1245
.pdfФактическое поперечное сечение одной доски нижнего пояса фермы необходимо принять по сортаменту пиломатериалов таким образом, чтобы
|
|
Fфакт Fmp |
. |
(2.5) |
||
|
|
bд 40мм |
|
|
||
2. Проверка прочности принятого поперечного сечения |
||||||
н жнего пояса фермы по нормальным напряжениям |
|
|||||
прочностиВывод: прочность принятого поперечного сечения нижнего поя- |
||||||
СУслов е |
по нормальным напряжениям СП [п. 6.1, ф. |
|||||
10]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N p |
|
Rp mi . |
|
|
|
|
|
|||
|
обеспечена |
|
||||
|
|
|
Fфакт |
|
|
|
са фермы |
|
, резерв прочности…%. |
|
|||
3. ОпределениеАрасчетной несущей способности одного нагеля
Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из сосны и ели, в том числе клееных, следует определять в соответствии с СП [1, п. 7.13, таблица 20].
Для симметричного соединения на стальных цилиндрических |
|
нагелях расчетная несущая способность Т на один шов сплачивания |
|
(условный срез) определяется какД: |
|
a) из условия смятия древесины крайнего элемента: |
|
Тасм 80ad , |
(2.6) |
где a - толщина крайнего элемента, см; d - диаметр нагеля, см; |
|
б) из условия смятия древесины среднегоИэлемента: |
|
Тcсм 50сd , |
(2.7) |
где с - толщина крайнего элемента, см;
11
в) из условия изгиба нагеля:
|
|
1,8d |
2 |
0.02a |
2 |
|
||
|
Ти |
|
|
(2.8) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
2,5d |
2 |
|
|
|
||
|
Tи |
|
|
|
|
|||
Из полученных выше значений расчетной несущей способности |
||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т на один шов сплачивания (на один условный срез) необходимо вы- |
||||||||
брать минимальную несущую способность: |
|
|||||||
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
Tа |
|
|
|
|
|
(2.9) |
|
|
min Тссм |
|
|
|
|
|
||
и |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ти |
|
|
|
|
|
|
|
4. Определен |
е тре уемого количества нагелей на половину |
|||||||
б |
|
|
||||||
|
|
|
|
накладки |
|
|||
Требуемое кол чество нагелей с каждой стороны стыка опреде- |
||||||||
ляется по СП [1, формула 66]: |
|
|
|
|
|
|
||
|
А |
|
||||||
|
nн |
T |
n |
|
; |
|
(2.10) |
|
|
|
|
min |
ш |
|
|
|
|
где N p - расчетное растягивающее усилие в нижнем поясе стропиль- |
||||||||
ной фермы; Tmin - |
минимальная несущая способность нагеля на один |
|||||||
шов сплачивния; nш -количествоДплоскостей среза нагеля. В данном случае nш 4.
Полученное дробное значение количества нагелей корректируем в сторону увеличения до целого значения. После чего необходимо
1)Если принятое количество нагелей четноеИ, нагели размещаем в соответствии с требованиями СП [1, п. 7.21, рис. 13 а, б] п.5.18 рис.10 а;
2)Если принятое количество нагелей нечетное, нагели размещаем в
соответствии с требованиями СП [1, п. 7.21, рис. 13 в, г] п.5.18 рис.10 а;принятьчисло
12
Определение размеров накладки
По длине накладки нагели расставляем с шагом S1 в соответствии с П [1, п. 7.20] в зависимости от материала нагеля и толщины
сплачиваемого пакета. Например, для стальных нагелей расстояние |
|
