Примеры расчета ограждающих конструкций 2013

Расчет стыка прогона

Концы досок одного ряда прибивают гвоздями к доске другого ряда, не имеющего в данном месте стыка. Гвоздевой забой стыка рассчитываем на восприятие поперечной силы.

Количество гвоздей с каждой стороны стыка определяется исходя из того, что поперечная сила, приходящаяся на один ряд досок Q = Моп /2хгв, в то же время равна Q = nгвТгв, откуда

где хгв — расстояние от опоры до центра гвоздевого забоя, учитывая, что каждый гвоздь воспринимает одинаковое усилие, равное Тгв.

31

Tгвсм kнaрасч d 0,446 6,68 0,55 1,64 кН.

В расчет принимаем минимальное значение несущей способности:

Тмин 1,20 кН.

Расстояние хгв принято равным 0,2113∙L, т.е. хгв = 0,2113 6 = 1,27 м. Тогда количество гвоздей с каждой стороны стыка:

Требуемое значение количества гвоздей с каждой стороны стыка получим nгв = 4 (должно быть четное количество гвоздей), принимаем 4 гвоздя.

Расстановку гвоздей производим согласно требованиям свода правил [2] п. 7.21:

–расстояние вдоль волокон древесины от гвоздя до торца элемента во всех случаях следует принимать не менее S1 =15d =15∙0,55=

=8,25 см, принимаем 90 мм;

–расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины при

прямой расстановке гвоздей следует принимать не менее S2 = 4d = 0,55=

=2,2 см, принимаем 40 мм;

–расстояние S3 от крайнего ряда гвоздей до продольной кромки элемента следует принимать не менее 4d = 2,2 см; принимаем 40 мм.

Расставим гвозди на стыке досок прогона, как показано на рис. 3.10:

Рис. 3.10

Гвозди, соединяющие между собой доски спаренного прогона, ставятся конструктивно (без расчета) с шагом 50 см в разбежку.

33

4.ПРИМЕР РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ

ИНЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ КРОВЛИ

Консольно-балочный прогон

Исходные данные:

1.Тип кровли — волнистые листы стеклопластика SALUX.

2.Несущие конструкции: обрешетка и прогоны.

3.Район строительства — г. Москва.

4.Шаг конструкций 4,5 м.

5.Ширина здания 12 м.

6.Уклон кровли = 16,7 .

7.Режим эксплуатации здания — теплый. (Утеплитель — мине-

ральная вата NOBASIL. Рулон — 5000 1000 50 мм.)

Расчет рабочего настила

Рис. 4.1

Принимаем рабочий настил из брусков второго сорта, согласно сортаменту пиломатериалов (ГОСТ 24454-80), 60 32 мм. Расстояние между осями досок 225 мм. Шаг прогонов 1,125 м. Шаг прогонов принимают равным ширине утеплителя (1000 или 1200 мм) + ширина прогона.

34

Сбор нагрузок

Рабочий настил укладывается под защитный настил и закрепляется на прогонах. По скомпонованному сечению настила составляем таблицу нормативных и расчетных нагрузок на 1 м2. Подсчет нагрузки на 1 м2 покрытия представлен в табл. 4.1.

Т а б л и ц а 4.1

где ho, hн — ширина сечения обрешетки и настила соответственно; bo, bн — толщина сечения обрешетки и настила соответственно; co, cн — шаг обрешетки и настила соответственно;

γд — объемный вес древесины.

Порядок определения временных нагрузок.

Снеговая нагрузка принимается в соответствии со сводом правил СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*. Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия для г. Москвы следует определять по формуле:

S о = 0,7∙C е ∙ C t ∙ µ ∙ S g ,

35

где C e — коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра или иных факторов, принимаемый в соответствии с 10.5; для покрытий с уклоном кровли для однопролетных и двухпролетных зданий от 12–20 %, т.е. = 7–12,5 , Ce = 0,85. В примере = 16,7 , следовательно Ce = 1,0.

Ct — термический коэффициент, принимаемый в соответствии с

10.10; Ct = 1,0;

µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с 10.4; µ = 1;

Sg — вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемый в соответствии с 10.2; Sg = 1,8 кПа.

