Шаг ферм покрытия принят равным 1 м

Покрытие - битумная черепица

Расстояние между брусками обрешётки = 0,5 м

Нагрузка при шаге стропил 1 м:

1) Нормативная:

Н/м;

2) Расчетная:

Н/м;

5.4 Расчет стропильной ноги

Расчет по 1-ой ГПС

Рисунок 5.2 - Расчетная схема стропил

А - эпюра изгибающих моментов, Б - схема для определения усилий , , .

Стропило рассматриваем, как неразрезную балку на трех опорах.

Опасным сечением стропильной ноги является сечение в месте примыкания подкоса. Изгибающий момент определяется по формуле:

кНм;

Т.к. , то определим значение момента в середине этого пролета. определяем, как для простой балки на двух опорах, считая в запас прочности, что вследствие возможной осадки среднего узла опорный момент будет равен нулю.

кНм;

Т.к. , то за расчетный момент принимаем значение М₁ = 4,70 кНм.

Требуемые момент сопротивления и высота сечения:

см³,

см,

Рассчитаем стропила из досок. Предварительно принимаем ширину стропил из 2 досок (сечение доски мм).

см³,

Напряжение:

Вывод: сечение из 2-х досок, имеющие размеры 120х175 древесины хвойных пород 2-го сорта полностью удовлетворяет условию прочности.

Расчет по 2-ой ГПС

Прогиб стропильной ноги:

мм

Вертикальный предельный прогиб, принимаемый согласно табл. Е.1 СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»:

см, см

Вывод: сечение из 2-х досок, имеющее размеры 120Х175 древесины 2-го сорта полностью удовлетворяет условию жёсткости.

Расчет подкоса и затяжки

Вертикальная составляющая реактивного усилия на средней опоре стропил:

кН,

Данное усилие раскладывается на усилие , сжимающее подкос, и усилие , направленное вдоль стропил. Определим и , используя уравнение синусов:

,

кН,

кН,

Принимаем подкос шириной b = 6 см, равной ширине стропило.

Подкос рассчитывается, как центрально-сжатый элемент.

,

Принимаем гибкость подкоса: ,

Коэффициент продольного изгиба:

,

Требуемая площадь сечения подкоса:

см²,

Требуемая высота подкоса:

см,

Принимаю см.

Принимаю сечение подкоса см, см²,

- условие выполняется,

,

,

Горизонтальная составляющая усилия , равная кН, создает распор стропильной системе.

Затяжку проектируем из доски см, крепление к стропилам гвоздями мм.

Определение несущей способности гвоздя:

мм2

мм,

Несущая способность гвоздя по 1 срезу:

кН,

Несущая способность гвоздя по 2 срезу:

кН,

кН,

Количество гвоздей:

шт.,

Принимаю 8 гвоздей (по 4 гвоздя с каждой стороны).

Рисунок 5.3 - Крепление затяжки

6. Расчет подстропильной системы

6.1 Исходные данные

Подстропильная конструкция состоит из разрезного прогона, усиленного в местах опирания на стойки балками, которые выполнены из брусьев того же сечения, что и прогоны. Для придания жёсткости всей системе в продольном направлении через каждые 3-4 пролёта ставятся раскосные связи, скрепляемые со стойками и прогонами болтами.

Расстояние между стойками 3 м, между стропилами 1 м.

6.2 Расчет сечения

Нормативное давление от стропил на прогон:

кН,

Расчетное давление от стропил на прогон:

кН,

Собственный вес прогона с подбалками ориентировочно принимаем равным 2,5% давления стропил. Тогда полная сосредоточенная нагрузка составляет:

кН,

кН,

Один из грузов передается непосредственно на стойки и не вызывает изгиба в прогоне и подбалке. Давление на конец подбалки от остальных грузов:

кН,

Расчетный вылет консоли принимаем равным:

мм,

Полную длину назначаем мм,

Расчетный изгибающий момент:

кНм,

Расчетный момент сопротивления:

см³

Принимаем брус сечением см с см³ и см⁴.

Рисунок 6.1 - Подстропильная конструкция

А - продольный разрез, Б - расчетная схема.

6.3 Расчет по первой группе предельных состояний

кН/см²

- условие прочности выполняется

6.4 Расчет по второй группе предельных состояний

Относительный прогиб прогона:

,

см,

Вертикальный предельный прогиб, принимаемый согласно табл. Е.1 приложения Е.2 СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»:

см,

см - условие выполняется, максимальный прогиб не превышает предельно допустимого.

