1.2.7. Расчет подстропильной системы
Основными элементами подстропильной конструкции являются прогоны (2), опирающиеся на стойки (4), передающие давление от массы крыши на внутренние стены или столбы. При значительных нагрузках и больших расстояниях между стойками прогоны усиливают подбалками (3), подкосами (5) [см. рис. 6].
Нагрузка на прогоны передается в виде нескольких сосредоточенных грузов, приложенных в местах опирания стропил. При воздействии на прогон четырех и более сосредоточенных грузов Р, равных по величине и расположенных на одинаковых расстояниях В, допускается рассчитывать прогон на равномерно-распределенную нагрузку интенсивностью q = P / В. В связи с незначительной длиной сжатых подкосов их обычно не рассчитывают. Сечение коротких стоек назначают конструктивно, а длинных − рассчитывают на продольный изгиб.
При расчете ригельно-подкосных систем (рис. 6 в) предполагают, что прогон, кроме стоек, шарнирно опирается еще на две крайние точки ригеля, образуя трехпролетную неразрезную балку. Длину среднего участка прогона принимают больше, чем крайних участков, т. к. на протяжении среднего участка в работе прогона участвует и ригель. Изгибающий момент на этом участке определяют как в однопролетной свободноопертой балке пролетом, равным длине среднего участка. Момент воспринимается прогоном и ригелем. Кроме того, в ригеле возникает сжимающее усилие, равное горизонтальной составляющей опорного давления. Ригель рассчитывается на сжатие с изгибом.
1.2.7.1. Пример расчета подстропильной системы (вариант прогона с подбалками, рис. 7)
Подстропильная конструкция состоит из разрезного прогона, усиленного в местах опирания на стойки подбалками, которые выполнены из брусьев того же сечения, что и прогон. Для придания жесткости всей системе в продольном направлении через каждые 3−4 пролета ставим раскосные связи, скрепляемые со стойками и прогонами болтами.
Расстояние между стойками 5 м, между стропилами − 1 м. Нормативное давление от стропил на прогон Рн = 5,172 кН; расчетное Р = 6,434 кН (2,86 кН/м 2(1,9 м/2) = 6,434 кН).
Собственный вес прогона с подбалками ориентировочно принимаем равными 2,5 % давления стропил. Тогда полная сосредоточенная нагрузка составляет
Один из грузов передается непосредственно на стойки и не вызывает изгиба в прогоне и подбалке. Давление на конец подбалке от остальных грузов V = 3P / 2 = 1,5P.
Расчетный вылет консоли подбалки принимаем равным
Полную длину назначаем а1 = 900.
Расчетный изгибающий момент
Принимаем брусья сечением 15 × 17,5 см с W = 765,63 см3 и
Напряжение изгиба
<
Относительный прогиб прогона
<
Сечение стойки принимаем того же сечения. Полное усилие, приходящееся на стойку
Напряжение смятия в подбалке в месте опирания на стойку
<
Для придания жесткости всей системе в продольном направлении ставим через 3 − 5 пролетов специальные раскосные связи, скрепляемые со стойками и прогонами болтами (рис. 11, в).
а)
1000
1000
1000
1000
1
3
2
5
4
б
в
в
l ∕4
l ∕4
a
a
l1
= l−2a
l
l
=
5000
l
=
5000
Мподб
Мпр
в
20
1
6
1−1
2
3
7
6
5
45º
4
a1
= 900
1
Рис.11. Подстропильная конструкция с подбалками.
а) продольный разрез; б) схема расчета, Р − давление стропил;
в) узел опирания конькового прогона на стойку (вариант с показом связей).