между осями цилиндрических нагелей вдоль волокон древесины не- |
|
обход мо пр нять м нимум S1 7d . Тогда длина полунакладки будет |
|
равна: |
|
Если |
|
0,5L n 1 S1 . |
(2.11) |
Сполученное значение длины полунакладки получилось не |
|
более 0,5м, то нагели расставляем в два ряда. |
|
полученное значение длины полунакладки получилось бо- |
|
б |
|
лее 0,5м, то нагели расставляем в четыре ряда. |
|
Размещен е нагелей по высоте нижнего пояса фермы осуществляется в соответств с СП [1, п. 7.20] в зависимости от материала на-
|
А |
|
||||
геля и толщины сплачиваемого пакета. |
|
|
||||
Минимальное расстояние между осями цилиндрических нагелей |
||||||
из стали поперек волокон древесины: |
|
|
||||
|
|
S2 |
|
3,5d . |
|
(2.12) |
|
|
|
Д |
|
||
Минимальное расстояние от кромки элемента до оси цилиндри- |
||||||
ческого нагеля из стали: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S3 3,0d . |
|
(2.13) |
Требуемая высота поперечного сечения нижнего пояса фермы |
||||||
|
|
|
|
|
И |
|
из условия размещения цилиндрических нагелей может быть опреде- |
||||||
лена как |
|
|
|
|
|
|
|
|
hнпф2 |
2S3 S2 . |
|
(2.14) |
|
Если: |
|
|
|
|
|
|
a) hнпф1 hнпф2 высота поперечного сечения нижнего пояса фермы, определенная из условия прочности по нормальным напряжениям, hнпф1
оказалась больше высоты поперечного сечения нижнего пояса фермы, определенной из условия размещения нагелей, hнпф2 , расстояния S2 и
S3 корректируем в сторону увеличения с учетом конструктивного минимума, кратно 5 мм.
13
b) hнпф1 hнпф2 высота поперечного сечения нижнего пояса фермы, определенная из условия прочности по нормальным напряжениям hнпф1
оказалась меньше высоты поперечного сечения нижнего пояса фермы, определенной из условия размещения нагелей hнпф2 , высоту попе-
речного сечения нижнего пояса фермы принимаем равнойhнпф2 без по-
вторной проверки прочности по нормальным напряжениям. Выводы:
1. Поперечное сечение центрально растянутого нижнего поя- |
|||
са фермы ….. мм |
нято из условия прочности по нормальным на- |
||
С |
|
….%. (Поперечное сечение центрально |
|
пряжен ям. Резерв |
|
||
растянутого н жнего пояса фермы ……мм принято из условия раз- |
|||
мещен я нагелей. Резерв прочности по нормальным напряжениям |
|||
%). |
|
|
|
прочности |
|
||
2. |
Нагели нео ходимо разместить в два ( четыре) ряда в пря- |
||
мом (шахматном ) порядке с шагом вдоль волокон S1 … мм, шагом |
|||
поперек волокон S2 |
… мм и расстоянием от кромки нижнего пояса |
||
|
б |
||
фермы до первого ряда нагелей S3 … мм. |
|||
3. |
Принята длина накладки принята L … м. |
||
|
|
А |
|
|
|
|
Д |
Тема 6 ПОКРЫТИЯ ПО НАСЛОННЫМ И ВИСЯЧИМ СТРОП ЛАМ
Практическое занятие № 3
КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯСИСТЕМОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ОБРЕШЕТОК,
СТРОПИЛЬНЫХ
Цель работы – научиться проектировать элементы стропильной системы.
Задание 3.1. Проверить несущую способность и прогибы рабочих настилов (обрешетки), выполненных из сосновых досок 2-го сорта. Данные для расчетов взять из табл.3.1.
