Raschet_pokrytii_PDF
.pdfа) при положении груза Р в точке С момент в плоскости, перпендикулярной в сечении С, от груза Р (рис. 4.4)
М р хс |
Р р l |
cos |
1.2 6 |
0.928 |
1.8 кНм |
||
4 |
|
4 |
|||||
|
|
|
|
Момент от собственного веса при q р пр g р пр 0.154 кН/см
М g |
|
q р |
пр |
l 2 |
0.184 |
62 |
||
хс |
|
|
|
cos |
|
|
0.928 0.760 кНм |
|
|
8 |
|
8 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Суммарный момент М хс 1.8 0.760 2.56 кНм
В плоскости ската момент от сосредоточенного груза равен нулю, момент от собственного веса:
М g ус 0.125q р пр l 21 sin 0.125 0.181 32 0.373 0.076
кНм
б) при положении груза Р в точке d на расстоянии Х от нулевой опоры момент в сечении под грузом Р
М М g х M p x M ' x M ' xp , |
|
|||||||||||||||
Где |
|
|
g |
|
|
|
l |
|
x2 |
|
− момент от собственного веса в |
|||||
M |
|
x (q 2 x q |
2 ) cos |
|||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
плоскости, перпендикулярной скату; |
|
|||||||||||||||
M p x |
P p x (l x) |
cos − момент от сосредоточенного |
||||||||||||||
|
|
|
l |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
груза Р в той же плоскости, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
M ' x M |
|
k ( |
3 |
q |
l |
x q |
x2 |
) sin |
||||||||
y |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
8 |
2 |
|
|
2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Где Мg у – момент от собственного веса в плоскости ската, который приводится к моменту в плоскости, перпендикулярной к
скату, путем умножения на |
|
Wx |
|
|
h |
17.5 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
K Wy |
b |
|
7.5 2.33 |
|||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
(2.33 – коэффициент приведения для принятого сечения). |
|||||||||||||
М ' |
|
x2 |
|
|
|
4x |
|
|
|
|
|
|||
хр M yp k Px |
|
|
P(5 |
|
|
|
) sin k |
|||||||
2l |
|
l |
2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Подставим эти выражения в общее выражение момента М с |
|||||||||||||
численными значениями l 6.0м, |
k 2.33 , q р 0.181кН/м, |
Р р 1.2кН, sin 0.372, cos 0.928.
Приравниваем dMdx 0 , получим X 1.5м, что соответствует
максимальному моменту.
Подставляя найденное значение х в соответствующие формулы, найдем величины изгибающих моментов в точке d
в плоскости перпендикулярно скату: от собственного веса – 1.04 кНм; от сосредоточенного груза 1.25 кНм, суммарный момент – 2.99 кНм.
В плоскости ската суммарный момент – 0.56 кНм.
c |
Pcosα |
qx=qcosα |
|
||
3,0 |
|
3,0 |
|
6,0 |
|
а)
б)
в)
Рис. 4.3 Расчетная схема прогона для второго случая загружения (M в середине пролета): а−эпюра Mx с q от равномерной нагрузки; б−эпюра Mx с p от P=1,0 кН; в−эпюра My с q от равномерно распределенной нагрузки
d |
c |
qx=qcosα |
6,0
а)
б)
X c
в)
3,0 |
3,0 |
г)
Рис. 4.4 Расчетная схема прогона для второго случая загружения (M в точке d): а−эпюра Mx от равномерной нагрузки; б−эпюра Mx от P=1,0 кН; в−эпюра My от равномерно распределенной нагрузки; г−эпюра My от P=1,0 кН
Расчетные изгибающие моменты для обоих сочетаний нагрузок приведены в табл. 4.2
|
|
|
Таблица 4.2 |
|
Расчетные изгибающие моменты. |
|
|
||
Сочетание |
Сечение |
Изгибающий |
момент, |
|
|
|
|
кНм |
|
нагрузок |
|
В плоскости, |
В плоскости |
|
|
|
перпендикулярн. |
ската |
|
|
|
к скату |
|
|
Собственный вес и снег |
С |
4.26 |
0.43 |
|
Собственный вес и груз Р=1.2кН |
С |
2.56 |
0.076 |
|
То же |
d |
2.99 |
0.56 |
|
