Билет1.Классификация стропильных конструкций. Последовательность расчета наслонных стропил. Конструирование. Конструкционные элементы, поддерживающие скаты крыши, называются стропилами. При изготовлении стропил и других несущих эл-в используется древесина хвойных пород (как правило, сосна и лиственница) без пороков. Влажность материала не должна превышать 22%. Необходимо предусмотреть пропитку всех деревянных конструкций крыши антипиренами и антисептиками. Стропила могут быть наслонными или висячими. Наслонные стропила опираются одним концом на несущую стену через подстропильный брус (мауэрлат), а другим на прогон или стойку. В коньке их соединяют гвоздями внахлест или дощатыми накладками. Стойки устанавливают на несущие балки деревянного перекрытия последнего этажа. При железобетонном перекрытии их можно ставить в любом месте. Между мауэрлатом и кирпичной кладкой прокладывают два слоя гидростеклоизола или рубероида. Крепление подстропильного бруса к стене осуществляется через антисептированные пробки, установленные в кирпичной кладке через полметра. При длине стропильных ног более четырех метров устраиваются подкосы. Общая устойчивость обеспечивается также установкой подкосов и диагональных связей. Если длина пролета превышает 6 метров, между стойками устраивается шпренгель – распорная конструкция из вертикальной стойки и подкосов. Кроме того, для предотвращения прогиба стропил любого типа в ряде случаев в них врубают горизонтальный ригель. При большой ширине дома и отсутствии промежуточных опор, а также в крышах мансардного типа применяют висячие стропила, стянутые специальным элементом – затяжкой. висячая наслонная Последовательность расчета наслонных стропил.1.Конструкция кровли. Асбестоцементные волнистые листы. Обрешетка. Стропильная нога.Снеговой район смотрим какой.2.Сбор нагрузок на 1м погонный стропильной ноги.принимаем предварительно стропильную ногу из доски 50х250мм обрешетку из брусьев 100х150мм расположенных через 0,5м 3.Расчет стропильной ноги.а)Условие прочности изгибаемых эл-товб)стропильную ногу рассматриваем как балку на 3 опорах, загруженную равномерно расп-ной нагрузкой. Наиболее опасным явл. сечение в месте примыкания подкоса -точки Вв)находим момент сопротивления с учетом ослабления WнтПо нашедшему Wнт определяем размеры поперечного сечения стропильной ноги Wнт= вхh2/6Определяем h осл приняв толщину доски=0,05мг)проверяем прочность сечения, условие прочности находим, потом напряжение в эл-те. д) Проверяем прочность сечения на нижнем участке под действие моментаМ1, находим момент сопротивления без учета ослаблений.е)Проверим стропильнуюногу по второй группе предльных состояний(по жесткости) Определяем жесткость стропильной ноги, относительный прогиб. условия жесткости выполняется окончательно принимаем размеры сечения стропильной ноги 0,05х0,20м.

Билет 2.Деревянные балки. Область применения, классификация,виды поперечных сечений.Расчет балок ,конструирование опорных узлов.

