II расчетная схема – на постоянную нагрузку и сосредоточенный груз.

На один брусок согласно СНиП II−25−80 приходится расчетное значение сосредоточенного груза

Расчетное значение постоянной нагрузки, действующей на брусок:

Наибольший изгибающий момент:

Составляющие изгибающего момента:

Напряжения изгиба в брусках:

Если пробовать бруски сечением 4 х 5 см, то без учета изменения нагрузки:

;

По схеме I:

По схеме II:

Перегрузка 1.9% < 5% − сечение может быть принято, но отсутствует у исполнителя.

Вывод: окончательно принимаем бруски обрешетки сечением 5 х5см, с шагом по скату 32см.

Расчет стропильных ног.

По имеющимся на основании строительного опыта рекомендациям при подобной конструкции кровельного покрытия шаг стропильных ног с учетом веса снегового покрова (географии строительства) возможен и целесообразен в пределах 60 – 80см при сечениях в виде досок 4 х 5см до 6 х 22.5 (25.0) см.

Для представляемого случая намечаем шаг 75 см при досках 5 х 20см при контробрешетке с использованием того же пиломатериала (обязательно III сорта), т.е. 5 х5 см (для создания вентилируемых продухов). Исходя из такой намечаемой конструкции определяем нагрузку на стропильную ногу (табл. 3.2).

Нагрузка на стропильную ногу [кН/м² ската].

Таблица 3.2

Элемент конструкции	Нормативная		Расчетная
1	2	3	4
− цементно−песчаная черепица BRAAS ДСК−1 (на 1м2 11 штук по 4.5кг) − бруски обрешетки 5 х5см с шагом по скату 32 см − стропильная нога (намечаем сечение 5 х 20см с шагом 75 см) − бруски контробрешетки 5 х 5см через 75см (поверх стропильных ног) − кровельная гидроизоляция DIVOROL PRO c учетом нахлеста >20см − утеплитель: два слоя минеральной ваты URSA М−15 толщиной каждый по 10 см с учетом фактического заполнения объема между стропильными ногами − пленочная пароизоляция − подшивка из досок толщиной 16 мм или других материалов (ДВП, фанера, гипсокартон) − бруски обрешетки для подшивки 5 х 5см через 40 см	0.495 0.039 0.067 0.017 0.015 0.280 0.011 0.080 0.031	1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.2 1.1 1.1 1.1	0.545 0.043 0.073 0.018 0.017 0.336 0.012 0.088 0.034
Постоянная	1.035		1.166
Снеговая (табл. 3.1)	1.139		1.627

Погонная нагрузка на 1 пог. метр длины стропильной ноги по скату в вертикальной плоскости:

Ведем расчет стропильной ноги исходя из ее работы на изгиб (рис. 3.5).

Здесь: погонная погрузка, действующая перпендикулярно плоскости ската:

Таким образом, прочность стропильной ноги недостаточна.

Если уменьшить пролет стропильной ноги путем создания опоры посередине ската [что можно сделать, оперев стропильную ногу на опорный брус, положенный по поперечным стенам (рис. 3.6)],

тогда имеем дело с двухпролетной неразрезной балкой. Для нее изгибающий момент на средней опоре:

− прочность обеспечена.

Прогиб ноги в середине любого из пролетов:

При загрузке снегом пролета ВС прогиб в нем составит:

Прочность и жесткость стропильных ног сечением 5 х 20см при опирании их в середине ската на опорный брус и на мауэрлат по расчету имеет запас.

Вследствие необходимости иметь высоту стропильной ноги не меньше толщины утеплителя (20см), определенного тепло−техническим расчетом; пробуем ее сечение 4 х 20см.

Тогда

Запас все еще велик, пробуем сечение 3 х 20см.

Без учета незначительного изменения нагрузки:

Сечение стропилин 3 х 20см может быть принято.

Проверка опорных брусьев.

При шаге поперечных стен 5.4 метра и тяжелой кровле в III снеговом районе следует ожидать значительной загрузки опорных брусьев. Поэтому намечаем необходимость применения клееного бруса. Намечаем сечение 15 х 25см, укладываемым в плане с шагом .

Находим нагрузку на опорные брусья, которую сводим в таблицу 3.3.

Нагрузка на опорные брусья [кН/м² гор. проекции (плана)].

Таблица 3.3

Элемент конструкции	Нормативная		Расчетная
1	2	3	4
− покрытие, включая черепицу BRAAS ДСК−1, бруски обрешетки 5 х 5см с шагом по скату 32см, бруски контробрешетки 5 х 5см поверх стропильных ног, кровельную гидроизоляцию DIVIROL PRO, пленочную пароизоляцию, подшивку из досок и бруски обрешетки 5 х 5см через 40см для подшивки (табл. 3.2) − стропильные ноги 3 х 20см через 75см − бруски контробрешетки 3 х 5см через 75см (поверх стропильных ног) − утеплитель URSA М−15 (с учетом табл. 3.2)	0.671 0.040 0.010 0.288	1.1 1.1 1.2	0.739 0.044 0.011 0.346
Постоянная по скату g	1.009		1.140
Постоянная по гор. проекции	1.116		1.261
Временная (снеговая)	1.260	0.7	1.800
Полная	2.376		3.061

Опорные брусья уложены на поперечные стены, шаг которых 6.4м.

Нагрузка на опорные брусья составляет:

− нормативная

− расчетная

Момент сопротивления опорного бруса:

− прочность недостаточна.

Необходимая высота: . Если набирать при склейке брус из слоев по 3.3см каждый, то сечение бруса составит

− прочность обеспечена.

Жесткость:

Прочность и жесткость опорного бруса 15 х 33см обеспечена.

Таким образом стропильные ноги в середине ската должны опираться на опорные брусья 15 х 33см.

Пример 4

Кровля из асбестоцементных листов. Запроектировать покрытие из асбестоцементных листов по прогонам и треугольным фермам. Уклон ската – 0.38. Район постройки – Ленинградская область. Условия эксплуатации – А_I. Класс ответственности здания – П.

Решение

Покрытие устраиваем по прогонам, сшитым в щиты размером 2.5 х 6.0 м. Длина щита 6.0м равняется принятому шагу ферм. Щит состоит из пяти прогонов, соединенных при помощи деревянной решетки из брусков в жесткую в своей плоскости конструкцию. Устойчивость верхних поясов ферм в плоскости ската обеспечивается пришивкой к ним.

Таблица 4.1

Нагрузка от собственного веса крыши, кН/м² ската (кгс/м² ската).

Элементы кровли	Нормативная нагрузка		Расчетная нагрузка
Асбестоцементные волнистые листы Прогоны, принимаемые предварительно из брусков 75 х 119 мм с расстоянием между осями 0.5м: Решетка щитов (40% от веса прогонов) 0.78 х 0.4	0.15 (15.0) 0.13 (13.0) 0.05 (5.0)	1.1 1.1 1.1	0.165 (16.5) 0.143 (14.3) 0.055 (5.5)
Итого	0.33 (33.0)		0.363 (36.3)

Нагрузка на 1 м² горизонтальной проекции крыши (табл. 4.1)

Нормативная кН/м² ,

Расчетная кН/м².

Снеговая нагрузка для Ленинградской обл. при наклоне покрытия :

Норамативная кН/м², расчетная кН/м².

Сосредоточенный груз нормативный кН/м², расчетный кН.

Расчетная нагрузка на прогон: от крыши

От снега кН/м; а=0.5 – расстояние между прогонами.