Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Raschet_pokrytii_PDF

.pdf
Скачиваний:
53
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
1.67 Mб
Скачать

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Санкт-Петербургский государственный архитектурно - строительный университет

Кафедра конструкций из дерева пластмасс

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ И СОЕДИНЕНИЙ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Учебное пособие

к выполнению самостоятельной работы для студентов специальности 270102- «промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения

Санкт-Петербург

2011

УДК : 624. 011.1 : 624.04 (075.8)

Расчет покрытий деревянных конструкций: Учебн. пособие к выполнению курсового проекта для студ. спец. 2903промышленное и гражданское строительство всех форм обучения /Санкт-Петербургский арх. строит. ун-т. Сост. Никитин Г.Г., Куправа Л.Р., Каратеев Л.П., СПб., 2011г.

Даны примеры выполнения задач по разделам курса «Конструкции из дерева и пластмасс», связанным с вопросами расчета конструктивных элементов, находящихся в условиях различного (простого или сложного) напряженного стояния.

Ил.Библиография.: назв.

Рецензент Карпов Б.Н.

Расчет покрытий деревянных конструкций

Составители: Никитин Георгий Георгиевич Куправа Лали Романовна Каратеев Леонид Петрович

Редактор

Корректор Компьютерная верстка

Подписано к печати. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Уч.-изд. Тираж 300. Заказ. «С» Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет.

190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 4. Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт -Петербург, 2-я Красноармейская, 5.

Оглавление. (Содержание).

Введение Пример 1. Кровля из листовой стали по обрешетке,

стропильным ногам и прогонам.

Пример 2. Кровля на основе металлочерепицы по обрешетке и наслонным стропилам

Пример 3. Кровля на основе цементно−песчаной черепицы Браас по обрешетке, стропильным ногам и опорным брусьям, уложенным на поперечные стены.

Пример 4. Кровля из асбестоцементных листов по прогонам. Пример 5. Рулонная кровля по кровельным и несущим щитам. Пример 6. Кровля на основе рулонного материала

по настилам и прогонам.

Пример 7. Расчет клеефанерной панели покрытия. Пример 8. Утепленная клеефанерная панель покрытия

производственного здания с нижней обшивкой из ДВП.

Пример 9. Панель с обшивками из плоских асбестоцементных листов и каркасом из клееных деревянных ребер.

Пример 10. Расчет волнистого листа для кровли.

Пример 1. Кровля из листовой стали по обрешетке, стропильным ногам и прогонам

Запроектировать бесчердачное покрытие по клеедощатым треугольным аркам, установленным в плане с шагом 6,0 м. Материал кровли – оцинкованная сталь. Разпоры здания в плане 18,0 х 60.0 м при его высоте в коньке 10,5 м. Район постройки – г. Великий Новгород, условия эксплуатации А3, класс ответственности здания – II. Древесина

– сосна. Применить построечную конструкцию покрытия.

По рекомендациям учебной и справочной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

принимаем стрелку (высоту) арки f

 

 

 

 

 

l . В нашем случае

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

6

 

f

1

l

1800

 

360см. Уклон покрытия в этом случае

 

 

 

 

 

5

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i tg

 

 

f

 

 

 

360

0.4; 21 48'5";

 

sin 0.371; cos 0.928, это

0.5l

900

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

больше imin 0.2 для стальной кровли. Намечаем конструкцию покрытия, приведенную на рис. 1.1

 

 

 

250 250

 

бруски обрешетки

 

 

250

 

стропильная нога

стальной кровельный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лист

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,0/0,928

 

утеплитель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

верхний пояс КД арки

бруски

 

а) разрез I? I по покрытию

обрешетки

уклон ската

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

6,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

2,0

2,0

2,0

2,0

 

 

l\2=9,0

 

б) план устройства покрытия

Рис. 1.1 Покрытие стальными оцинкованными

Расчет брусков обрешетки

По рекомендациям намечаем сечение брусков обрешетки 5 х 5 см, с шагом их расстановки по скату 25см (нога человека на монтаже и в эксилуатации не продавливает тонкий стальной лист). Определяем нагрузку на брусок (кН/м2 ската и кгс/м2 ската), которую сводим в таблицу 1.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вид нагрузки от элемента