Б алка представляет собой горизонтальную несущую конструкцию в различных сооружениях, которая имеет две или более точек опоры. Балка, используемая для перекрытия одного пролета и имеющая две точки опоры, называется разрезной. Неразрезная многопролетная балка перекрывает более одного пролета и имеет несколько опор. Балки применяются в качестве конструктивного элемента в виде бруса из Ж/Б, стали или дерева, который работает на изгиб. Деревянные балки используются в монолитном строительстве вместе с железной или алюминиевой опалубкой, которая может быть скользящей или несъемной.Классификация балок производится в зависимости от толщины стенок и полок, от расположения граней полок (с параллельными гранями или с уклоном внутренних граней), от назначения, технических характеристик и способа производства. Таким образом, в зависимости от расположения граней полок балки бывают:Сварные балки (ГОСТ 23118-99) имеют в высоту от 240 до 3500 мм при толщине листа 8-50 мм, могут изготавливаться длиной до 15,5 м. Сварная балка производится методом сварки стальных листов с механическими параметрами, соответствующими горячекатаным балкам, что гарантирует аналогичное качество продукции. Предельные отклонения по размеру и форме сечения должны соответствовать ГОСТу 26020- Как правило, двутавровые балки производятся из углеродистой или низколегированной стали, химический состав которых должен отвечать стандарту Стальная двутавровая балка обладает рядом преимуществ: ее можно использовать для перекрытия больших пролетов с существенной нагрузкой, не повреждается вследствие воздействия негативных факторов окружающей среды и обладает высокими противопожарными характеристиками. Для защиты стальной двутавровой балки от коррозии следует применять специальное защитное покрытие. Балки двутавровые находят свое применение в промышленном и городском строительстве в качестве перекрытий, для создания колонных металлоконструкций, мостов, опор и подвесных путей.Эл-ы работающие на изгиб, менее чувствительны к порокам древесины, чем растянутые,но более чувствительны чем сжатые. Изгибаемые эл-ы рассчитываются по двум предельным состояниямРасчет и конструирование соединений эл0в деревянных конструкций.Соединения на врубках: это соединения в которых усилия от одного эл-а передаются другому по площадкам смятия и скалывания, без специальных промежуточных рабочих связей.Их ен следует применять в рвстянутых и изгибаемых эл-х при значительных ослаблениях их сечений.Лобовые упоры :применяют для передачи усилия на опору или на др деревянный элемент. Опорой чаще служит каменная или бетонная кладка стен,столбов и фундаментов. Используют для передачи давления в деревянных эл-х.

Лобовые врубки: примен в подкосно –ригельных сис-х,фермах при круглом или брусчатом лесе при относительно небольших пролетах и нагрузках.Рабочую площадь смятия, следует размещать перпендикулярно к оси примыкающего сжатого эл-а, что бы ось примыкающего элемента проходила через середину плоскости смятия. Узел врубки необходимо обязательно стягивать больтом..

Нагельные соединения: -стержни или пластинки, препятствующие взаимному здвигу соединяемых эл-в. Бывают стальные или деревянные- по форме –цилиндрические(стержни круглого сплошного или трубчатого сечения) или пластинчатые. Нагельные соединения , подобно врубкам, относятся к податливым соединениям,т.к перед разрушением они испытывают большие деформации(10-15 мм).

Сечение балок:

3. Чердачное перекрытие по деревянным балкам. Расчет балки перекрытия.Перекрытия входят в систему горизонтальных связей конструкции дома, распределяя нагрузки между стенами здания. К достоинствам деревянных перекрытий относят легкость, возможность придания конструкции надлежащих теплотехнических и акустических свойств, возможность производства работ при любой температуре окружающего воздуха. Эксплуатационные условия в различных помещениях дома могут быть различные, что накладывает отпечаток на конструкцию перекрытий.Чердачные перекрытия, отделяющие теплые помещения от холодного чердака, должны иметь хорошую тепло- и звукоизоляцию. Перекрытия в ванных комнатах, санузлах, душевых, кроме всего прочего, должны быть еще водонепроницаемыми. Состоят перекрытия из двух частей: несущей конструкции и ограждающего заполнения. Основными несущими конструкциями деревянного перекрытия являются балки. Они воспринимают нагрузку собственного веса, заполнения, а также эксплуатационные нагрузки, передавая их на прогоны или столбы. Подсчеты балок перекрытия иногда ведут к нежелательным прогибам, а в некоторых случаях и к разрушениям перекрытия. При выборе сечения балок надо учитывать, что высота балки должна быть не менее 1/16 ширины расчетного пролета, а ее ширина — 1/3 — 1/2 этой же величины. Нагрузки на перекрытия складываются из их собственной массы и временных нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации дома. Собственная масса обычно чердачных составляет в зависимости от массы утеплителя — 250 — 300 кг/м2. Временные нагрузки на чердачное перекрытие принимаются за 100 кг/м2. Для того чтобы определить полную нагрузку, приходящуюся на один квадратный метр перекрытия в процессе эксплуатации дома, складывают временную и собственную нагрузки и их сумма является искомой величиной. В зависимости от несущей способности балок, длины их пролета и величины эксплуатационных нагрузок выбирают расстояние между балками, которое обычно лежит в пределах 0,5 — 1м. Наиболее экономичными по расходу древесины считаются балки толщиной 5 и высотой 15 — 18 см при расстоянии между ними 40 — 60 см и минераловатном утеплителе. Чтобы предохранить балки от поражения грибком и быстрого загнивания, нужно применять древесину, очищенную от коры и луба, влажностью не выше 20%. Балки не должны иметь пороков, влияющих на их прочностные характеристики (большое число сучков, косослой, свилеватость и т.д.). Балки подвергают обязательному антисептированию и противопожарной пропитке.Расчет балки перекрытия.Собираем нагрузку на 1 погонный метр балки с учетом гр.площади и собственного веса балки,мы расстояние*на груз.площадь+вес 1м балки,а вес 1м балки находим b*h*коэф.,затем находим изгибаемый момент,затем момент сопротивления,потом момент инерции,после чего проверяем на прочность и жесткость

