ТОП 10:

Подбор сечения стропильной ноги



Определяем нагрузку, приходящуюся на 1 м.п. горизонтальной проекции стропильной ноги. Нагрузки на стропильную ногу вычисляем в табличной форме.

Сечение стропильных ног принимаем b´h=75´175 мм.

Таблица 2 Нагрузки на 1 м.п. стропильной ноги

Наименование нагрузки Нормативная нагрузка, кН/м Коэффициент надежности по нагрузке, gf Расчетная нагрузка, кН/м
Металлочерепица 0,054 1,05 0,055
Пароизоляция (плёнка) 0,011 1,3 0,0143
Обрешётка 32х100мм 0,065 1,1 0,0704
Стропильная нога 0,086 1,1 0,095
ИТОГО: =0,216   =0,235
Снеговая нагрузка =0,963 1,6 =1,541
ИТОГО: =1,179   =1,776

 

где в таблице:

· 100* – коэффициент для определения нагрузки в кН;

· - масса металлочерепичного листа на кровлю;

· коэффициент надежности по нагрузке gf принят согласно табл. 1 [5];

· плотность древесины сосны для 3 класса условий эксплуатации принята согласно табл. 7 .

· 35 см– шаг обрешётки

Для I снегового района S0=0,8 кН/м2 (изменение №1 РБ СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» введённое в действие с 1.07.2004г.).

где m1=1,0 – коэффициент, учитывающий форму покрытия;

gf=1,6 – коэффициент надежности для снеговой нагрузки;

gf=1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для деревянных конструкций.

Поскольку значение ветровой нагрузки очень мало, его можно в расчётах не учитывать.

 

Подбор сечения стропил выполненных из досок

Рис. 4 Сечение стропил выполненных из досок

Максимальный изгибающий момент

Момент сопротивления сечения стропильной ноги:

Проверяем сечение по прочности:

(запас прочности составляет 11%).

где: - расчётное сопротивление изгибу для элементов прямоугольного сечения из древесины 3-го сорта сосны (приложение 2);

- коэффициент условий работы для 3 класса условий эксплуатации при учёте длительного действия нагрузки ( табл.5 приложение 1);

- коэффициент надёжности по назначению для 2 класса ответственности здания (табл. 3.4 [4]).

Проверяем принятое сечение по жёсткости:

где: - полная нормативная нагрузка, согласно табл. 2.

Е0=104´kmod=0,85´104´0,95=0,81´104 МПа=0,81´103 кН/см2 - модуль упругости древесины вдоль волокон в соответствии с Приложением 2.

- момент инерции принятого сечения;

- предельный относительный прогиб для , (табл.8 приложение 1);

Вывод: поскольку запас прочности превышает 15%, сечение стропильной ноги следовало бы изменить. Однако при изменении сечения стропильной ноги проверка на жесткость не выполняется, поэтому оставляем данное сечение без изменения.

 

 

III ЗАДАНИЕ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

 

Рассчитать и запроектировать опорный узел треугольной стропильной фермы, выполненной лобовой врубкой с одним зубом. Пояса фермы выполнены из брусьев.

Исходные данные принять по одному из вариантов таблицы 1.

 

Таблица 1 Исходные данные к задаче

№ варианта Ширина здания Уклон кровли Район строительства Класс ответств. здания Класс услов. эксплуатации Древесина Шаг расстановки стропил Расстояние между осями брусков
3 х 3 I Б I II Сосна 1с 1,3
3,5 х 3,5 I Б II II Ель 2с 1,2
3,2 х 3,2 I Б II I Дуб 1с 1,1
3,1 х 3,1 II Б I III Листв.2с 1,4
3,0х3.0 I Б I I Листв.1с 1,5
2,9х2.9 II Б III II Кедр сиб.1с 1,2
2,7х2.7 II Б II I Сосна 1с 1,3
2,8х2.8 II Б II II Ель 1с 1,4
3,5х3.5 I Б I II Листв. 1с 1,4
3,8х3.8 I Б I II Дуб 1с 1,3
3,7 II Б II I Дуб 2с 1,5
3,6 I Б III I Кедр сиб.2 с 1,1
3,2 II Б I I Сосна 1с 1,1
3,1 II Б I III Сосна 2с 1,2
3,0 II Б II I Листв. 1с 1,3
3,0 I Б II II Сосна 1с 1,5
3 х 3 I Б I II Листв. 1с 1,3
3,5 х 3,5 I Б II II Дуб 1с 1,2
3,2 х 3,2 I Б II I Дуб 2с 1,1
3,1 х 3,1 II Б I III Кедр сиб.2 с 1,4
3,0 I Б I I Сосна 1с 1,5
2,9 II Б III II Сосна 1с 1,2
2,7 II Б II I Ель 2с 1,3
2,8 II Б II II Дуб 1с 1,4
3,5 I Б I II Листв.2с 1,4
3,8 I Б I II Кедр сиб.1с 1,3
3,7 II Б II I Сосна 1с 1,5
3,6 I Б III I Ель 1с 1,1
3,2 II Б I I Листв.1с 1,1
3,1 II Б I III Сосна 1с 1,2
3,0 II Б II I Листв. 1с 1,3
3,0 I Б II II Сосна 2с 1,5

Контрольные вопросы

 

1. Древесина какого сорта применяется для изготовления деревянных настилов?