Напряжение изгиба в сечении прогона при первом сочетании
|
н |
|
М х |
|
|
|
M y |
|
|
|
|
426 |
|
40.3 |
1.35кН / см2 |
|
|
Rн |
|
|
1.3 |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Wx |
|
|
Wy |
|
|
383 |
|
|
164 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
0.95 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
1.37кН / см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.5 17.52 |
|
|
|
|
|
|
|
17.5 7.52 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Где W |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
383см3 |
; W |
у |
|
|
|
|
|
|
|
164см3 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
При втором сочетании: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
н |
|
299 |
|
|
5.6 |
|
|
0.78 0.03 0.81кН / см2 |
|
Rн |
1.37кН / см2 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
383 |
164 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Проверяем жесткость прогона в плоскости, перпендикулярной к |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
скату: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
f |
|
5 qн l 4 |
|
|
|
5 |
|
|
0.00617 6004 |
3.0см |
|
1 |
l |
||||||||||||||||||||||||||||
384 E I |
|
|
|
|
103 |
3349 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
384 |
|
|
|
|
200 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Где I |
b h3 |
|
|
7.5 17.53 |
3350см4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
qн g н S н |
0.5 cos 0.330 1.0 0.5 0.928 |
0.617кН / м
Решетка щита
Скатная составляющая от собственного веса крыши и от снеговой нагрузки
Q gкр S Fгр sin 0.39 1.80 13.9 0.372 11.3кН
Где Fгр 2.5 6 cos 2.5 6 0.928 13.9м2 −
горизонтальная проекция грузовой площади щита.
Усилие в одном раскосе щита |
Q 0.75 |
|
11.3 0.75 |
6.42кН |
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
cos |
|
2 0.661 |
|||||
D 2 |
|
Где 0.75 – коэффициент, учитывающий грузовую площадь для раскосов;
54 − угол наклона раскоса к оси пояса стропильной
фермы.
Проверка прочности раскоса. Принимаем сечение раскоса 60 х x75 с F=45 см2 , Wу=75.0 см3
Расчетная длина раскоса l0 |
|
0.5 |
|
0.76м |
|||||
|
|
|
|
||||||
0.661 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||
Гибкость раскоса |
l0 |
|
|
|
|
|
76 |
43.6 |
|
0.289b |
|
0.289 6 |
Усилие к раскосу приложено с эксцентриситетом е b2 62 3см
Изгибающий момент в раскосе M D e 6.42 3 19.2кН см Проверяем сечение раскоса на внецентренное сжатие:
и |
|
|
D |
|
M Rc |
|
|
6.42 |
|
19.2 13 |
|
6.00 13МПа |
|||||||||
Fнт |
W Ru |
45 |
0.93 13 45 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
Где |
|
|
|
2 D |
|
|
|
43.62 6.42 |
|
||||||||||
|
|
|
3000 R F |
1 3000 13 45 0.93 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
cp |
|
|
|
|
|
||
|
|
Количество гвоздей ( dгв 4.5мм и l 125мм ) для |
|||||||||||||||||||
прикрепления раскоса к прогону в нижнем узле |
|
|
|||||||||||||||||||
n |
|
D |
|
|
6.42 |
6.42 |
, где Tгв − текущая способность, определяется |
||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
гв |
|
Tгв |
|
|
1.0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по СНиП.
Принимаем 7 гвоздей, в остальных пересечениях прикрепляем раскос к прогонам одним гвоздем, а к верхнему прогону – двумя. Между прогонами вдоль стоек ставим распорки из досок 70 х 32 мм на ребро.
Скатную составляющую опорной реакции щита на верхний пояс передаем через упоры, прибитые 7 гвоздями.