4. Чердачное перекрытие по деревянным балкам. Расчет щита наката.Перекрытия входят в систему горизонтальных связей конструкции дома, распределяя нагрузки между стенами здания. К достоинствам деревянных перекрытий относят легкость, возможность придания конструкции надлежащих теплотехнических и акустических свойств, возможность производства работ при любой температуре окружающего воздуха. Эксплуатационные условия в различных помещениях дома могут быть различные, что накладывает отпечаток на конструкцию перекрытий.Чердачные перекрытия, отделяющие теплые помещения от холодного чердака, должны иметь хорошую тепло- и звукоизоляцию. Перекрытия в ванных комнатах, санузлах, душевых, кроме всего прочего, должны быть еще водонепроницаемыми. Состоят перекрытия из двух частей: несущей конструкции и ограждающего заполнения. Основными несущими конструкциями деревянного перекрытия являются балки. Они воспринимают нагрузку собственного веса, заполнения, а также эксплуатационные нагрузки, передавая их на прогоны или столбы. Подсчеты балок перекрытия иногда ведут к нежелательным прогибам, а в некоторых случаях и к разрушениям перекрытия. При выборе сечения балок надо учитывать, что высота балки должна быть не менее 1/16 ширины расчетного пролета, а ее ширина — 1/3 — 1/2 этой же величины. Нагрузки на перекрытия складываются из их собственной массы и временных нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации дома. Собственная масса обычно чердачных составляет в зависимости от массы утеплителя — 250 — 300 кг/м2. Временные нагрузки на чердачное перекрытие принимаются за 100 кг/м2. Для того чтобы определить полную нагрузку, приходящуюся на один квадратный метр перекрытия в процессе эксплуатации дома, складывают временную и собственную нагрузки и их сумма является искомой величиной. В зависимости от несущей способности балок, длины их пролета и величины эксплуатационных нагрузок выбирают расстояние между балками, которое обычно лежит в пределах 0,5 — 1м. Наиболее экономичными по расходу древесины считаются балки толщиной 5 и высотой 15 — 18 см при расстоянии между ними 40 — 60 см и минераловатном утеплителе. Чтобы предохранить балки от поражения грибком и быстрого загнивания, нужно применять древесину, очищенную от коры и луба, влажностью не выше 20%. Балки не должны иметь пороков, влияющих на их прочностные характеристики (большое число сучков, косослой, свилеватость и т.д.). Балки подвергают обязательному антисептированию и противопожарной пропитке.

Р асчет щита наката Расчет производится для двух случаев загружения1)постоянная и временная нагрузка2)постоянная и монтажная сосредоточенная нагрузка. Для первого случая сначала собираем нормативную и расчетную нагрузку расстоян.*гр.площадь,затем определяем расчетный пролет настила(расстояние между центрами опор),далее определяем момент сопротивления и момент инерции,проверяем настил на прочность,на жесткость.

Б илет 5. 1)Собираем нагрузку на 1м² перекрытия. 2)Расчёт балки перекрытия(находим грузовую площадь, момент, принимаем сечение балки). 3)Проверка по деформации (проверяем выбранное сечение балки и если прошло, то в коне это сечение принимаем окончательно). 4)Рассчитываем щит наката. 5)Проверяем настил по деформации.

