Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет покрытий деревянных конструкций. Учебное пособие
.pdf
Пример 1. Кровля из листовой стали по обрешетке, стропильным ногам...
Таблица 1.3
Сбор нагрузки на прогон, кН/пог. м
Вид нагрузки Нормативная
Кровельная сталь по обрешетке
(см. табл. 1.2)
+
gg
обрпо кр
cos
α
Стропильные ноги 5×12,5 см через
1,5 м
125,005,06
⋅⋅
1
928,05,1
⋅
Собственный вес прогонов
сечением 20×25 см через 2 м
1
25,02,06 ⋅⋅
2
Черенные бруски 4×4 см
1
2
⋅⋅
04,026
2
Доски щитов из досок S = 16 мм
под утеплитель
016,00,6−⋅
928,0
Утеплитель – минераловатные
плиты МВП (
кН/м3)
5,1=γ
толщиной 15 см
15,05,1−⋅
2,0155,2
928,0
Пароизоляция – слой толя
1,1
)6,13(136,0
=
928,0
=
)7,14(147,0
0,027
1,1
0,150
1,1
0,010
0,202
2,0155,2
0,474
0,020
1,1
1,1
1,2
1,1
γ
f
Расчетная
928,0
=
0,030
0,165
0,011
0,222
0,569
0,022
Постоянная нагрузка 1,030 – 1,178
Временная – от веса снега
1,260 0,7 1,800
на покрытии
Полная нагрузка 2,290 – 2,978
)8,14(148,0
=
)9,15(159,0
Так как прогоны установлены по сметам, то погонная нагрузка,
действующая на них в вертикальной плоскости, составляет:
• нормативная
прог
b
ннн
)(
+=
sgq
cos
α
2
290,2
928,0
935,4
==
кН/пог. м;
• расчетная
b
ррр
)(
+=
прог
sgq
cos
α
2
927,2
928,0
418,6
==
кН/пог. м.
Расчет покрытий деревянных конструкций
=⋅=α=
=⋅=α=
6
6
021,01,1019,0 =⋅
и
⋅=⋅=
6
6
6
+
12
Изгибающий момент, действующий на сечение прогона в вертикальной плоскости,
р
прог
проги
см.кН67,2830мкН067283
⋅=⋅=
22
94,5418,6125,0125,0
=⋅⋅=⋅= lqМ
Составляющие изгибающего момента:
кН ⋅ см;
86,2626928,067,2830cos
1,1050371,067,2830sin
кН ⋅ см;
2
⋅
2025
=
=
67,1666
см3.
W
ММ
х
MM
y
2
⋅
2520
=
x
=
33,2083
см3;
W
y
Напряжение изгиба, возникающее в сечении прогона,
M
M
W
x
cII
R
и
>
γ
n
y
x
W
y
m
5,1
в
95,0
86,2626
33,2083
==
18,1050
67,1666
2
.кН/см421,19,0
кН/см091,1
2
>=+=+=σ
Перенапряжение > 5 %, что недопустимо.
Пробуем сечение 22,5×25 см.
Изменение нагрузки при этом за счет собственного веса прогона:
• нормативное –
см. табл. 1.3). Изменение 0,019 кН/м
(гор. пр.);
• расчетное –
2
309,2
999,2
==q
928,0
2
==q
928,0
М
М
н
прог
р
прог
х
у
1
25,0225,06 =⋅⋅
169,0
кН/м2 (было 0,15 –
0,2
2
горизонтальной проекции
кН/м2 гор. пр.
976,4
кН/м;
463,6
кН/пог. м;
2
см;кН47,2850мкН5047,2894,5463,6125,0
⋅=⋅=⋅⋅=М
см;кН24,2645928,047,2850
см;кН53,1057371,047,2850 ⋅=⋅=
12 13
6
6
6
+
12
Пример 1. Кровля из листовой стали по обрешетке, стропильным ногам...
2
⋅
W
W
0,255,22
=
x
⋅
=
y
=
2
5,2225
=
75,2343
3,2109
см3 ;
см3;
24,2645
75,2343
53,1057
=+=σ
2
.кН/см630,1
38,2109
Перенапряжение > 5 %.
Пробуем сечение 25×25 см.
3
25
2604,2
===yxWW
см3. Без учета незначительного измене-
ния нагрузки
=σ
53,105724,2645
2,2604
≈=
22
Проверяем жесткость прогона: нормативная нагрузка на прогон,
перпендикулярная плоскости ската,
н
q кН/м.
у
прог
н
Вдоль ската
f
=
x
=
f
y
q кН/м;
x
прог
4
25
===yxII
−
60010616,45
⋅⋅⋅
3
⋅⋅
−
60010846,15
⋅⋅⋅
3
⋅⋅
=⋅=
см4;
1,55232
42
1,5523210384
42
1,5523210384
618,4928,0976,4
846,1371,0976,4
=⋅=
см;
394,2
=
см;
957,0
=
.кН/см422,1кН/см4218,1
f
fff
уx
l
=
200
γ
n
600
=
=
95,0200
⋅
2222
см.158,3
пред
см578,2957,0394,2
<=+=+=
γ
n
Прочность и жесткость сечения достаточны. Принимаем сече-
ние прогона – брус 25×25 см.