2. На сколько опор должны опираться доски настилов?

3. Как принимается снеговая нагрузка при расчете настилов и обрешеток?

4. Что представляет собой расчетная схема: а) настила или обрешетки; б) стропильных ног?

5. На какие два сочетания нагрузок рассчитываются настилы и обрешетки и как определяются расчетные изгибающие моменты?

6. По какой формуле определяется относительный прогиб?

 

Приложение 1

Таблица 1 –значение коэффициента m0

Продольная нагрузка Условия закрепления m0
Продольная сила, приложенная по концам Два шарнирных конца
Один шарнирный и второй защемленный конец 0,8
Один защемленный и второй свободный конец 2,2
Два защемленных конца 0,65
Нагрузка, распределенная равномерно по длине элемента Два шарнирных конца 0,73
Один защемленный и второй свободный конец 1,2

 

Таблица 2- предельная гибкость элементов lmax

Наименование элементов конструкций Предельная гибкость lmax
1 Сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонны
2 Прочие сжатые элементы ферм и других сквозных конструкций
3 Сжатые элементы связей
4 Растянутые пояса ферм:  
в вертикальной плоскости
в горизонтальной плоскости
5 Прочие растянутые элементы ферм и других сквозных конструкций
Примечание — Для сжатых элементов переменного сечения значения предельных гибкостей lmax умножают на где коэффициент принимают по таблице 7.1.

 

Примечания 1)Расчетные сопротивления, приведенные в таблице 3, следует умножать на коэффициенты условий работы: для различных условий эксплуатации и продолжительности действия нагрузок — на значения коэффициента kmod, указанные в таблице 5;

2) Расчетные сопротивления древесины сосны (кроме веймутовой), ели, лиственницы европейской приведены в таблице 3. Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения значений, приведенных в таблице 3, на переходные коэффициенты kх, указанные в таблице 4.

Таблица 3 — Расчетные сопротивления древесины

Напряженное состояние и характеристика элементов Обозначение Расчетные сопротивления, МПа, древесины сортов
1 Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон:        
а) элементы прямоугольного сечения (за ис­ключением указанных в перечислениях б), в)) высотой до 0,5 м fm,d, fc,0,d, fcm,0,d 14,0 13,0 8,5
б) элементы прямоугольного сечения шириной от 0,11 до 0,13 м при высоте сечения от 0,11 до 0,5 м fm,d, fc,0,d, fcm,0,d 15,0 14,0 10,0
в) элементы прямоугольного сечения шириной св. 0,13 м при высоте сечения от 0,13 до 0,5 м fm,d, fc,0,d, fcm,0,d 16,0 15,0 11,0
г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении fm,d, fc,0,d, fcm,0,d 16,0 10,0
2 Растяжение вдоль волокон:        
а) неклееные элементы б) клееные элементы ft,0,d ft,0,d 10,0 12,0 7,0 9,0 — —
3 Сжатие и смятие по всей площади поперек волокон fc,90,d, fcm,90,d 1,8 1,8 1,8
4 Смятие поперек волокон местное:        
а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов fcm,90,d 3,0 3,0 3,0
б) под шайбами при углах смятия от 90° до 60° fcm,90,d 4,0 4,0 4,0
5 Скалывание вдоль волокон:        
а) при изгибе неклееных элементов б) при изгибе клееных элементов fv,0,d fv,0,d 1,8 1,6 1,6 1,5 1,6 1,5
в) в лобовых врубках для максимального напряжения fv,0,d 2,4 2,1 2,1
г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения fv,0,d 2,1 2,1 2,1
6 Скалывание поперек волокон:        
а) в соединениях неклееных элементов б) в соединениях клееных элементов fv,90,d fv,90,d 1,0 0,7 0,8 0,7 0,6 0,6
7 Растяжение поперек волокон элементов из клееной древесины ft,90,d 0,15 0,1 0,08
8 Срез под углом к волокнам 45° То же 90° fvs,45,d fvs,90,d