Нижний прогон (5 − 5) щита, кроме изгиба от вертикальных нагрузок, воспринимает так же растяжение и изгиб в плоскости ската от внецентренного прикрепления к нему раскоса. (рис. 4.1 и 4.5)
1−1
|
40 |
|
|
|
|
|
70 |
75 |
60 |
|
|
|
|
|
|
240 |
|
2 |
360 |
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
250 |
240 |
150 |
|
|
||
3 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
120 |
|
|
|
250
|
150 |
60 |
70 |
|
75
75 |
60 |
|
Рис. 4.5 Деталь узла К щита обрешетки: 1−прогон; 2−подкос; 3−крайняя стойка щита; 4−ось пояса фермы
1
175
Предполагаем, что все усилие Д передается на прогон (5 − 5). Тогда в узле К прогон воспринимает растягивающие усилия
V D sin 6.42 0.75 4.81кН и поперечную силу
А D cos 6.42 0.661 4.24кН . Опорная реакция от скатной |
||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
составляющей нагрузки на щит R |
Q |
|
|
11.3 |
5.65кН . Усилие в |
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|||
крайней стойке: А R A 5.65 4.24 1.41кН . Тогда момент в |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
прогоне в плоскости, перпендикулярной к скату, |
|
|
|
|||||||||||||||
Mn V e 4.81 11.7 56.3кН см |
, где e |
|
17.5 6 |
11.7см − |
||||||||||||||
2 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
эксцентриситет растягивающего усилия V. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
Напряжение в прогоне в точке h от внецентренного растяжения |
|||||||||||||||
|
V |
M x M n Rp |
4.81 |
|
426 56 1.0 |
|
1.08кН / см2 |
|||||||||||
|
|
|
|
383 1.3 |
|
|||||||||||||
|
|
F |
W R |
45 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
x u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ru |
|
1.3 |
1.37кН / см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
n |
0.95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Мх и Му – моменты от вертикальных нагрузок (см. табл. 4.2). В точке К прогона действуют изгибающие моменты:
вплоскости ската:
Ма R a A2 (a 0.06) 5.65 0.24 1.41 (0.24 0.08)
0.91кН м
где а=0.24 м – расстояние от опорной реакции R до точки К;
в плоскости, перпендикулярной к скату, от собственного веса и
снега:
M |
|
|
q p a |
l a cos |
0.181 0.24 |
6.0 0.24 0.928 |
|||||||||||||
x |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1.16кН м |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
Напряжение в прогоне |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
y |
|
|
М х |
|
M a |
|
116 |
|
91 |
0.86кН / см2 |
Rн |
|
1.3 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Wx Wy 383 164 |
|
|
|
n |
0.95 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1.37кН / см2
Пример 5. Рулонная кровля по кровельным и несущим щитам
Запроектировать щитовое покрытие здания по клеефанерным балкам, установленным в плане с шагом 6.0 м. Материал кровли –
рубероид. Уклон ската – 0.1. Район постройки – г.Псков. Условия эксплуатации – АI. Класс ответственности здания – II.
Покрытие устраиваем по прогонам, укладываемым по клеефанерным балкам с шагом 1.5м. По прогонам укладываем несущие щиты в виде сплошного настила, размером 2.0 х 3.0 м из досок 19 х 125 мм, с нижней стороны которого на гвоздях пришиты 4 поперечных и 6 диагональных планок из тех же досок. При принятых размерах несущих щитов между КФ балками укладывается по 3 щита. Несущие щиты (НЩ) укладываются на прогоны, и их настил работает на изгиб как двухпролетная балка с пролетами, равными 1.5 м (шаг прогонов). По ним укладывается слой пароизоляции – пергамина. По НЩ укладываются диагональные бруски сечением 50 х 80 мм под углом 30 к карнизу, закрепляемые гвоздями к прогонам в местах пересечения. Шаг брусков 1.0 м выбран с учетом ширины плитного утеплителя. На диагональные бруски укладываются кровельные щиты (КЩ), представляющие собой сплошной настил из теса толщиной 14 мм, остроганного с одной пласти и скрепленного снизу гвоздями с рейками сечением 40 х 50 мм, расположенными на расстоянии 250 мм в свету. Размер кровельных щитов 1.0 х 3.0 м.