Стойки принимаем сечением 15х5 см. Полное усилие, приходящееся на стойку:

кН,

Напряжение смятие в подбалке в месте опирания на стойку:

,

кН/см²

- условие выполняется.

7. Варианты конструкции стены здания

Рисунок 7.1 - Конструкция стены

8. Расчет стойки

8.1 Исходные данные

Материал: древесина хвойных пород 2 сорта (сосна), расчетное сопротивление сжатию R_c = 13 МПа по табл. 3 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции».

Высота стойки мм, закрепление концов - шарнирное. Шаг стоек - 0,65 м.

8.2 Сбор нагрузок

Таблица 8.1

Нагрузка от стропил

Таблица 8.2

Нагрузка от чердачного перекрытия

Собственный вес балки (принимаю 100х175).

1) Нормативный:

2) Расчётный:

Таблица 8.3

Нагрузка от перекрытия первого этажа

Таблица 8.4

Нагрузка от веса элементов каркасной стены

Таблица 8.5

Собственный вес стойки

Общая нагрузка на стойку:

деревянный несущий ограждающий конструкция

8.3 Расчет стойки

Определение размеров

Рисунок 8.1 - Расчетная схема стойки

Расчетная длина:

м,

где - коэффициент» для шарнирно-закрепленных концов стойки;

Задаемся гибкостью (предельная гибкость для колонн согласно табл. 17 п. 6.24 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» );

Коэффициент продольного изгиба, при :

,

Требуемая площадь поперечного сечения:

см²,

Минимальный требуемый радиус инерции сечения стойки:

см,

Требуемая высота сечения стойки:

см,

Принимаем высоту сечения стойки см,

Требуемая ширина сечения стойки:

см,

Принимаем ширину стойкисм,

Фактическая площадь поперечного сечения:

см²,

Рисунок 8.2 - Поперечное сечение цельнодеревянной стойки

Гибкость стойки принятого сечения:

,

Условие не выполняется, поэтому устанавливаю в продольной плоскости стены подкосы и ригели. Тогда см.

Коэффициент продольного изгиба:

,

Напряжения от силы N, возникающие в стойке каркаса:

Вывод: сечение стойки 50х150 древесины хвойных пород второго сорта полностью удовлетворяет условию прочности.

8.4 Расчет составной стойки

Составная стойка рассчитывается, как центрально-сжатый стержень. Сечение стойки состоит из 2 досок сечением мм, скрепленные гвоздями диаметром 4,0 мм с шагом 280 мм.

Исходные данные

Материал: древесина хвойных пород 2 сорта (сосна), расчетное сопротивление сжатию МПа по табл. 3 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции».

Высота стойки мм, закрепление концов - шарнирное. Шаг стоек - 0,65 м.

Расчетная нагрузка на стойку: кН.

Расчетная длина в плоскости : мм.

Расчетная длина из плоскости : мм.

Рисунок 8.3 - Поперечное сечение составной стойки

Расчет по 1-ой ГПС

Коэффициент приведенной гибкости:

,

где - коэффициент податливости соединения;

см - диаметр гвоздя;

- количество плоскостей сплачивания;

- количество срезов связей на 1 п.м. с учетом шага гвоздей 250 мм;

Гибкость стержня относительно оси, параллельной плоскости сплачивания:

,

Где:

- гибкость в плоскости для составного сечения;

- гибкость между точками закрепления отдельных ветвей;

Коэффициент продольного изгиба:

,

Проверка устойчивости составного стержня в плоскости :

Гибкость составного стержня в плоскости :

,

Коэффициент продольного изгиба:

,

Проверка устойчивости составного стержня в плоскости :

кН/см²

Вывод: сечение стойки 100х150 древесины хвойных пород второго сорта, установленных с шагом 650 мм, полностью удовлетворяет условию прочности.

9. Расчет доски пола

9.1 Исходные данные

Шаг балок 600 мм. Настил (доски) чистого пола изготовлены из древесины хвойных пород второго сорта. Расчетное сопротивление изгибу МПа, по табл. 3 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», модуль упругости МПа по п. 5.3. СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции».

9.2 Сбор нагрузок

Таблица 5

Сбор нагрузок на доску пола в кН/м²

Нагрузка на 1 п.м.

