение затяжки (тяж).

Здесь − учет влияния резьбы (концентрация напряжения)

Принимаем тяж d=14 мм.

При устройстве затяжки из клееной древесины II сорта:

При толщине накладок склеенных из двух остроганных досок 33 мм (40 – 2х3.5) 66 мм высота их должна составлять не меньше

Из условий норм расстановки связей проектируем их 6.6 х 15 см.

Несущая способность связи (проектируем их в виде шпилек с постановкой на концах гаек и квадратных шайб 30 х 30 х 3 мм) на шов сдвига (условного «среза»):