Билет 6. Арки представляют собой конструкцию криволинейного ( дугообразного) очертания. Особенностью работы арки является возникновение распора, т.е. горизонтального давления на опоры даже при действии только вертикальных нагрузок, в то время как сами арки преимущественно испытывают сжатие. Арки могут перекрывать большие пролёты между двумя опорами, они более экономичны по сравнению с балками. по статической схеме работы различают бесшарнирные, двухшарнирные, трёхшарнирные и арки с затяжкой. Трёхшарнирные арки являются статически определёнными, они меньше всего чувствительны к вертикальным осадкам, но чувствительны к горизонтальному смещению опор. Бесшарнирные арки самые лёгкие, но в них всякое смещение опор вызывает значительное дополнительное усилие. Если передача распора на фундаменты не желательна, то в арках устраивают затяжки которые и воспринимают распор. Затяжки могут устраиваться на уровне пола, а также на некоторой высоте. Арки с затяжками и дополнительными подвесками используют в качестве стропильных конструкций. Металлические арки могут перекрывать пролёты до 150 метров, ж/б до 100 метров, деревянные до 60 метров.

Расчёт арок, как и др. конструкций состоит из определения внутренних усилий и подбора размеров сечения. Наиболее просто выполняется расчёт трёхшарнирной арки, которая является статически определимой, в отличие от двух и бесшарнирной арок. Усилия в арке определяются для нескольких схем загружения. Если постоянная нагрузка действует на арку обычно равномерно по всей длине арки, то снеговая нагрузка может действовать как равномерно по всей длине, так и располагаться на половине длины арки. Часто именно несимметричная схема загружения оказывается наиболее не выгодной для арок. Очертание арки должно возможно ближе совпадать с кривой давления, т.е. принимать такую форму, при которой при равномерно распределённой нагрузке в сечениях арки не возникают изгибающие моменты. Кривая давления в арке от постоянной равномерно распределённой нагрузки – парабола, поэтому чаще всего форма арки принимается параболической.

7. Деревянные фермы применяют для перекрытия пролетов 9...36 м. Тем не менее, в мировой практике известны примеры применения ферм пролетом 70 м. В нашей стране используются деревянные фермы индустриального изготовления — сегментные, многоугольные, трапециевидные, треугольные и шпренгель-ные , В большинстве своем они имеют нижний пояс из профильной или круглой стали и потому их называют металлодеревянными. В таких фермах выгодно сочетаются свойства древесины, хорошо работающей на сжатие в верхнем поясе, и стали — в растянутом нижнем поясе. Верхний пояс фермы выполняют из брусьев или клееных досок. Длина панелей верхнего пояса брусчатой фермы определяется шагом прогонов (или шириной кровельных панелей), так как ограниченное сечение бруса (максимум 250x250 мм) не в состоянии противодействовать изгибу возникающему от размещения прогонов между узлами. Межузловое размещение прогонов возможно лишь для клееных ферм, высота сечения поясов которых практически «ограничена. Поэтому длина панели клееной фермы может быть 6 м и более. При этом число узлов сокращается, и снижаются затраты на их изготовление. Рекомендуемый шаг деревянных ферм 4,5...6 м, а при больших нагрузках или подвесном потолке — З..А5 м. Сегментные фермы пролетом 12...36 м делают металлодеревянными с треугольной решеткой. Верхний пояс собирают из криволинейных блоков прямоугольного сечения из склеенных плашмя досок толщиной до 33 мм. Криволинейные блоки верхнего пояса стыкуют либо «в упор», либо с помощью стальных коробчатых вкладышей. В обоих случаях стыки перекрывают стальными или деревянными накладками. Панели сегментных ферм рекомендуется делать длиной до 6 м. При этом прогоны размещают с шагом 1,5..2 М между узлами, что служит эффективным средством снижения величины изгибающего момента , Усилия в элементах решетки этих ферм невелики, поэтому все они изготавливаются деревянными с металлическими узловыми соединительными наконечниками.Многоугольные брусчатые фермы имеют сравнительно короткие (до 3 м) панели верхнего пояса и треугольную решетку со стойками. С целью уменьшения количества стыков каждые две смежные панели делают из одного бруса, а деревянные треугольники, обращенные вершинами вниз, соединяются металлическим нижним поясом. В таких фермах усилия в поясах постоянны, а в решетке невелики. Поэтому сечения поясов во всех панелях проектируют одинаковыми; элементы решетки (сжатые и растянутые) выполняют деревянными. Опорные узлы многоугольных ферм аналогичны узлам сегментных ферм.. Трапециевидные фермы имеют незначительный (1/10..Л/12) уклон верхнего Пояса и предназначены для рулонных кровель. Фермы, как правило, двухскатные (реже односкатные). Верхний пояс бывает брусчатым или клееным. Длина панелей брусчатых ферм — до 3 м, клееных, подвергающихся местному изгибу от межузлового приложения нагрузки, — до 6 м. Треугольные фермы применяют для кровель с крутым уклоном — от 1:2 до! :4 (асбестоцементные плиты, кровельная сталь, черепица). Их оптимальная относительная высота находится в пределах (1/4... 1/6)/. Продолжительное время такие фермы выполнялись с узлами на врубках. Современная конструкция фермы усовершенствована за счет модернизации узлов, главным образом опорных, с использованием стальных деталей. Типизированные фермы индустриального изготовления бывают четырех - и шестипанельными с металлическими нижними поясами и растянутыми элементами решетки. Верхний пояс изготавливают брусчатым или клееным, Шпренгельные системы представляют собой неразрезные балки из брусьев или клееных блоков с одной или двумя промежуточными опорами в виде стоек, поддерживаемых стальной тягой, которая своими концами прикрепляется к балке. Фермы с параллельными поясами используют в качестве стропильных в особых случаях компоновки покрытия.

