Мы поможем в написании ваших работ!
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
|
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 k mod, 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 k mod 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 γ f
| | 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 γ f = 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 γ f = 1,1.
|
Приложение 2
Модуль упругости древесины при расчете по предельным состояниям II группы следует принимать равным: вдоль волокон E 0 = 8500 МПа; поперек волокон E 90 = 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 Е 0,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 k mod (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
|