14
|
|
|
|
Таблица 3.1. Данные для расчета рабочего настила |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
|
|
|
|
Исходные данные |
|
|
|
|
||
|
ва- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усло- |
|
Тип на- |
Расчет- |
Наличие |
Сече- |
Рас- |
Нормативная на- |
- |
|
|||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
стила |
ная схе- |
защитно- |
ние |
стояние |
грузка, кН/м2 |
|
||||
|
|
плуа- |
|
констх- |
|
||||||||
|
|
|
|
|
стала |
ла |
мм |
досками |
|
|
|
||
|
|
вия |
|
|
|
ма на- |
го насти- |
досок, |
между |
|
|
|
|
|
|
экс- |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шагстр рукций |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
постоян- |
Снего- |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная |
он |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вой рай- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
А1 |
|
разрежен- |
|
а |
есть |
22x150 |
10 |
0,26 |
1а |
1,5 |
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
А2 |
|
сплошной |
|
6 |
нет |
19x125 |
- |
0,15 |
1 |
1,5 |
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
3 Б1 разрежен- |
6 |
нет |
16x125 |
15 |
0,16 |
II |
1,4 |
|
||||
|
|
|
|
ный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Б2 |
|
сплошной |
|
а |
есть |
16x150 |
- |
0,12 |
III |
1,3 |
|
|
5 |
A3 |
|
разрежен- |
|
а |
есть |
32x175 |
20 |
0,32 |
IV |
1,2 |
|
|
|
|
|
ный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
БЗ |
|
сплошной |
|
6 |
нет |
25x150 |
- |
0,20 |
V |
1,1 |
|
|
7 |
А1 |
|
разрежен- |
|
|
нет |
25x150 |
10 |
0,20 |
VI |
1,0 |
|
|
|
|
|
ный |
|
|
СЧЕТА |
|
|
|
|
||
|
8 |
А2 |
|
сплошной |
|
а |
нет |
32x175 |
- |
0,28 |
VII |
0,9 |
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ПОРЯДОК Р |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1. Теоретические положения для расчета рабочего настила |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
||||
|
|
|
Настилы могут быть выполнены из досок, брусков, листов фа- |
||||||||||
|
|
неры, ДСП, стеклопластика и др. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Настилы предназначены для поддержания кровли и утеплителя. |
||||||||||
|
|
Для трехслойной рубероидной кровли, наклеенной на мастике, при- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||
|
|
меняют настил из двух слоев досок, соединяемых гвоздями. Верхний |
|||||||||||
защитный слой из досок толщиной 16...22 мм и шириной не более 100 мм укладывают под углом 45° к нижнему.
В двойных настилах доски нижнего настила, если их не используют в качестве утеплителя, следует укладывать с зазором (для проветривания настилов, а в надлежащих случаях и для обеспечения холодного продуха) и выполняют из досок толщиной 19...32 мм (по расчету).
Стыки досок настила должны быть выполнены в разбежку. Для кровли из волнистых асбестоцементных листов обыкно-
15
венного профиля, а также волнистого стеклопластика, кровельной стали и черепицы применяют настил из брусков сечением не менее 50 х 50 мм, расположенных друг от друга на расстоянии, зависящем от нагрузки и размеров кровельного материала. Так же решают сте-
новое ограждение.
Снвпритык ли в четверть, в зависимости от требований эксплуатации помещен я. зу они могут быть остроганы.
В покрытиях и подвесных перекрытиях отапливаемых зданий утеплитель укладывают на сплошной дощатый настил или накат толщ ной 19...32 мм (по расчету). Доски соединяют между собой
Для зготовлен я настилов и обрешетки, как правило, применяют древес ну хвойных пород третьего сорта. Допустима древесина мягко-л ственных пород: тополя, осины и ольхи для обрешетки, а
также однослойные |
при условии доступности осмотра и |
настилы |
|
проветр ван я чердачных помещений. |
|
2. Расчет деревянных настилов по 1 группе предельных |
|
б |
|
|
состояний |
Расчет деревянных настилов по 1 группе предельных состояний |
||||
производится по схеме двухпролетной балки на два сочетания нагру- |
||||
А |
|
|||
зок: |
|
|
|
|
1. Собственный вес и временная нагрузка (снег); |
||||
2. Собственный вес и сосредоточенный груз Р = 1 кН с |
||||
γf =1,2. |
|
Д |
||
|
|
|||
Проверка прочности настилов осуществляется по формуле: |
||||
|
M |
Rи mв , |
|
(3.1) |
|
W |
|
И |
|
где М – максимальный |
|
|
||
изгибающий момент, |
рассчитанный для |
|||
двух сочетаний нагрузок; Rи = 13 МПа для древесины 3 сорта. Сосредоточенный груз Р считается приложенным:
1) к двум доскам (брускам), если расстояние между осями досок (брусков) менее 150 мм;
16
2) при расстоянии более 150 мм весь груз прикладывается к одной доске (бруску); 3) при наличии двойного настила (один из которых защитный) груз
Р распределяется на ширину рабочего настила, равную 0,5 м.
