Министерство образования Республики Карелия

государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования Республики Карелия

ЗАДАЧНИК

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

по Теме 1.3 «Особенности проектирования строительных конструкций»

МДК 02.01 «Организация технологических процессов при строительстве, эксплуатации, реконструкции строительных объектов»

ПМ 02 «Выполнение технологических процессов при строительстве, эксплуатации и реконструкции строительных объектов»

для студентов 3 курса

очной формы обучения

специальности

270802 «Строительство зданий и сооружений»

(базовая подготовка)

Петрозаводск 2014

Практическое занятие № 1

«Проектирование и расчет рабочего настила».

Учебная цел

ь: научиться проектировать рабочий настил

Задания для практического занятия и алгоритм их решения:

6. Деревянная основа под кровлю из еврошифера ONDURA (вес 3,4 кг/м2 состоит из досок сечением 25х75 мм, уложенных с шагом 300 мм, древесина - сосна 3 сорта. Обрешетка опирается на стропильные ноги, размещенные через 0,65 м одна от другой, стропильная нога из двух досок сечением 50х175 мм, подкос сечением (h)50х100 мм, прогон сечением 100х100 мм, выполнены из сосны 1 сорта. Пролет равен 5 м, привязка к несущей стене 200 мм, угол наклона стропильной ноги 320. V снеговой район (320 кг/м2).

Задача.

Деревянная основа под кровлю из еврошифера ONDURA (вес 3,4 кг/м2) состоит из нижнего разреженного рабочего настила (доски сечением 2,5х7,5 см, уложенные с зазорам 30 см) и верхнего сплошного косого настила толщиной 10 мм. Настилы опираются на стропильные ноги, размещенные через 0,65 м одна от другой.

Нормативный снеговой покров 320 Н/м², уклон кровли 32⁰, коэффициент 0,813 Полоса шириной 1 м.

Подсчет нагрузок в Н на погонный метр

Элементы	Подсчет нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м	Коэффициент надежности по нагрузке,	Расчетная нагрузка, Н/м
1. Кровельный материал	Вес=3,4*10	34	1,3	44,2
2. Защитный настил	=0,010*7000	70	1,1	77
3. Рабочий настил	=0,025*0,075*500*10/(100/(7,5+30))	24,99	1,1	27,5
Итого:		128,99		148,7
Снеговая нагрузка	=3200*0,813	1821,12	0,7	2601,6
Итого:		1950,02		2750,3
С учетом		1852,52		((q)в 4 задаче) 2612,78

Расчетный пролет настила l = 0,65 м.

Сочетание нагрузок:

1. собственный вес и снег;

2. собственный вес и сосредоточенный груз.

Максимальный изгибающий момент при первом сочетании нагрузок (собственный вес + снег):

= 0,125*2612,78*0,65²=137,99 Н*м

где q – равномерно распределенная нагрузка от собственного веса и снега

Так как есть защитный настил действие сосредоточенного груза от веса человека с инструментом считается распределенным на ширину 0,5 м.

Расчетная сосредоточенная нагрузка на ширину настила 1 м:

Максимальный изгибающий момент при 2-ом сочетании (собственный вес + сосредоточенный груз):

=0,07*148,7*0,65²+0,207*2400*0,65=327,32Н*м,

Схема загружения поперечного рабочего настила

Более невыгодный для проверки прочности настила … случай

Момент сопротивления настила см³ =((7,5*2,5²)/6)*(100/(2,5+30)=24,03см³

Проверка прочности =32,73/24,03=1,36>0,85

Вывод: прочность не обеспечена=> беру сечение 32х100

Момент сопротивления настила (10*3,2²)/6)*(100/(3,2+30)=51,41см³

Проверка прочности =32,73/51,41=0,64<0,85

Вывод: прочность обеспечена, принимаю доску с сечением 32х100

Момент инерции: см⁴=51,41*(3,2/2)=82,26 см⁴

Прогиб: q=0.018

f=(2,13*0,018*17850625)/(384*1000*82,26)=684392,962/3158784=0,22

Относительный прогиб =0,22/65=0,003<0,007

Вывод: жесткость обеспечена

Индивидуальное задание (по вариантам):

Время на выполнение: 2 учебных часа

Практическое занятие № 2 «Проектирование и расчет обрешетки».

Учебная цель: научиться проектировать обрешетку

Задания для практического занятия и алгоритм их решения:

Задача.

Деревянная основа под кровлю из еврошифера ONDURA(вес 3,4 кг/м2) состоит из рабочего настила (доски/бруски сечением 25х75 мм см, уложенные с шагом 30 см), выполненного из сосны 3 сорта. Настил опирается на стропильные ноги, размещенные через 0,65 м одна от другой. Класс ответственности II, коэффициент надежности по назначению здания , условия эксплуатации Б2,

6. Деревянная основа под кровлю из еврошифера ONDURA (вес 3,4 кг/м2) состоит из досок сечением 25х75 мм, уложенных с шагом 300 мм, древесина - сосна 3 сорта. Обрешетка опирается на стропильные ноги, размещенные через 0,65 м одна от другой, стропильная нога из двух досок сечением 50х175 мм, подкос сечением 50х100 мм, прогон сечением 100х100 мм, выполнены из сосны 1 сорта. Пролет равен 5 м, привязка к несущей стене 200 мм, угол наклона стропильной ноги 320. V снеговой район (320 кг/м2).