На заводе щит на горячей битумной мастике наклеивается один слой рубероида (по размеру щита).
Расчет несущего щита (НШ)
Определяем предварительно вес щитов. Вес кровельного щита:
КЩ 3.0 1.0 0.02 3.0 1.0 0.014 5.0
рубероид настил
3.0 0.04 0.05 5.0 5 0.42кН (42кгс)
рейки
Вес несущего щита:
НЩ |
2.0 3.0 0.019 5.0 |
|
8 0.125 0.019 2.0 5.0 |
|
|
доски |
планки |
||||
|
|
|
0.76кН (76.0кгс)
Полная нагрузка определяется по таблице 5.1.
Таблица 5.1 Нагрузка на НЩ, кН/м2 ската (кгс/ м2 ската )
|
|
|
|
Нормативн. |
f |
Расчетная |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Элемент |
нагрузка |
|
нагрузка |
Два слоя наплавного изопласта |
0.10 (10.0) |
1.1 |
0.11 (11.0) |
|||
От кровельных щитов |
0.14 (14.0) |
1.1 |
0.154 (15.4) |
|||
0.42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.0 1.3 |
|
|
0.011 (1.1) |
|||
|
|
|
|
0.01 (1.0) |
1.1 |
|
Пароизоляция – слой толя |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
0.026 (2.6) |
Диагональные бруски |
0.024 (2.4) |
1.1 |
|
|||
5.0х8.0см через 1.0м |
|
|
|
|||
(плотность увлажненной |
|
|
|
|||
древесины 6.0 кН/м3): |
|
|
0.36 (36.0) |
|||
0.05х0.08х6.0 |
0.3 (30.0) |
1.2 |
|
|||
Утеплитель МВП |
|
|
|
|||
( 2.5кН / м3 ) толщиной |
|
|
0.140 (14.0) |
|||
12см: 0.12х2.5 |
0.127 (12.7) |
1.1 |
|
|||
От веса несущего щита: |
|
|
|
|||
0.76 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.0 3.0 |
|
|
|
||
Всего вес покрытия |
0.701 (70.1) |
|
0.801 (80.1) |
|||
Снеговая |
|
|
1.79 (179) |
|||
S0 cos 1.8 1.0 0.995 1.25 (125) |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Щит рассчитывается согласно 2 на два сочетания нагрузок. Первое сочетание нагрузок – собственный вес покрытия и снег
(ветер положительного давления при заданном уклоне не создает). Расчетная погонная нагрузка на настил щита по скату, действующая перпендикулярно его плоскости:
g р нщ cos S рверт cos b
0.761 0.995 1.791 0.995 1.0 2.479кН / пог.м ската
Щит рассчитываем как двухпролетную неразрезную балку. Задавшись ориентировочно шириной прогона 12 см, получим величину расчетного пролета:
l |
p |
l |
|
b1 |
150.0 |
12.0 |
147.0см |
|
|
||||||
|
1 |
4 |
4 |
|
|||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
SР |
q
|
|
150 |
b/4 |
150 |
|
|
|
|
|
α=5°40' |
lр=147 |
|
lр=147 |
Mмакс=ql2/8 |
Рис. 5.1 Схема определения изгибающих моментов
Максимальный изгибающий момент на средней опоре (рис. 5.1):
М ' 0.125 q р 'нщ l 2 p 0.125 2.47 1.472 0.667кНм При
моменте сопротивления настила шириной b 100см и высотой
S 1.9см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
W |
b h2 |
|
|
100 1.92 |
60.17см3 − напряжение изгиба в досках |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
6 |
6 |
|
|
|
|
|
|
||||||
щита (древесина 3−го сорта с Ru 13.0МПа ) |
|
|
|
||||||||||
u |
M ' |
|
|
66.70 |
1.11кН / см2 |
Ru mb |
|
1.3 1.0 |
|
||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
W |
60.17 |
|
|
n |
0.95 |
|
1.368кН / см2
Проверяем жесткость настила. Нормативная нагрузка на щит, действующая перпендикулярно его плоскости: