ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Таблица 1. Исходные данные
| №№ п/п | Параметр | Значение |
| 1. | Место строительства | г. Казань |
| 2. | Снеговая нагрузка:
– расчетная S, кг/м2
– нормативная  , кг/м2
| |
| 3. | Ветровая нагрузка:
– нормативная  , кг/м2
– расчетная  , кг/м2
| |
| 4. | Покрытие | дощатое по прогонам |
| 5. | Назначение здания | гараж |
| 6. | Тип стропильных конструкций | ферма |
| 7. | Параметры стропильных конструкции: – пролет l, м; – шаг b, м; – отметка низа фермы h, м | 4,5 6,5 |
| 8. | Длина здания  , м
|
1. Расчет рабочего настила.
Данные для подбора сечения рабочего настила гаража:
кровля из трех слоев рубероида на битумной мастике;
- настил сплошной, двухслойный. Толщина верхнего (распределительного) слоя – 19 мм, нижнего – 25 мм. Рабочий настил принят условно с целью учета от него нагрузки;
- шаг прогонов, воспринимающих нагрузку от настила – 1,23 м;
- утеплитель – минвата толщиной 100мм;
- пароизоляция - полиэтиленовая пленка;
- уклон ската стропильных конструкций – 180;
- район строительства – г. Казань.
Сбор нагрузок. Таблица 1.
| № | Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кгс/м2 | Коэффициент по нагрузке gс | Расчетная нагрузка, кгс/м2 |
| Постоянные нагрузки | ||||
| Рубероидная кровля (3 слоя)- 1*1*3*3 | 9,0 | 1,3 | 11,7 | |
| Доски защитного настила δ=16 мм -1*1*0,019*500 | 9,5 | 1,1 | 10,45 | |
| Утеплитель (минвата)-1*1*0,1*60 | 1,1 | 6,6 | ||
| Пароизоляция (полиэт. пленка) | 1,2 | 1,1 | 1,32 | |
| Доски рабочего настила δ=25 мм – 1*1*0,025*500 | 12,5 | 1,1 | 13,75 | |
| ИТОГО | 38,2 | - | 43,82 | |
| Временная нагрузка | ||||
| Снеговая нагрузка-1*1*168 | - | |||
| ИТОГО | 206,2 | - | 211,82 |
Нагрузка на погонный метр условной полосы настила:
нормативная qн =(G+S)*1м=(38,2+168)*1=206,2 кгс/м;
расчетная q = (G+S)*1м=(43,82+168)*1=211,82 кгс/м.
Рис.2 Схема рабочего ограждения.
Определяем изгибающий момент M и толщину d досок рабочего настила:
· для первого случая загружения (расчетная нагрузка и снег)
Рис. 3 Первое сочетание нагрузок.
Определяем максимальный изгибающий момент:
где 
Определяем толщину досок:
где δ- толщина досок рабочего настила, см;
М - изгибающий момент, кгс∙см;
R- допустимое сопротивление материала изгибу, кгс/см2;
b=100 см – условная ширина настила.
· для второго случая загружения (расчетная нагрузка и сосредоточенный груз)
Рис.4 Второе сочетание нагрузок.
Определяем максимальный изгибающий момент:
Определяем толщину досок:
Принимаем доски рабочего настила толщиной 25 мм. Их толщина в деле после острожки до 3 мм со стороны пластин, 22 мм.
Проверка рабочего настила по прогибу:
Прогиб настила f при первом сочетании нагрузок:
,
где f – прогиб настила, м;
qн- нормативная нагрузка, кгс/м;
l – длина пролета,м;
Е = 109 кгс/м2- модуль упругости дерева;
J- момент инерции условной полосы настила шириной 100 см, определяется по формуле: 
- условие выполнено.
Расчет неразрезного прогона.