1) Нормативная:

2) Расчётная:

9.3 Расчет доски пола

Первое сочетание нагрузок

Рисунок 9.1 - Схема нагрузок. Эпюра изгибающих моментов

Максимальный изгибающий момент находится над промежуточной опорой:

Второе сочетание нагрузок

Сосредоточенный груз при ширине досок сплошного настила мм распределяется на 2 доски.

Рисунок 19 - Схема распределения сосредоточенного груза на 2 доски

Расчетная нагрузка:

1. От собственного веса: кН/м,

2. От сосредоточенного груза : кН,

На ширину 1 м расчетной полосы:

кН,

Максимальный изгибающий момент:

кНм,

, поэтому за расчетный момент принимаем кНм;

Рисунок 9.2 - Схема нагрузок. Эпюра изгибающих моментов

Расчет по 1-ой ГПС

Геометрические характеристики:

Момент сопротивления расчетной полосы:

мм³,

Момент инерции расчетной полосы:

мм⁴,

Проверка прочности настила:

- расчётное сопротивление древесины изгибу согласно табл. 3 СП 64.13330.2011.;

m = 1,2 - коэффициент, зависящий от кратковременности действия нагрузки.

Вывод: сечение доски из древесины хвойных пород второго сорта, сечением 125х32 полностью удовлетворяет условию прочности.

Расчет по 2-ой ГПС

Предельный прогиб:

см,

Вывод: сечение доски из древесины хвойных пород 2-го сорта, сечением 125х32 полностью удовлетворяет условию жёсткости.

Расчет на зыбкость

Предельные прогибы элементов пе-рекрытий помещений жилых и обществен-ных зданий, исходя из физиологических требований, следует определять по формуле:

где g -- ускорение свободного падения;

р = 0,25кПа -- нормативное значение нагрузки от лю-дей, возбуждающих колебания, прини-маемое по табл. Е2 СП 20.13330.2011;

р₁ = 0,525кПа -- пониженное нормативное значение на-грузки на перекрытия, принимаемое по таблице Е2 и пункту 8.2.3 СП 20.13330.2011;

q = 0,16 кПа -- нормативное значение нагрузки от веса рассчитываемого элемента и опираю-щихся на него конструкций;

n = 1,5 Гц -- частота приложения нагрузки при ходь-бе человека, принимаемая по табл. Е2 СП 20.13330.2011;

b -- коэффициент, принимаемый по табл. Е2 СП 20.13330.2011. В данном случае

.

Q - вес одного человека, принимаемый равным 0,8 кН;

б - коэффициент, принимаемый равным 1,0 для элементов, рассчитываемых по балочной схеме;

а - шаг балок, ригелей, ширина плит (настилов), м;

l - расчетный пролет элемента конструкции, м.

Нм;

Н;

Прогиб от сосредоточенной нагрузки Q=0,8 кН (80 кгс):

Проверка:

Условие выполняется, фактический прогиб не превышает предельно допустимого значения.

10. Заготовка и хранение древесины

На лесопильные предприятия пиловочное сырье - хлысты (стволы срубленного дерева, у которого отделены корни и сучья) поступает сплавным путем, железнодорожным или автомобильным транспортом. При поперечной разделке хлыстов получают круглые сортаменты, имеющие различное назначение (бревна, кряжи).

Пиломатериалы получают при продольной распиловке бревен и кряжей. Пиломатериалы хранят в штабелях под навесами или на складах в закрытых помещениях. Основание должно быть предварительно выровнено и уплотнено. Высота штабеля не менее 2 м. Пиломатериалы укладываются в непосредственной близости от места установки и зоны действия монтажного механизма.

Качество пиломатериалов должно соответствовать ГОСТ 8486-86, ГОСТ 2695-83 и дополнительно СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции». Размеры поперечного сечения деревянных элементов измеряются штангенциркулем не менее чем в трех местах, расположенных в середине и вблизи концов элемента. Влажность деревянных элементов можно определить с помощью электровлагомеров.

11. Указания по защите

11.1 Защита деревянных конструкций от гниения

Химические меры защиты

В зависимости от степени поражения древесины принимается решение: либо о проведении полной замены конструкций, либо о локализации поврежденных мест для предупреждения дальнейшего распространения «инфекции». Локализация подразумевает: вскрытие конструкций, если они были облицованы какими-либо отделочными материалами; удаление разрушенной части древесины с помощью щетки, скребка или ножом (при этом вся гнилая древесина тщательно собирается и сжигается), антисептирование.