Нормативная снеговая Sо = 0,7 1,0 1,0 1 1,8 = 1,26 кПа. Расчетная снеговая Sр = Sо·γ,

где γ = 1,4 — коэффициент надежности по снеговой нагрузке.

Sр = 1,26 1,4 = 1,76 кПа.

Сосредоточенная сила Р = 1 кН представляет собой монтажную нагрузку от веса человека с инструментом. Коэффициент надежности по нагрузке = 1,2. Расчетное значение сосредоточенной силы Рр = Рн = 1,2∙кН.

Порядок определения перераспределения нагрузки от сосредоточенного груза

При двойном настиле (рабочем и защитном), направленном под углом к рабочему, сосредоточенный груз следует распределять на ширину 500 мм рабочего настила.

Вслучае расчета одинарного настила с расстоянием между осями досок более 150 мм на одну доску, а при расстоянии менее 150 мм на две доски.

Внашем примере двойной настил, поэтому полную нагрузку на

1пог. м рабочего настила собираем с ширины 0,5 м.

Внашем примере полная нагрузка на 1 пог. м. распределяется на

500мм рабочего настила:

а) постоянная + снеговая:

нормативная нагрузка: qн = 1,42∙0,5 = 0,71 кН/м, расчетная нагрузка: qр = 1,94∙0,5 = 0,97 кН/м; б) постоянная:

расчетная нагрузка: qрпост = 0,18∙0,5 = 0,09 кН/м.

36

Расчетные характеристики древесины 2 сорта

Расчетное сопротивление древесины изгибу Rи = 13 МПа. Модуль упругости древесины Е = 10000 МПа.

Расчетная схема

Расчет настила ведем как балки по двухпролетной схеме. Расстояние между опорами равно шагу прогонов l = 1,125 м.

Два сочетания нагрузок: 1. Постоянная + снеговая

Рис. 4.2

2. Постоянная + сосредоточенная сила P = 1,2 кН.

Рис. 4.3

Расчет по первому предельному состоянию

Проверка настила на прочность.

WM Rи mн ,

где М — максимальный изгибающий момент; W — момент сопротивления;

Rи — расчетное сопротивление древесины изгибу;

37

mн — коэффициент, учитывающий кратковременность действия сосредоточенной нагрузки, принимается только для второго сочетания нагрузок.

При первом сочетании нагрузок:

Порядок определения момента сопротивления сечения рабочего настила

Момент сопротивления сечения рабочего настила определяем на ширине 500 мм.

Рис. 4.4

На рисунке видно, что в выделенную зону 500 мм попадает сечение двух досок. Поэтому, чтобы определить искомую величину необходимо вычислить момент сопротивления целого сечения двух досок. Случай, когда в расчетную зону попадает часть доски рассмотрен в примере № 1.

Момент сопротивления сечения досок на участке 500 мм:

σM 0,29 10 3 14,5 МПа Rи mн 13 МПа 1,2 15,6 МПа. W 0,000020

38

Расчет по второму предельному состоянию

Проверка рабочего настила на прогиб производится при первом сочетании нагрузок.

Момент инерции определяем аналогично определению момента сопротивления.

Момент инерции сечения двух досок:

Расчет разрезного консольно-балочного прогона

При шаге конструкций L = 4,5 м используем разрезные консоль- но-балочные прогоны.

Рис. 4.5

По сортаменту пиломатериалов (ГОСТ 24454-80) принимаем прогон из бруса сечением 150 125мм. Шаг прогонов — B = 1,125 м.

39

Сбор нагрузок

Подсчет нагрузки на 1 м2 покрытия представлен в табл. 4.2.

Т а б л и ц а 4.2

где ho, hн, hп — ширина сечения обрешетки, настила и прогона соответственно;

bo, bн, bп — толщина сечения обрешетки, настила и прогона соответственно;

co, cн, cп — шаг обрешетки, настила и прогона соответственно; γд — объемный вес древесины.

Снеговая нагрузка определяется так же, как и при расчете настила. Полная нагрузка на 1 пог. м при шаге прогонов В = 1,125 м:

qн = 1,7∙1,125 = 1,9 кН/м; qр = 2,26∙1,125 = 2,54 кН/м.

40