 

 

 

Нормативная

 

f

Расчетная

 

 

 

 

конструкции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− от брусков обрешетки сечением 5.0 х 5.0

0.060 (6.0)

1.1

0.066 (6.6)

 

см с шагом 25 см

 

 

2

 

1.0

 

 

 

 

 

 

5.0 1.2 0.05

 

0.25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при режиме А3 плотность древесины

 

 

 

 

 

500кгс / м3 1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− от кровельной оцинкованной стали

0.050 (5.0)

1.05

0.053 (5.3)

 

 

 

 

 

 

толщиной до 0.5 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Постоянная (от веса кровельного

 

 

 

 

0.110 (11.0)

 

 

0.119

 

покрытия)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(11.9)

 

Временная – снеговая для г. Великого

 

 

 

 

 

Новгорода (III снег. р−н) согласно

 

 

 

1.260 (126.0)

0.7

1.800

 

СНиП «Нагрузки и

 

 

 

 

 

 

 

 

(180.0)

 

воздействия»2.01.07−85 и дополнения к

 

 

 

 

 

нему Росстроя от 07.2003

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S cos 1.0 S 0.928;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21 48' 25 ; 1.0

 

 

 

 

 

1.169 (116.9)

0.7

1.670

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ветровое давление на кровлю при

 

 

 

 

 

 

(167.0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30 − отсутствует при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hв

 

10.5

0.583

согласно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

18.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прил.4 1.стр.23 положительного

 

 

 

 

 

давления нет Сe1 0.458

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полная g S

 

 

 

 

 

 

1.279

 

 

1.789

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бруски обрешетки рассчитываем согласно п.п. 6.13 и 6.14 2 как двухпролетные неразрезные балки. Суммарная (полная) нагрузка, приходящаяся на 1м2 поверхности покрытия по скату

g н sн 1.279кН/ м2 ската, g р s р 1.789 кН/ м2 ската

1)По I расчетной схеме – на постоянную и снеговую нагрузки: Расчетная погонная нагрузка на брусок

q рбр g p s p b 1.789 0.25 0.447 кН/пог.м. ската,

где b – шаг брусков.

Наибольший расчетный изгибающий момент в бруске обрешетки М 0.125q pl 2 0.125 0.447 1.52 0.1258 кНм;

здесь l – пролет бруска обрешетки, равный расстоянию между опорами (стропильными ногами, шаг которых по рекомендациям может составлять 0.5 – 1.5 м).

Так как плоскость действия изгибающего момента не совпадает с главными осями бруска, то расчет последнего производим с учетом косого изгиба (рис. 1.2).

y

x

x

y

α

α

My

M

Mx

Рис. 1.2 Разложение изгибающего момента на составляющие при косом изгибе

Расчетный момент, действующий в плоскости, перпендикулярной скату

М х М cos 0.126 0.928 0.117кНм 11.7кНсм

так же, параллельной скату (скатная составляющая)

М у М sin 0.126 0.371 0.047кНм 4.7кНсм

Соответствующие моменты сопротивления и инерции:

Wx Wy 5 52 20.83см3 ; 6

 

 

 

 

I x

I y

51

 

52.08 см4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжения изгиба:

 

 

 

 

 

 

 

u

 

M x

 

M y

 

11.7 4.7

0.787кН / см2

Ru mb

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wx

 

Wy

20.83

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 0.9

1.232кН / см2

 

 

 

 

 

 

0.95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

здесь R

для брусков III сорта согласно 2 равен 1.3 кН/ см2.

 

 

 

 

 

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем жесткость брусков.

 

 

 

Прогиб в плоскости, перпендикулярной скату:

 

 

 

 

 

 

 

 

2.13qн xbp

l 4 x

 

 

2.13 0.297 10 2 1504

 

 

 

 

f

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.160 см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

384E

I

 

 

 

384 103 52.08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bp

 

 

 

 

 

 

 

Здесь qн xbp g н sн b cos 1.279 0.25 0.928 0.297 кН/м

ската.