При расчете прочности настила на действие монтажной нагруз- |
||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
ки (по второму сочетанию нагрузок) расчетное сопротивление дре- |
||||||||
весины умножается на коэффициент mн = 1,2. |
|
|
|
|
|
|
||
при |
2.13q нl 4 |
|
|
|
|
|
|
|
3. Расчет деревянных настилов по 2 группе предельных |
||||||||
|
|
состояний |
|
|
|
|
|
|
Прог бы определяются по обычной формуле, |
как для изгибае- |
|||||||
мого элемента, |
этом максимальная величина прогиба для двух- |
|||||||
балки |
l |
150 |
|
|||||
пролетной |
подсчитывается по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
384EJ |
|
|
|
|
|
(3.2) |
Выч сляется относительный прогиб и сравнивается с предель- |
||||||||
|
А |
f |
1 |
|
||||
но допустимым (та л. 16 СНиП II-25 -80) Для настилов |
|
|
|
|
; |
|||
|
|
|
||||||
Значения проги ов и изги ающих моментов в настиле в зави- |
||||||||
симости от схемы его работы приведены на рис. 3.1. |
|
|
|
|
|
|
||
а) |
б) |
Д |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
И |
||||||
Рисунок 3.1. Расчетные схемы настилов: а- разрезные, б - двухпролетные
Обрешетки применяют под а/ц шиферное покрытие. Обрешет-
17
ку из брусков, расположенных вдоль зданий, проверяют на косой изгиб по формуле
|
M |
x |
|
Мy |
Rи |
(3.3) |
|
Wxррас |
Wyррас |
||||||
|
|
|
|
||||
где Мх и Мy - изгибающие моменты от составляющих qx и qy нагрузки.
С |
|
Т dl1 Rв , |
(3.4) |
где d – д аметр гвоздя см; l1 – длина защемленной части гвоздя; Rв |
|||
– расчетное сопрот |
выдергиванию, кН/см2: |
|
|
Для гвоздя за |
того воздушно – сухую древесину:…….0,03. |
||
вление |
|
|
|
То же в сырую, высохшую при эксплуатации:……………0,01. |
|||
Для в нта, зав нченного в воздушно сухую древесину:….0,1. |
|||
Настилы и о решетку покрытий, укладываемые вдоль здания, |
|||
опирают набнаклонные алки - стропила из бревен или досок. |
|
||
При расположении настилов вдоль ската, опирание осуществ- |
|||
ляют непосредственно на прогоны. Расстояние между балочными |
|||
конструкциями принимают 1...1,5 м. |
|
||
|
А |
|
|
Наст лы, обрешетки и подшивки закрепляют гвоздями, кото-
рые рассч тывают на выдергивание от нагрузки, расположенной на подш вке по формуле
Задание 3.2. ЗапроектироватьДдвускатные наслонные стропила под кровлю из профилированного настила для здания с кирпичными стенами. Данные для расчетов принимаютсяИпо таблице.3.2.