Сбор нагрузок. Таблица 2.
| № | Вид нагрузки | Нормативная нагрузка, кгс/м2 | Коэффициент по нагрузке gс | Расчетная нагрузка, кгс/м2 |
| Постоянные нагрузки | ||||
| Рубероидная кровля (3 слоя)- 1*1*3*3 | 9,0 | 1,3 | 11,7 | |
| Доски защитного настила δ=19 мм -1*1*0,019*500 | 9,5 | 1,1 | 10,45 | |
| Утеплитель (минвата)-1*1*0,1*60 | 6,0 | 1,1 | 6,6 | |
| Пароизоляция (полиэт. пленка) | 1,2 | 1,1 | 1,32 | |
| Доски рабочего настила δ=22 мм – 1*1*0,022*500 | 11,0 | 1,1 | 12,1 | |
| Прогон | 1,1 | |||
| ИТОГО | 46,7 | - | 53,17 | |
| Временная нагрузка | ||||
Снеговая нагрузка-1*1*120*cos 
| 79,88 | - | 114,12 |
Прогон кровли принимаем спаренным со стыками, расположенными по длине в разбежку на расстоянии 0,213l от опоры (0,213*6=1,3 м). Чтобы не увеличивались напряжения в первом и последнем пролетах уменьшаем их на 20%(l1=0,8l=0,8*6=4,8 м).
Нагрузка на погонный метр прогона при расстоянии между осями смежных прогонов lп = 123 см составляет:
нормативная: qн =(G+S)*b1=(46,7+79,88)*1,23=155,69 кгс/м;
расчетная: q = (G+S)*b1= (53,17+114,12)*1,23=205,76 кгс/м.
где b1- шаг прогонов.
Определение размеров поперечного сечения прогона.
Размеры поперечного сечения прогона определим из условия прочности, имеющего следующий вид:
,
где σ – нормальные напряжения в сечении с максимальным изгибающим моментом;
M – максимальный изгибающий момент;
W – момент сопротивления поперечного сечения, определяемый по формуле:
,
где h – высота прогона, см;
b – его толщина (двух досок), см.
Rи – расчетное сопротивление древесины на изгиб, равное 130 кгс/см2.
Отсюда требуемую высоту прогона можно определить по формуле:
Определяем изгибающий момент на третьей и последних опорах:
.
Требуемая высота прогона определяется по формуле:
1) Пусть сечение прогона состоит из двух досок толщиной 60 мм. Тогда для прогона из двух досок толщиной 6 см (b=12см) имеем:
Принимаем прогон из двух досок сечением 60x175 мм. После обстружки прогона с трех сторон по 2 мм сечение будет иметь вид: h= 173мм, b= 116 мм.
Проверим сечение прогона по прочности:
Прочность не обеспечена.
2) Пусть сечение прогона состоит из двух досок толщиной 75 мм. Тогда для прогона из двух досок толщиной 7,5 см (b=15см) имеем:
Принимаем прогон из двух досок сечением 75x175 мм. После обстружки прогона с трех сторон по 2 мм сечение будет иметь вид: h= 173мм, b= 146 мм.
Проверим сечение прогона по прочности:
Прочность обеспечена.
Проверка прогона по прогибу.
Условие жесткости в случае косого изгиба можно записать следующим образом:
Прогиб прогона определяется по формуле:
где f – прогиб настила, м;
qn – нормативная нагрузка, кгс/м;
Е = 109 кгс/м2 – модуль упругости дерева;
J – момент инерции сечения прогона, м4.
;
- условие жесткости не выполнено.
3) Пусть сечение прогона состоит из двух досок толщиной 75мм и имеет высоту 250мм. После острожки прогона с трех сторон по 2 мм сечение будет иметь вид: h= 248мм, b= 146 мм.
Проверим сечение прогона по прочности:
Прочность обеспечена.
Проверка прогона по прогибу.
Условие жесткости в случае косого изгиба можно записать следующим образом:
,
Прогиб прогона определяется по формуле:
где f – прогиб настила, м;
qn – нормативная нагрузка, кгс/м;
Е = 109 кгс/м2 – модуль упругости дерева;
J – момент инерции сечения прогона, м4.
;
- условие жесткости выполнено.
Элементы прогона в местах стыков соединяются гвоздями диаметром d=5 мм и l =150 мм.
Расчетную несущую способность одного среза гвоздя определяем по наименьшему значению.
где a принято с учетом влияния острия гвоздя:
Требуемое количество гвоздей, скрепляющих доски прогона с каждой стороны стыка определяется по формуле:
где xгв = 0,2∙l - 1,5∙d = 0,2∙600 – 1,5∙0,5=119,25 см
Принимаем 4 гвоздя в одном вертикальном ряду.
Расстояние между гвоздями:
Расстояние от торца доски в месте стыка до центра гвоздей в ряду:
Принимаем 8 см. Кроме этих расчетных гвоздей по длине прогона ставим конструктивно гвозди через 50 см.