2.4. Конструирование и расчет покрытия здания

2.4.1. Назначение размеров конструкций покрытия

Расчет элементов полурамы производится согласно её геометрической схеме.

Рисунок 4 - Геометрическая схема рамы

1. Угол наклона ригеля – угол :

;

; .

2. Длина ригеля полурамы :

_.

3. Участок ВК, равный участку КС, выбирается из условия:

, (2.1)

,

принимаем .

4. Высота рамы в середине пролета :

.

5. Угол , необходимый для определения длины подкоса:

;

; ;.

6. Длина подкоса :

.

7. Расстояние от низа рамы до точки пересечения оси ригеля с осью подкоса :

.

8. Расстояние от оси стойки до точки пересечения оси ригеля с осью подкоса :

.

9. Расстояние от центра карнизного узла до оси подкоса :

.

2.4.2. Расчёт дощатого настила

2.4.2.1. Сбор нагрузок

При влажностном режиме эксплуатации конструкций 70% определяем группу температурно-влажностных условий конструкций А2 [1, табл. 1]. Далее устанавливаем плотность массы древесины кг/м³ [1, прил. 3].

Принимаем рабочий разряженный настил из досок см, расположенных с зазоромсм. Нормативная нагрузка от полосы рабочего настила шириной один метр:

;

Коэффициент надёжности по снеговой нагрузке при отношении веса покрытия к весу снегового покрова принимается.

Погонная нагрузка в полосе настила шириной один метр:

Сбор нагрузки на рабочий настил

Вид нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м		Расчетная нагрузка, кН/м
1. Трёхслойная рулонная кровля	0,0895	1,3	0,1164
2. Защитный настил	0,1074	1,1	0,1181
3. Рабочий настил	0,073	1,1	0,0803
ИТОГО: постоянная нагрузка	0,270		0,315
4. Снеговая нагрузка	0,83	1,6	1,328
ИТОГО: полная нагрузка	1,1		1,643

2.4.2.2. Расчёт настила

Настил рассчитывается по схеме двухпролётной неразрезной балки. Изгибающий момент на промежуточной опоре при первом сочетании нагрузок (проверка на прочность и прогиб):

кНм

Рисунок 3 - Первое сочетание нагрузок

Изгибающий момент в пролёте при втором сочетании нагрузок (проверка на прочность):

кНм,

где кН – расчётная сосредоточенная нагрузка, приходящаяся на 1м ширины настила при наличии косого защитного настила, когда нагрузка 1 кН передаётся на ширину настила, равную 0,5 м; – коэффициент надёжности по нагрузке .

Рисунок 4 - Второе сочетание нагрузок

По максимальному моменту определяем требуемый момент сопротивления:

м³,

где– коэффициент условия работы настила с учётом кратковременного действия нагрузки;

МПа– расчётное сопротивление древесины сосны при изгибе;

МПа– расчётное сопротивление древесины сосны [1, табл. 3];

m_в = 1 – коэффициент условия эксплуатации конструкции [1, табл. 5].

Момент сопротивления принятой конструкции рабочего настила:

см³.

Так как принятый момент сопротивления W = 62,5 см³ больше требуемого, равного W = 47,32 см³, условие прочности настила выполняется.

Прогиб настила не должен превышать 1/ 150 пролёта:

.

Проверка выполняется с большим запасом, однако по условию прочности уменьшить сечение настила нельзя.