18
|
|
Таблица.3.2. Исходные данные для определения сечения наслонных стропил |
||||||||||||
|
№ |
Усл. |
|
|
Сне- |
Шаг |
Сечение |
Тип |
Глу- |
|
L, м |
l2, |
|
|
|
ва |
экс- |
|
|
говой |
строп |
строп. ног, |
кровли |
бина |
|
|
м |
|
|
|
р |
плуа- |
|
|
р-н |
. ног, |
см |
|
вруб- |
|
|
|
|
|
|
|
тации |
|
|
|
|
м |
|
|
ки, см |
|
|
|
|
|
1 |
А1 |
|
45 |
III |
|
1.5 |
доска =5 |
черепица |
5 |
|
6,0 |
1,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
А2 |
|
40 |
I |
|
1.6 |
брус =7,5 |
проф- |
6 |
|
5,5 |
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
лист |
|
|
|
|
|
|
3 |
Б2 |
|
35 |
II |
|
1.7 |
брус =7,5 |
рулонная |
5 |
|
5,0 |
1,8 |
|
С |
|
|
|
|
см |
|
|
|
|
|
|
|||
|
4 Б1 |
30 |
V |
|
1.3 |
бревно d= |
черепица |
7 |
|
4,5 |
1,7 |
|
||
|
|
Б3 |
|
48 |
I |
|
1.9 |
доска =5 |
проф- |
6 |
|
4,0 |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
лист |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|||
|
5 |
А3 |
|
34 |
IV |
|
2.0 |
рус =7,5 |
рулонная |
5 |
|
4,5 |
1,6 |
|
|
и |
см |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
6 А1 38 VI 1.7 |
ревно d= |
черепица |
4 |
|
5,0 |
1,9 |
|
||||||
|
7 |
А2 |
42 |
III |
|
1.3 |
доска =5 |
проф- |
4 |
|
5,7 |
2,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
лист |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
||
|
8 |
Б2 |
44 |
VII |
1.9 |
рус =7,5 |
рулонная |
4 |
|
5,3 |
1,9 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Б1 |
32 |
II |
|
2.0 |
рус =7,5 |
черепица |
5 |
|
5,9 |
2,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Б3 |
50 |
V |
|
1.5 |
ревно d= |
проф- |
5 |
|
4,7 |
1,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лист |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПОРЯДОК Р СЧЕТА |
|
|
|
|
|
||
|
|
Стропильные ноги при углах наклона кровли 100 |
рассчиты- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||||
ваются как балка с наклонной осью. Постоянную нагрузку вычисляют на 1 м2 поверхности (ската) кровли делением на cos , приводя ее к нагрузке на 1 м2 плана покрытия. Нагрузку на стропильную ногу собирают с грузовой площади, ширина которой равна шагу расстановки стропил.
19
С |
|
|
|
|
|
|
|||
материалы |
|
|
|
|
|
||||
Р сунок 3.2. Конструктивное решение стропильной сисемы:1-стропильная |
|||||||||
нога, 2-кобылка, 3-затяжка, 4-стойка, 5-подкос, 6-обвязочный брус, 7-накладка. |
|||||||||
Пр меняемые |
|
- древесина хвойных пород (ель) II |
|||||||
|
бу2 |
|
|
|
|
||||
сорта по ГОСТ 24454-80Е*. Физико-механические характеристики |
|||||||||
древес ны пр н маются согласно п. 3.2 табл.3 [1]: расчетное сопро- |
|||||||||
тивлен е |
зг |
R 130кгс/ м2 . |
|
|
|
|
|
||
Согласно п. 3.5 [1] модуль упругости древесины при расчете по |
|||||||||
|
|
А |
|
|
|||||
предельным состояниям второй группы следует принимать равным: |
|||||||||
вдоль волокон E=100000кгс/м . |
|
|
|
|
|||||
Сбор нагрузок выполняется в табличной форме. |
|
|
|||||||
|
|
Таблица 3.3. Сбор нагрузок на стропильные ноги |
|
|
|||||
Элементы и подсчет |
Нормативная |
Коэффици- |
Расчетная |
||||||
ент пере- |
нагрузка в |
||||||||
|
нагрузок |
|
нагрузка в кгс/м |
||||||
|
|
грузки |
|
кгс/м |
|||||
|
|
7,68 1,2 |
|
|
|
||||
Черепица |
|
|
1,1 |
|
11,2 |
||||
|
|
0,906 |
|
|
|
|
|||
Обрешетка |
0,05 0,05 500 |
1,2 |
Д10,17 |
7,95 |
|||||
0,25 0,906 |
6,62 |
|
1,2 |
|
|||||
Стропильная нога |
|
|
|
|
|
|
|||
(ориентировочно сечением |
9,93 |
|
1,2 |
|
11,92 |
||||
10х18 см) 0,1 0,18 500 |
|
|
|
||||||
|
И |
||||||||
|
0,906 |
|
225 |
|
1,6 |
|
360 |
||
Снеговая нагрузка 187,5 1,2 |
|
|
|||||||
|
|
|
Всего |
qн =251,72 |
|
- |
|
qр = 391,1 |
|
Наибольший изгибающий момент при свободном опирании стропильной ноги на двух опорах вычисляем по формуле:
20