4121

2

УДК 624.011

Торопов А.С. Расчет и конструирование усиления эксплуатируемых деревянных кон- струкций покрытий и перекрытий зданий и сооружений. [Текст]: учеб. - метод. пособие. Ч.2. /А.С. Торопов; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун - т – Нижний Новгород:

ННГАСУ, 2021. – 20 с.

Приводится пример расчета деревянных наслонных стропил крыши здания. Рассмот- рен вариант конструктивного решения усиления стропил и расчет элементов и соединений стропильной системы. Является обновленной версией «Расчет и конструирование усиления эксплуатируемых деревянных конструкций покрытий и перекрытий зданий и сооружений.

Выпуск 2….» 2002г.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к практическим занятиям по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Организация инвестицион- но-строительной деятельности Рис. 6, табл. 1, библиогр. названий 6

© А.С. Торопов, 2021 © ННГАСУ, 2021

3

Содержание

4

Задание

Выполнить проверочный расчет и при необходимости разработать уси- ление наслонных стропил неотапливаемого чердачного помещения мастер- ской (рис 1). Здание однопролетное, из кирпича, ℓ = 11,8 м. Стропильные но- ги изготовлены из досок сосны 2 сорта сечением 75х175 мм, поставленных с шагом В=0,5 м. К стропильным ногам сверху крепится сплошной настил из досок 25 мм. На доски укладывается оцинкованный профнастил. Угол наклона кровли α=180 (32,5%). Район строительства – г. Балахна. Здание за- щищено от прямого воздействия ветра. Температурно-влажностные условия эксплуатации – класс 2, имеет нормальный уровень ответственности.

1 Расчет стропильной конструкции

1.1.Подсчетнагрузок на стропила

Вычисление нагрузок, приходящихся на 1 м2 покрытия здания приведены в таблице 1. Расчетная схема стропильной ноги покрытия приведена на рис.2.

6

Подсчет нагрузок на настил производится в соответствии со СП 20.13330.2016 “Нагрузки и воздействия” [2].

Нормативное значение снеговой нагрузки на 1 м2 горизонтальной проекции покрытия определяется по формуле:

Sо = c c μ S = 1,0 1,0 1,0 2000 = 2000 Н/м

где μ – коэффициент формы, учитывающий переход от веса снегового по- крова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с

10.4 и приложением Г [2] (Для упрощения примера принимаем 1 вариант сне- говой нагрузки);

ce – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытия здания, принимае- мый в соответствии с п.10.5[2];

ct – термический коэффициент, принимаемый в соответствии с п.10.10[2];

γ F – коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,4 для снеговой нагрузки

(п.10.12[2]);

Sg– нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли для г. Балахна, расположенного в IV снеговом районе по табл.10.1[2]

Расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покры- тия следует определять по формуле умножением нормативного значения на

коэффициент надежности по нагрузке γ F ,:

S = Sо · γF =2000 ·1,4 =2800 Па

Пониженное нормативное значение веса снеговой нагрузки согласно п.10.11[2] для 4 района:

Sоп = 0,5 · Sо =0,5 · 2000=1000 Па

Полная линейная расчетная нагрузка на стропильную ногу

q = (g + S∙ cos α) B γ = (387 + 2800∙0,9511) ∙0,5∙1,0 = 1525H/м,

где γ = 1,0 – коэффициент надежности по ответственности (пр. А[3]).

Нагрузка перпендикулярно скату

qx = q∙cos α = 910 ∙ 0,9511 = 1450 Н/м

7

1.2.Статический расчет стропильной системы

Геометрические характеристики сечения: - длина

- расчетный момент сопротивления сечения:

W = bh / 6 = 0,075 ∙ 0,175 / 6 = 383 ∙ 1001м2 ;

Максимальный изгибающий момент

M= 0,125qхl / 8 = 0,125 ∙ 1450 ∙ 6,204 / 8 = 6976Нм

1.3Проверка прочности

Расчет балки на прочность по нормальным напряжениям производится по

табл.3[1], влажностью 12% для режима нагружения А, согласно табл. 4[1], в сооружениях 3-го класса функционального назначения, согласно приложе- нию А[1], при сроке эксплуатации 50 лет, табл. 3[1]..

mдл - коэффициент длительной прочности, соответствующий режиму дли- тельности нагружения А, табл. 4[1].

mп-п.6.1., таблица 5[1]; mв-п.5.3,табл. А.2 приложения А[1].

Прочность по нормальным напряжениям не обеспечена и требуется усиление стропильных ног.

2 Усиление стропильных ног

В данном случае усиление стропильных ног может быть рационально выполнено за счет изменения их расчетной схемы (рис.3). С целью уменьше-

8

ния значения изгибающего момента вводятся подкосы 8, нижние концы ко- торые упираются в лежень 6. Для восприятия распора устанавливается за- тяжка 9.

2.1.4 Геометрические параметры стропильной системы.

L2=L/(1 +ctg α)=5900/( l+3,077 ) = 1447 мм.

Тогда L1=L- L2=5900-1447 = 4453 мм.

L'2=L2/cos α= 1447/0,9511=1522 мм.

Острый угол между подкосом и стропильной ногой

γ=а+β=18°+45°=63°, sinγ=0,8910; Cosγ=0,4540.

Длина подкоса Lп= L2/ SIN(90- β)=4477/0,7071=2046 мм.

2.2 Статический расчет стропильной системы.

При расчете стропильная нога рассматривается как двухпролетная неразрезная балка (рис.4). Опасным сечением стропильной ноги является се- чение над промежуточной опорой (в месте примыкания подкоса) в результате ослабления врубкой.

Глубина врубки принимается равной

Hвр=35 мм< 1 /4H= 1 /4∙175=44 мм.

Геометрические характеристики расчетного (ослабленного врубкой) сечения:

-высота сечения

Hосл = H-Hвр =175-35=140 мм.

-площадь поперечного сечения

Fнт=B∙Hосл=7,5∙ 14∙ 10-4=105* 10-4 м2.

-момент сопротивления

Wнт=(B∙H2осл)/6=(7,5∙14∙10-6)/6=245*10-6м3.

Изгибающий момент в сечении над средней опорой определяется по

9

Рисунок 3 Схема усиления стропил: 6- лежень, 8- подкосы, 9- затяжка.

Ось симметрии

Рисунок 4 - К расчету элементов наслонных стропил: ф- геометрическая схема;б- к расчету стропильной ноги; в- к расчету пдкоса затяжки.