Таблица 4 — Значения коэффициента kх для породы древесины

Породы древесины Значения коэффициента kх для расчетных сопротивлений
растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон ft,0,d, fm,d, fc,0,d, fcm,0,d сжатию и смятию поперек волокон fc,90,d, fcm,90,d скалыванию, растяжению fv,0,d, ft,90,d
Хвойные
1 Лиственница, кроме европейской и японской 1,20 1,20 1,00
2 Кедр сибирский, кроме Красноярского края 0,90 0,90 0,90
3 Кедр Красноярского края, сосна веймутовая 0,65 0,65 0,65
4 Пихта 0,80 0,80 0,80
Твердые лиственные
5 Дуб 1,3 2,0 1,3
6 Ясень, клен, граб 1,3 2,0 1,6
7 Акация 1,5 2,2 1,8
8 Береза, бук 1,1 1,6 1,3
9 Вяз, ильм 1,0 1,6 1,0
Мягкие лиственные
10 Ольха, липа, осина, тополь 0,8 1,0 0,8

 

Таблица 5 — Значения kmod для древесины и фанеры

Вид нагрузки Класс условий эксплуатации
Постоянная 0,80 0,80 0,75 0,70 0,65
Длительная 0,95 0,95 0,85 0,80 0,70
Кратковременная снеговая с полным значением 1,05 1,05 0,95 0,90 0,80
ветровая, монтажная 1,20 1,20 1,05 1,00 0,85
Особая 1,45 1,45 1,30 1,25 1,15

 

Таблица 6 Рекомендуемый сортамент пиломатериалов (мм)

Толщина Ширина
+ + + +
+ + + + +
+ + + + + + +
+ + + + + + + +
+ + + + + + + + +
+ + + + + + + + +
+ + + + + + + + +
+ + + + + + + + +
+ + + + + + + +
+ + + + + + +
+ + + + + +
+ + + + +
+ + + +
+ + +
+ +
Примечание — Сортамент пиломатериалов принят в соответствии с ГОСТ 24454.

 

Таблица 7 — Плотность древесины

Порода древесины Плотность древесины r, кг/м3, в конструкциях для классов условий эксплуатации по таблице 6.1
1, 2 3, 4, 5
Хвойные: сосна, ель, кедр, пихта лиственница    
Твердые лиственные: дуб, береза, бук, ясень, клен, граб, акация, вяз, ильм    
Мягкие лиственные: осина, тополь, ольха, липа    
Примечания 1 Плотность свежесрубленной древесины хвойных и мягких лиственных пород следует принимать равной 850 кг/м3, твердых лиственных пород — 1000 кг/м3. 2 Плотность клееной древесины следует принимать равной плотности цельной древесины. 3 Плотность фанеры следует принимать равной плотности древесины шпонов, а бакелизированной — 1000 кг/м3.

Таблица 8

Элементы конструкций   Предъявляемые требования   Вертикальные предель­ные прогибы fи   Нагрузки для определения вертикальных прогибов  
2. Балки, фермы, ригели, прогоны, пли­ты, настилы (включая поперечные реб­ра плит и настилов):              
а) покрытий и перекрытий, откры­тых для обзора, при пролете l, м:   Эстетико-психологические       Постоянные и времен­ные длительные  
l ≤1       l /120      
l = 3       l /150      
l = 6       l /200      
l = 24(12)       l /250      
l ≥ 36(24)       l /300      

 

Таблица 9

Конструкции сооружений и вид грунтов Коэффициент надежности по нагрузке γf
Конструкции:    
металлические 1,05
бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м3), железобетонные, каменные, армокаменные, де­ревянные 1,1
бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м3 и менее), изоляционные, выравнивающие и отделоч­ные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т. п.), выполняемые:  
в заводских условиях 1,2
на строительной площадке 1,3
Грунты:    
в природном залегании 1,1
насыпные 1,15
Примечания: 1. При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструк­ции или ее части коэффициент надежности по нагрузке γf = 0,9. 2. При определении нагрузок от грунта следует учи­тывать нагрузки от складируемых материалов, обору­дования и транспортных средств, передаваемые на грунт. 3. Для металлических конструкций, в которых усилия от собственного веса превышают 50 % общих усилий, сле­дует принимать γf = 1,1.

 

Приложение 2

 

Модуль упругости древесины при расчете по предельным состояниям II группы следует принимать равным: вдоль волокон E0 = 8500 МПа; поперек волокон E90 = 400 МПа. Модуль сдвига древесины относительно осей, направленных вдоль и поперек волокон, следует принимать равным Ev = 500 МПа.

При расчете деревянных элементов по предельным состояниям I группы (расчет на устойчивость и прочность по деформированной схеме) модуль упругости необходимо принимать равным Е0,nom= 6500 МПа, модуль сдвига Ev,nom = 325 МПа.

Модули упругости и сдвига древесины в зависимости от условий эксплуатации и продолжительности действия нагрузки необходимо умножать на значения коэффициента kmod (см. таблицу 5).

Расчетное сопротивление изгибу для элементов настила и обрешетки под кровлю из древесины 3 сорта следует принимать равным 13 МПа, а 2 сорта — 14 МПа.

 

 

Приложение 3

 

КЛАССЫ







Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.170.81.210 (0.011 с.)