Прогиб в плоскости, параллельной скату:

 

 

 

 

 

 

 

2.13qн ybp

l 4 y

 

2.13 0.119 10 2

1504

 

 

f

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.064 см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

384E

I

 

 

384 103 52.08

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Где qн ybp g н sн bsin 1.279 0.25 0.371 0.119 кН/м

ската.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прогиб в вертикальной плоскости:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fпред

 

f

 

f

2 x f 2 y

 

0.1602 0.0642 0.172

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

 

 

l

 

 

 

150

 

 

1.05см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150u

 

150 0.95

 

 

 

 

По первой расчетной схеме прочность и жесткость обеспечены. 2) Проверяем брусок обрешетки на второй расчетной схеме – на

действие сосредоточенного груза (монтажной или ремонтной нагрузки) и постоянной нагрузки.

На один брусок приходится согласно 2 сосредоточенная

расчетная нагрузка

Pp P k f 1.00 1.2 1.2 кН;

Постоянная расчетная нагрузка:

q рбр.пост 0.119 0.25 0.298кн/м ската.

Изгибающий момент в вертикальной плоскости (как момент на средней опоре двухпролетной неразрезной балки):

М0.0703q рбр.пост l 2 0.207P p l 0.0703 0.298

1.52 0.207 1.2 1.5 0.4197Кнм 41.97кНсм

Мх 41.97 0.928 38.95 кНсм;

Му 41.97 0.371 15.57 кНсм

Напряжение изгиба

 

38.95 15.57

2.617кН / см

Ru mb mн

1.232 1.2

 

 

 

20.83

 

u

1.478кН / см2

Здесь mн=1.2 – коэффициент, учитывающий монтажную нагрузку. Ввиду перенапряжения требуется увеличить сечение брусков. При сечении 5 х 6 см

 

 

 

5 62

3

 

 

 

 

6 52

3

W

 

 

30 см

;

W

y

 

 

25 см ;

 

 

 

 

x

 

6

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38.5

 

15.57

1.906кН / см2 1.478кН

u

 

 

 

 

30.0

 

25.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перенапряжение >5%, что недопустимо. Пробуем бруски 6 х 6

см:

Wx Wy 63 36 см3;

6

u 38.5 15.57 1.502кН / см2 1.478кН / см2 1.6% 36.0

Перенапряжение 1.6% < 5.0%, что может быть допущено. Окончательно принимаем сечение брусков обрешетки 6 х 6 см.

Расчет стропильных ног

Проектируем их из досок 50 х 150 мм, постановленных на ребро через 1.5 кг. Нагрузку определяем по табл. 1.2

Таблица 1.2 Нагрузка на стропильную ногу кН / м2ската (кгс / м2ската )

Вид нагрузки

Нормативна

 

f

Расчетная

 

я

 

 

 

 

 

 

− кровельная сталь (табл. 1.1)

0.050 (5.0)

1.05

0.053

 

 

 

 

(5.3)

− бруски обрешетки 6 х 6 см через 25 см

0.086 (8.6)

1.1

0.095

 

 

 

 

 

6.0 0.062

1.0

 

 

 

 

(9.5)

 

 

 

 

 

0.25

 

0.030 (3.0)

1.1

0.033

 

 

− от веса стропильной ноги 5 х 15 см через

 

 

(3.3)

1.5 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.0 0.05 0.15

1.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5

 

 

 

Постоянная g

 

 

 

 

0.166 (16.6)

 

0.181

 

 

 

 

 

 

 

(18.1)

Снеговая нагрузка (табл. 1.1) S

1.169

0.7

1.670

 

 

 

 

 

(116.9)

 

(167.0)

Полная g + S

 

 

 

 

1.335

 

1.851

 

 

 

 

 

(133.5)

 

(185.1)

α

qРстр x

 

 

q

 

 

qРстр y

 

2000

2000

Рис. 1.3 Расчетная схема стропильной ноги

Нагрузка на 1 пог.м длины стропильной ноги: нормативная − qнстр 1.335 1.5 2.003кН/м ската расчетная − q рстр 1.851 1.5 2.777 кН/м ската

Если расстояние между прогонами, являющимися опорами стропильных ног, составляет в плане 2.0 м, то по оси стропильных ног

l bпрог 2.0 2.155м 216см cos 0.928

При применении расчетной схемы двухпролетной неразрезной балки, не дающей запаса прочности.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]