- •Содержание
- •1. Исходные данные
- •1.1 Определение расчетных характеристик материала
- •2. Расчетно-конструктивный раздел
- •2.1. Компоновка конструктивной схемы
- •2.2. Технико-экономическое сравнение вариантов несущих конструкций покрытия
- •2.3. Разработка схемы пространственного крепления каркаса
- •2.4. Конструирование и расчет покрытия здания
- •2.4.1. Назначение размеров конструкций покрытия
- •2.4.2. Расчёт дощатого настила
- •2.4.2.1. Сбор нагрузок
- •2.4.2.2. Расчёт настила
- •2.4.3. Расчёт прогонов кровли
- •3.4.3.1. Назначение конструкции прогонов кровли
- •3.4.3.2. Сбор нагрузок на прогон
- •2.5. Конструктивный расчет несущих конструкций
- •2.5.1. Расчет стойки рамы
- •2.5.2. Расчет ригеля рамы
- •2.5.3. Расчет подкоса
- •2.5.4. Расчет карнизного узла
- •2.5.5. Расчет конькового узла
- •2.5.6. Расчет узла крепления подкосов стойки
- •2.5.7. Расчет опорного узла
- •Список литературы
2.4. Конструирование и расчет покрытия здания
2.4.1. Назначение размеров конструкций покрытия
Расчет элементов полурамы производится согласно её геометрической схеме.
Рисунок 4 - Геометрическая схема рамы
1. Угол наклона ригеля – угол :
;
; .
2. Длина ригеля полурамы :
.
3. Участок ВК, равный участку КС, выбирается из условия:
, (2.1)
,
принимаем .
4. Высота рамы в середине пролета :
.
5. Угол , необходимый для определения длины подкоса:
;
; ;.
6. Длина подкоса :
.
7. Расстояние от низа рамы до точки пересечения оси ригеля с осью подкоса :
.
8. Расстояние от оси стойки до точки пересечения оси ригеля с осью подкоса :
.
9. Расстояние от центра карнизного узла до оси подкоса :
.
2.4.2. Расчёт дощатого настила
2.4.2.1. Сбор нагрузок
При влажностном режиме эксплуатации конструкций 70% определяем группу температурно-влажностных условий конструкций А2 [1, табл. 1]. Далее устанавливаем плотность массы древесины кг/м3 [1, прил. 3].
Принимаем рабочий разряженный настил из досок см, расположенных с зазоромсм. Нормативная нагрузка от полосы рабочего настила шириной один метр:
;
Коэффициент надёжности по снеговой нагрузке при отношении веса покрытия к весу снегового покрова принимается.
Погонная нагрузка в полосе настила шириной один метр:
Сбор нагрузки на рабочий настил
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка, кН/м |
|
Расчетная нагрузка, кН/м |
1. Трёхслойная рулонная кровля
|
0,0895 |
1,3 |
0,1164 |
2. Защитный настил
|
0,1074 |
1,1 |
0,1181 |
3. Рабочий настил |
0,073 |
1,1 |
0,0803 |
ИТОГО: постоянная нагрузка |
0,270 |
|
0,315 |
4. Снеговая нагрузка
|
0,83 |
1,6 |
1,328 |
ИТОГО: полная нагрузка |
1,1 |
|
1,643 |
2.4.2.2. Расчёт настила
Настил рассчитывается по схеме двухпролётной неразрезной балки. Изгибающий момент на промежуточной опоре при первом сочетании нагрузок (проверка на прочность и прогиб):
кНм
Рисунок 3 - Первое сочетание нагрузок
Изгибающий момент в пролёте при втором сочетании нагрузок (проверка на прочность):
кНм,
где кН – расчётная сосредоточенная нагрузка, приходящаяся на 1м ширины настила при наличии косого защитного настила, когда нагрузка 1 кН передаётся на ширину настила, равную 0,5 м; – коэффициент надёжности по нагрузке .
Рисунок 4 - Второе сочетание нагрузок
По максимальному моменту определяем требуемый момент сопротивления:
м3,
где– коэффициент условия работы настила с учётом кратковременного действия нагрузки;
МПа– расчётное сопротивление древесины сосны при изгибе;
МПа– расчётное сопротивление древесины сосны [1, табл. 3];
mв = 1 – коэффициент условия эксплуатации конструкции [1, табл. 5].
Момент сопротивления принятой конструкции рабочего настила:
см3.
Так как принятый момент сопротивления W = 62,5 см3 больше требуемого, равного W = 47,32 см3, условие прочности настила выполняется.
Прогиб настила не должен превышать 1/ 150 пролёта:
.
Проверка выполняется с большим запасом, однако по условию прочности уменьшить сечение настила нельзя.