Расчет стропильной ноги на прочность и жесткость

Рис. 2.4. Расчетная схема стропильной ноги

Стропильную ногу рассчитываем как однопролетную наклонную балку по наибольшему пролету между опорами (прогонами). Наибольший пролет .

Стропильную ногу рассчитываем на поперечный изгиб при одновременном воздействии собственного веса всех элементов кровли со снеговой нагрузкой и сосредоточенного груза (человек + инструмент).

Определяем максимальный изгибающий момент:

Моменты сопротивления и инерции сечения стропильной ноги следующие:

Рис. 2.5. Сечение стропильной ноги

Проверяем прочность стропильной ноги с учетом поперечного изгиба по формуле:

Прочность сечения стропильной ноги обеспечена.

Расчет на жесткость ведется по второму предельному состоянию на действие нормативной нагрузки с учетом собственного веса стропильной ноги.

Определяем прогиб стропильной ноги:

Относительный прогиб:

Жесткость сечения стропильной ноги обеспечена.

Окончательно принимаем сечение стропильной ноги

 

Расчет деревянных прогонов

Сбор нагрузок

 

Предварительно задаемся сечением прогона , шаг прогонов .

Определение погонной равномерно распределенной нагрузки на один прогон ведется в табличной форме.

Таблица 3.

Погонная равномерно распределенная нагрузка на один прогон

№	Состав покрытия	Нормативная нагрузка, кН/м	γf	Расчетная нагрузка, кН/м
	Асбестоцементный лист марки ВО	0.485	1.2	0.582
	Обрешетка	0.097	1.1	0.107
	Стропильная нога	0.162	1.1	0.178
	Прогон	0.225	1.1	0.248
Полная постоянная нагрузка	gн = 0.968		g = 1.113
	Временная снеговая нагрузка	2.400	1.6	3.840
Полная временная нагрузка	рн = 2.400		р = 3.840
ИТОГО:	qн = 3.368		q = 4.953

 

Коэффициенты надежности по нагрузке γ_f приняты в соответствии с табл.1 [1]. Т.к. отношение учитываемого нормативного значения равномерно распределенной нагрузки от веса покрытия к нормативному значению веса снегового покрова , то коэффициент надёжности для снеговой нагрузки γ_f = 1.6 [1, п.5.7].

 

Расчет прогона на прочность и жесткость

 

Рис. 2.6. Расчетная схема прогона

Прогон рассчитываем как однопролетную балку с пролетом равным шагу ферм .

Брусчатый прогон рассчитываем на косой изгиб при одновременном воздействии собственного веса всех элементов кровли и снеговой нагрузки (q=g+p).

Определяем максимальный изгибающий момент:

Составляющие изгибающего момента относительно главных осей прогона равны:

Моменты сопротивления и инерции сечения прогона следующие:

Рис. 2.7. Сечение прогона

Проверяем прочность прогона с учетом косого изгиба по формуле:

Прочность сечения прогона обеспечена.

Определим прогиб прогона:

Прогиб в плоскости, перпендикулярной скату:

Прогиб в плоскости, параллельной скату:

Полный прогиб составляет:

Относительный прогиб:

Жесткость сечения прогона обеспечена.

Окончательно принимаем сечение прогона .

 

Конструирование и расчет деревянного подвесного чердачного перекрытия

Исходные данные

 

Конструкция выполнена сосновых досок 2-го сорта, березовой фанеры повышенной водостойкости марки ФСФ по ГОСТ 3916 и минераловатного утеплителя ПТМ по СТБ 1995-2009 (плотностью 100 кг/м³). Класс условий эксплуатации – 1по табл. 1 [1], коэффициент .

Расчетное сопротивление древесины изгибу по табл. 3 [1].

Коэффициент надежности по сроку службы по табл. 12 [1].

Устройство подвесных чердачных перекрытий позволяет отделить кровлю от утеплителя покрытия. Такое решение обеспечивает легкий контроль за состоянием кровли и стропильных конструкций и хорошее сквозное проветривание чердака, предохраняющее деревянные конструкции от гниения.

Подвесное чердачное перекрытие проектируем в виде клеефанерных панелей, опирающиеся на черепные бруски, прибитые к прогонам. Прогоны располагаем поперек здания, параллельно к фермам и конструируем разрезными. Подвеску прогонов осуществляем в узлах ферм с помощью хомутов из полосовой стали, что позволяет выровнять потолок перед его отделкой и подтянуть его в случае прогиба ферм в процессе эксплуатации. Перекрытие подвешиваем так, чтобы между его верхней поверхностью и нижней гранью нижнего пояса ферм оставался зазор не менее 10 см, необходимый для обеспечения надежного проветривания нижних частей ферм.

Принимаем ребристую конструкцию панели с размерами в плане 4880х1490 мм с четырьмя продольными ребрами. При этом расстояние в свету между ребрами b₀<50 см. Листы фанеры принимаем 1250х1500 мм, стыкуя их в трех местах по длине панели. Поперечные ребра ставим в торцах панели и под стыками фанеры. Для осуществления вентиляции панелей в поперечных ребрах необходимо устроить вырезы или отверстия.

Обшивки принимаем наименьшей допустимой толщины: верхнюю – из семислойной фанеры толщиной 8 мм, а нижнюю – из пятислойной фанеры толщиной 6 мм.

Высоту ребер согласно рекомендациям принимаем:

Тогда с учетом сортамента досок и их острожки сечения ребер принимаем 169x33 мм.

 

Рис. 3.1. Клеефанерная панель подвесного чердачного перекрытия

 

Сбор нагрузок

 

Определение равномерно распределенной нагрузки на 1 м² панели перекрытия ведется в табличной форме.

Таблица 4.

Нагрузки на 1 м² панели перекрытия

№	Состав покрытия	Нормативная нагрузка, кН/м2	γf	Расчетная нагрузка, кН/м2
	Утеплитель минераловатный марки ПТМ	0.089	1.2	0.107
	Пароизоляция - пергамин	0.0024	1.2	0.003
	Каркас деревянный	0.101	1.1	0.111
	Прижимные бруски	0.030	1.1	0.033
	Обшивка – фанера марки ФСФ	0.098	1.1	0.108
Полная постоянная нагрузка	gн = 0.320		g = 0.362
	Временная полезная нагрузка По табл.3 п.8 [2]	0.700	1.3	0.910
Полная временная нагрузка	рн = 0.700		р = 0.910
ИТОГО:	qн = 1.020		q = 1.272