Проверка прочности и жесткости рабочего настила

Нормативный снеговой покров 3200*0,7=2240 Н/м², уклон кровли 32, коэффициент перехода от веса снеговой нагрузки на покрытия к снеговому покрову земли (по схеме 1 приложения 3 СНиПа «Нагрузки и воздействия») 0,813.

Подсчет нагрузок в Н на погонный метр

Наименование нагрузки	Подсчет нагрузки	Нормативная нагрузка, Н/м	Коэффициент надежности по нагрузке,	Расчетная нагрузка, Н/м
I. Постоянная 1. Конструкция кровли		34	1,05	35,7
2. Обрешетка		37,5	1,1	41,25
Итого:		71,5(gн)		76,95(эту)
II. Временная Снеговая нагрузка	3200*0,813	1821,12	0,7	2601,6
Итого:		1893,1		(gр) =2678,55
С учетом		qн=1798,445		qр=2544,62

Расчетный пролет настила l =0,65 (шаг стропил) м.

Обрешетка рассчитывается как двухпролетная балка на 2 сочетания нагрузок:

- собственный вес и снег;

- собственный вес и сосредоточенный груз.

Максимальный изгибающий момент при первом сочетании нагрузок (собственный вес + снег):

=0,125*2544,62*0,422=13,42Нм (Нм=кНсм)

где q – равномерно распределенная нагрузка от собственного веса и снега

Действие сосредоточенного груза от веса человека с инструментом считается равным

Максимальный изгибающий момент при 2-ом сочетании (собственный вес + сосредоточенный груз):

=0,07*76,95*0,42+0,207*1200*0,65=163,72=16,37(Нм=кНсм)

Более невыгодный - 16,37 случай (выбирается по большему изгибающему моменту).

Так как плоскость действия нагрузки не совпадает с главными плоскостями сечения бруска, то брусок рассчитывается на косой изгиб.

Изгибающий момент относительно осей х и у:

=16,37*0,848=13,88

=16,37*0,529=8,66

Моменты сопротивления сечения:

= (7,5*2,2²)/6=6,05 (см³) – для квадратного сечения

=6,05 и =(7,5²*2,2)/6=20,62 (см³) – для прямоугольного сечения

Моменты инерции сечения:

= (2,2*7,5³)/12= 6,65(см⁴) – для квадратного сечения

=6,65 и =(2,2³*7,5)/12=77,34 (см⁴) – для прямоугольного сечения

Проверка несущей способности бруска обрешетки:

=13,88/6,05+8,66/20,62=2,29+0,42=2,7>0,85

Вывод: прочность не обеспечена=> берем сечение 25х100

Моменты сопротивления сечения:

= (2,2*10²)/6=8,1(см³) – для квадратного сечения

=8,1 и =(2,2²*10)/6=36,67 (см³) – для прямоугольного сечения

Моменты инерции сечения:

= (2,2*10³)/12= 8,87(см⁴) – для квадратного сечения

=8,87 и =(2,2³*10)/12=183,33 (см⁴) – для прямоугольного сечения

Проверка несущей способности бруска обрешетки:

=13,88/8,1+8,66/36,67=1,71+0,24=1,95>0,85

Вывод: прочность не обеспечена=> берем сечение 32х100

Моменты сопротивления сечения:

= (10*3,2²)/6=17,1(см³) – для квадратного сечения

=17,1 и =(10²*3,2)/6=53,33 (см³) – для прямоугольного сечения

Моменты инерции сечения:

= (10*3,2³)/12= 8,53(см⁴) – для квадратного сечения

=8,53 и =(10³*3,2)/12=266,67 (см⁴) – для прямоугольного сечения

Проверка несущей способности бруска обрешетки:

=13,88/17,1+8,66/53,33=0,8+0,2=1>0,85

Вывод: прочность не обеспечена=> берем сечение 40х100

Моменты сопротивления сечения:

= (10*4²)/6=26,7(см³) – для квадратного сечения

=26,7 и =(10²*4)/6=66,7 (см³) – для прямоугольного сечения

Моменты инерции сечения:

= (10*4³)/12= 53,33(см⁴) – для квадратного сечения

=8,53 и =(10³*4)/12=333,33 (см⁴) – для прямоугольного сечения

Проверка несущей способности бруска обрешетки:

=13,88/26,7+8,66/66,7=0,52+0,13=0,65<0,85

Вывод: прочность обеспечена=> берем сечение 40х100

Проверка прогиба бруска:

=

2,13*0,018*17850625*0,834/(384*1000*8,53)=570783,73/3275520=0,17

=

2,13*0,018*17850625*0,551/(384*1000*333,33)= 377100,522/127987200=0,003 =корень из 0,17²+0,003² =крень из0,0289+0,000009=0,17 (см)

Относительный прогиб:

=0,17/65=0,003<0,007

Вывод: жесткость обеспечена

Индивидуальное задание (по вариантам):

6. Деревянная основа под кровлю из еврошифера ONDURA (вес 3,4 кг/м2) состоит из досок сечением 25х75 мм, уложенных с шагом 300 мм, древесина - сосна 3 сорта. Обрешетка опирается на стропильные ноги, размещенные через 0,65 м одна от другой, стропильная нога из двух досок сечением 50х175 мм, подкос сечением 50х100 мм, прогон сечением 100х100 мм, выполнены из сосны 1 сорта. Пролет равен 5 м, привязка к несущей стене 200 мм, угол наклона стропильной ноги 32⁰. V снеговой район (320 кг/м2).

Время на выполнение: 2 учебных часа