3. Сбор нагрузок

Рис. 2.2.3. Грузовая площадь стропил

Ширину грузовой площади принимаем равной пролету настила c = 1,2 м. Нормативное и расчетное значения погонной нагрузки собственного веса q_n и q соответственно на метр длины балки определяется по формулам:

где g_c – вес 1 погонного метра стропилы (предварительно назначается g_c = 5 кг/м²). cos  учитывает нормальную составляющую распределенной нагрузки. Касательную составляющую воспринимает защитный настил.

кг/м

где _f – коэффициент надежности по нагрузке (в данном случае _f = 1,1).

кг/м

Нормативное и расчетное значения погонной снеговой нагрузки P_n и P соответственно определяются по формулам:

кг/м

кг/м

4. Расчет стропил

1. Прочность (1ПС, расчетная нагрузка)

где m_дл = 0,66

кг/см²

кг∙м

см³

Подбираем сечение по сортаменту, исходя из правила для бруска: h ≤ 2b,

принимаем сечение 75х75, тогда момент сопротивления поперечного сечения и момент инерции равен:

см³

см⁴

кг/см² кг/см².

Прочность стропил обеспечена с минимальным запасом.

2. Жесткость (2ПС, нормативная нагрузка)

f_adm определяем интерполяцией: f_adm­ = 130.

см

Условие жесткости выполняется.

Вывод: принимаем поперечное сечение стропил 75х75 мм с шагом 1200 мм.

3. Конструирование и расчет прогонов

   1. Конструкция прогонов

Неразрезные прогоны являются основным решением многопролетных прогонов в покрытиях по несущим деревянным конструкциям (фермам). Выполняются они из двух досок, которые для обеспечения совместной работы ставятся рядом и скрепляются между собой по всей длине гвоздями.

Рис. 2.3.1. Конструкция прогонов

2. Расчетная схема прогонов

Прогон рассчитывают, как многопролетную неразрезную балку.

Рис. 2.3.2. Расчетная схема прогона

3. Сбор нагрузок

В пункте 2.1. мы нашли g_n и g (кг/м²) нагрузку от веса элементов настила. Тогда погонная нагрузка от собственного веса на прогон равна:

где g_c – вес 1 погонного метра стропилы (предварительно назначается g_c = 20 кг/м²)

кг/м

кг/м

В пункте 2.1 мы нашли Р_n* и Р* (кг/м²), тогда погонная нагрузка от веса снега на прогон равна:

кг/м

кг/м

1. Расчет прогонов

1. Прочность (1ПС, расчетная нагрузка)

где кг/см²

Наибольшие значения изгибающие моменты будут иметь на опорах. Их величина будет одинаковой и составит:

кг∙м

см³

Подбираем сечение по сортаменту, исходя из правила для доски: h > 2b, принимаем сечение 50х175, тогда момент сопротивления поперечного сечения и момент инерции равен:

см³

см⁴

кг/см² кг/см².

Прочность прогона обеспечена с минимальным запасом.

2. Жесткость (2ПС, нормативная нагрузка)

где f_adm определяем интерполяцией: f_adm­ = 180.

см

Условие жесткости выполняется.

Вывод: принимаем поперечное сечение прогона из двух досок 2х50х175 мм.

4. Расчет гвоздевого забоя

Расчет гвоздевого забоя сводится к определению количества гвоздей, назначению их диаметра и безопасной (в смысле образования возможных трещин в досках прогона) расстановке.

Рис. 2.3.3. Схема к расчету гвоздевого забоя

Возьмём минимальный из рекомендуемых диаметров гвоздей d_гв = 4,0 мм, l_гв = 10 см. Тогда Т_гв = 64 кг.

Расстояние от центра опоры до линии действия силы:

м

Поперечная сила Q, приходящаяся на ось гвоздевого забоя:

где M_оп – изгибающий момент на опоре (M_оп = M_max).

Количество гвоздей:

шт

Вывод: принимаем количество гвоздей n_гв = 6 штук, диаметром d_гв = 4,0 мм по одну сторону от стыка.

Располагаем гвозди в два ряда, расстояние между рядами 60 мм (15∙d_гв). Во избежание скалывания расстояние по вертикали не меньше, чем 4∙d_гв = 16 мм.