=
Расчет покрытий деревянных конструкций
A
2
12
12
6
12612
Вариант 2 – неразрезной прогон.
При установке прогона на упорный коротыш, удерживающий
прогон от сползания по наклонному поясу арки (рис. 1.4), скатная составляющая на него действовать не будет. В этом случае целесообразно применить более рациональную в этом случае неразрезную схему.
В случае отсутствия косого изгиба эта схема дает солидную экономию
по расходованию древесины на прогоны по сравнению с разрезной.
Стропильная нога
Коротыш-подбалочка ноги
Утеплитель
Настил под
утепляющий слой
Верхний пояс КД арки
Упорный коротыш
14 гвоздей 5,0/150
y
Шаг в плане 2,0 м
Рис. 1.4. Установка неразрезного прогона, исключающая
его работу на косой изгиб
Намечаем сечение прогона, сбитое из двух досок 7×22,5 см.
Тогда при сборе нагрузки, действующей на него, можно воспользоваться табл. 1.3 с учетом нагрузки от собственного веса неразрезного варианта прогона:
• нормативного значения
н
прог
1
225,007,026
095,0
=⋅⋅⋅=g
кН/м2;
• расчетного значения
р
прог
104,01,1095,0
=⋅=g кН/м
вместо соответственно 0,150 и 0,165 кН/м
2
,
2
.
Тогда полная нагрузка на прогон составит
н
прог.полн
235,2
=g кН/м
2
гор. пр.; 917,2
р
прог.полн
=g кН/м
2
гор. пр.
14 15
12
12
6
12
6
12
Пример 1. Кровля из листовой стали по обрешетке, стропильным ногам...
И погонная вертикальная нагрузка, действующая по скату на
прогон:
н
прог
р
прог
917,2
2
235,2
817,4
==g
кН/м ската;
928,0
2
928,0
287,6
==g
кН/м ската.
Для неразрезной схемы
М
2р
lq
прог
и
==
2
⋅
94,5287,6
см;кН57,1848мкН4857,18
⋅=⋅=
2
⋅⋅
5,2272
=W
и
=
6,1848
3,1181
кН/см565,1
3
3,1181
см
;
=I
IIc
2
⋅
и
>==σ
γ
n
3
⋅⋅
5,2272
=
mR
в
⋅
9,03,1
=
=
95,0
1,28913
см
232,1
4
;
кН/см2.
Перенапряжение > 5 %.
Требуется увеличение сечения. Пробуем 2×7×25 см:
2
⋅⋅
2572
=W
=
33,1458
6,1848
и
f
384
=
33,1458
lq
==
EI
l
=
95,0200
⋅
3
см.126,3
см3 ;
⋅⋅
=I
2
===σ
22–4н
59410817,4
⋅⋅
2291810384
3
⋅⋅
2572
=
2,22918
см4;
кН/см;232,1кН/см268,1
f
см857,0
пред
<<=
=
γ
n
Прочность и жесткость сечения достаточны.
Неразрезность схемы обеспечивается устройством стыков, когда по обе стороны от опоры (арки) попеременно с двух сторон стыкуются каждая из двух досок, составляющих рабочее сечение прогона.
Места стыкования соответствуют нулевым точкам в эпюре моментов.
Стыковые связи (гвозди) воспринимают усилия от действия изгибающего момента в опорном сечении, которые составляют
М
оп
2x
.
гв
Q =
гв
Расчет покрытий деревянных конструкций
−=
гв
=⋅−⋅=
75
250
70
70
=
гв1
=⋅−=−=
==
гв
γ⋅
По рис. 1.5
.1521,0
dlх
гвгв
Если применить гвозди 5/150, то
см;
х
⋅
57,1848
5,1182
Упорный
коротыш
Q
гв
=Q
гв
=
79,7
1260
кН.
5,1185,0150,621,0
Фасад 8 гвоздей 8 гвоздей
2370 75
План
Ось арки
1260
Прогон из двух досок
Q
гв
Арка
Рис. 1.5. Конструкция стыка досок неразрезного прогона
Несущую способность гвоздя определяем из условия его рабо-
ты на смятие гнезда и изгиба самого гвоздя:
22
кН;
0,15,044
изг
dсТ
=⋅== dТ
,35,0
гв1см
где с1 – величина рабочей зоны гнезда с учетом того, что острие гвоздя (1,5
) в работе практически не участвует;
dгв
25,65,05,10,75,1
кН.
см
dаc
094,15,025,635,0
=⋅⋅=Т
16 17
см;
==
гв
γ⋅
Пример 1. Кровля из листовой стали по обрешетке, стропильным ногам...