8. Для подбора сечения однопролетной деревянной балки (стропильной ноги на двух опорах) определяющим часто является прогиб при неполностью используемых напряжениях изгиба. Поэтому однопролетная балка с постоянным сечением обычно бывает не самой экономичной. Неразрезные двухпролетные балки позволяют использовать более экономичные поперечные сечения, чем однопролетные балки той же длины. И эти системы наслонных стропил можно делать по распорному и безраспорному варианту. Вся разница заключается только в устройстве концевых опор. Третья опора стропильной ноги — подкос, другое название подстропильная нога , устанавливается под углом к горизонту не менее 45° и превращает стропило из однопролетной балки в двухпролетную неразрезную. Что позволяет уменьшить сечение стропильной ноги при той же нагрузке, а пролет, перекрываемый двускатной крышей, увеличить до 14 м.В двухпролетной неразрезной балке максимальный изгибающий момент находится над средней опорой, его и принимают для расчета сечения стропильной ноги. Простой пример, попробуйте перегнуть палку через колено, она сломается на колене. Здесь будет максимальный изгибающий момент, по которому и нужно определять сечение всего деревянного элемента. Прогиб неразрезной двухпролетной балки будет меньше, чем обычной балки на двух опорах той же длины. Мешает средняя опора, это очевидно. Однако если вспомнить, что наша реальная расчетная схема это все-таки не горизонтальная балка, а наклонная и подперта она наклонным подкосом, то очевидным становится и то, что прогнувшееся стропило сместит и узел соединения с подкосом. Поэтому прогиб стропильной ноги для упрощения считают по обычной формуле прогиба однопролетной балки для наибольшего пролета. В данном случае, для крыш с уклонами скатов до 45°, прогиб считается для нижнего пролета — от узла соединения с мауэрлатом до узла соединения с подкосом. Узел крепления подкоса к стропильной ноге очень простой и не требует никакого расчета. Подкос просто заводят под стропильную ногу и фиксируют от смещения прибоинами: нижней и двумя боковыми. Расчет гвоздевого соединения не производится, оно здесь носит чисто конструктивный характер. Важно, чтобы торец подкоса был точно подпилен под угол наклона стропильной ноги так, чтобы у стропилины не было люфта на выбор зазора при приложении к ней нагрузки. Иными словами, точно подогнанный под низ стропила подкос не даст ему прогнуться в месте опирания. При полном расчете стропильной системы стропило в месте опирания подкоса проверяют на местное смятие древесины, но как правило, в таком расчете нет необходимости. Сечение подкоса определяют расчетом на сжатие и если получают слишком маленькое сечение, задают конструктивно, равным сечению стропильной ноги.