Конструктивные меры защиты

Для зданий с деревянными элементами обязательны следующие конструктивные меры:

11.2 Защита деревянных конструкций от возгорания

Химические меры защиты

Древесина относится к легковозгораемым материалам.

Конструктивные меры защиты

Применение деревянных массивных элементов, несгораемых утеплителей, отсутствие выступающих мелких элементов уменьшают возможность возгорания.

12. Указания по эксплуатации

Для обеспечения долговечности зданий при проектировании должны быть предусмотрены все меры по сохранности деревянных конструкций - от поступления их на стройку до укладки.

Техническая эксплуатация построенных зданий предусматривает обеспечение содержания в исправном состоянии конструкций и здания в целом в течение всего срока службы путем систематических наблюдений за состоянием конструкций, своевременного выявления дефектов.

13. Указания по транспортированию, хранению и монтажу деревянных конструкций

Деревянные конструкции и изделия при хранении и транспортировке должны быть защищены от влажностных воздействий, поэтому период их хранения на объекте должен быть сведён к минимуму. Особенно это касается клееных несущих конструкций, срок от доставки с завода до окончания кровельных работ которых не должен превышать трех месяцев.

При хранении и транспортировке конструкции необходимо устанавливать в проектное положение. Детали деревянного домостроения должны храниться в штабелях, накрытых большеформатными пленочными материалами. Срок их хранения на объекте не должен превышать 10-15 дней. Изделия в штабеле должны опираться на деревянные сквозные подкладки и прокладки.

При хранении конструкций в горизонтальном положении нижний ряд укладывают на подкладки либо на бревна, опиленные с двух сторон. Основание должно быть предварительно выровнено и уплотнено, иметь уклон для отвода дождевых и талых вод.

Порядок укладки различных конструкций:

1. Клеефанерные конструкции и другие конструкции массивных сечений укладываются в один ряд в проектном положении на деревянные прокладки, укладываемые на грунт;

2. Балки, прогоны, стропильные ноги, мауэрлаты и другие изделия из бруса или доски длиной до 6 м укладываются горизонтально в штабеля по 10-15 рядов с прокладками между ними. Прокладки должны находиться одна над другой по одной вертикальной линии. В каждом ряду должно быть не менее трех прокладок.

До начала монтажа на площадку должны быть доставлены деревянные конструкции в количестве, определенном проектом производства работ или технологическими картами. Конструкции укладывают в местах, предусмотренных строительным генеральным планом в непосредственной близости к месту установки и в зоне действия стрелы монтажного механизма.

Монтаж проводят в следующей последовательности: по фундаментам на гидроизоляционный слой (Изопласт) укладывают брусья нижней обвязки каркаса стен, а на обвязку балки пола. Для работы монтажников по балкам укладывают временной настил из инвентарных щитов. Монтаж каркаса стен начинают с установки угловых стоек, затем устанавливают остальные стойки каркаса, согласно проекту, и закрепляют их временными подкосами. По верху каркаса стен укладывают верхнюю обвязку, на которую кладут балки перекрытия с временными инвентарными щитами настила, с которых ведут монтаж каркаса стен второго этажа и укладывают обвязку и балки чердачного перекрытия. Попутно с монтажом стен устанавливают в их проемы оконные и дверные блоки. Закончив устройство чердачного перекрытия и укладку мауэрлата, приступают к монтажу элементов стропильной и подстрапильной системы. После монтажа кровли производят устройство полов межэтажного и чердачного перекрытий. Внутреннюю обшивку стен выполняют после укладки минерального утеплителя. Щиты перегородок устанавливают на черные полы с закреплением их гвоздями. Затем в помещениях настилают чистые полы в соответствии с проектом.

В основные работы также входят установка карнизов, обрамление наличниками оконных и дверных проемов, устройство пилястр, козырьков над крыльцами и др.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СП 64.13330.2011. Деревянные конструкции - М.: Министерство регионального развития Российской Федерации, 2011. - 85 с.

2. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия - М.: Министерство регионального развития Российской Федерации, 2011. - 71 с.

3. Деревянные конструкции в скатных крышах и перекрытиях зданий: методическое пособие / ПетрГУ; Составитель: Л.А. Мейгал. - Петрозаводск, 2009. - 72 с.

4. СП 31-105-2002 Проектирование и строительство энергоэффективных одноквартирных жилых домов с деревянным каркасом.

5. Производство деревянных работ и монтаж деревянных конструкций [Электронный ресурс]

6. Хранение и транспортировка конструкций [Электронный ресурс]

Размещено на Allbest.ru