Расчетное усилие гвоздя
Q
требуется
n
гв
гв
Т
ТТ
minгв
79,7
0,1
79,7
===
(8 шт). С каждой стороны стыка за-
кН. Для восприятия Q
0,1
биваем по восемь гвоздей. На остальной длине в пролетах дóски прогона соединяются забивкой тех же гвоздей через 50 см поочередно
с разных сторон.
Крепление упорного коротыша, удерживающего прогон от сползания по наклонному поясу арки, рассчитывается на усилие
р
у
прог
39,140,6371,0463,6sin
=⋅⋅=⋅α= lqА
кН.
Если применить те же гвозди, то необходимо забить
А
n
=
гв
nу
=
Т
гв
95,039,14
⋅
=
(14) шт..
7,13
0,1
гв
Расчет покрытий деревянных конструкций
5435′°=α
5
5435′°=α
;584,0sin =α
811,0cos =α
0,3
0,3
D B
V
C H H S A S q
l
h
Пример 2. КРОВЛЯ НА ОСНОВЕ МЕТАЛЛОЧЕРЕПИЦЫ
ПО ОБРЕШЕТКЕ И НАСЛОННЫМ СТРОПИЛАМ
Спроектировать покрытие здания гостиницы в г. Олонец (Карелия), если расстояние между наружными стенами (по осям) составляет 10 м, высота чердака 3,6 м. Наслонные стропила из досок имеют
затяжки, снижающие распор на стены. Покрытие теплое с применением утеплителя – плит минеральной ваты URSA М-15 толщиной 10 см.
Режим эксплуатации А
Разрез по I–I Фрагмент плана
α = 35°45'
10,0
. Угол наклона крыши
1
0,8
3,6
6,2
Верх
фундаментных
балок
при высоте
I
10,0
0,8 0,8 0,8
Контробрешетка
Кровельная
гидроизоляция
Утеплитель
Пароизоляция
Металлочерепица
300
Стропильная
нога
Подшивка из гипрока
800
I
Бруски
подшивки
Рис. 2.1. Намечаемая конструкция покрытия здания в примере 2
18 19
5
5435′°=α
;584,0sin =α
811,0cos =α
Пример 2. Кровля на основе металлочерепицы по обрешетке и наслонным...
D B
V
C H H S A S
α q
l
h
конькового узла над отметкой мауэрлата (все в осях) 3,6 м. Затяжки
расположены выше верха фундаментов на 3,1 м. Намечаем конструк-
6,3
цию покрытия здания (рис. 2.1). При этом
tg ==α
72,0
;
;
.
Для решения поставленной задачи приводим здесь некоторые
данные, необходимые для ознакомления с существующими деревянными стропильными системами.
Стропильные системы покрытий зданий
Наслонные стропила применяют обычно при расстояниях между
стенами или между стенами и внутренними опорами (стойками) или
несущими столбами до 7 м. Основной несущей частью наслонных стропил являются работающие на изгиб стропильные ноги, длиной которых является расстояние между опорами. Расстояние между стропильными ногами (шаг) назначают в пределах от 0,6 до 2 м, чтобы настилы
или обрешетку укладывать непосредственно по стропильным ногам.
Шаг зависит от величины собственного веса покрытия, снеговой и ветровой нагрузки (табл. 2.1), а также вида материала (доски, брус, брев-
Таблица 2.1
Определение усилий в некоторых схемах комбинированных
стропильных систем
Схемы конструкций и нагружений Расчетные формулы
1 2
Схема А
Груз Р в С V = P
Груз Р в D V = 0
Р
=
Н
М = 0
Постоянная нагрузка g
и полезная S на элементе AB
значения
=
S
;
α
tg2
. Максимальные
qSg =+
5
;
НqlМ
8
5
ql
α
sin16
Р
=
S
sin2
5
ql
==
sin16
α
2
;
α
см80=l
M
B
a
h
A B
h
a
l
PPP
A
Схема Б
A
Схема В
Схема Г
Расчет покрытий деревянных конструкций
1 2
P
S
S
S
1
2
U
l
S
2
S
1
S
4
M
2
S
3
M U
l
S
2
U
M
1
q
q
a
S
1
Продолжение табл. 2.1
А = В = 0,5
=
==
21
А = В = 0,5
U =
qlS ⋅=
1
=
2
25,0
=
1
2
ah
+
×
h
h
2
U =
1
42
=
3
ql;
ahРМ−
h
l
;25,0
РU =
a
S
PSS 5,0
h
ql;
2
qlМ−=
h
2
ql
;125,0
a
S
;5,0
h
S
qlS 25,0
a
−
2
qlМ
h
;
2
qlМ−=
h
2
ql
;25,0
a
S
;375,0
qlS =
h
qlSS ==
S
qlS 125,0
h
;25,0
22
ah
;125,0
2
;375,0;125,0 qlВqlA ==
ah
×
ah
;25,0
S
;125,0
a
20 21
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]