Расчёт стропил здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчёт стропильных конструкций

Конструктивное решение покрытия принимаем следующее. Доски обрешётки размещены по стропильным ногам, которые нижними концами опираются на мауэрлаты, уложенные по внутреннему обрезу наружных стен, а верхними на прогон. Для уменьшения пролёта стропильных ног поставлены подкосы, нижние концы которых упираются в лежень, укладываемый на внутреннюю стену. Для погашения распора стропильной системы установлены ригели.

Рис. 1. Наклонные стропила с подкосами



Рис.2 Расчётная схема стропил.

1. Геометрические размеры

Угол наклона кровли к горизонту- б=25°.

sinб=sin25°=0,4226, cosб= cos25°=0,9063, tgб=tg25°=0,4663.

Ось мауэрлата совпадает с осью стены.

Расстояние от оси мауэрлата до оси внутренней стены: l=6,3м.

Уровень мауэрлата на 335мм выше уровня лежня.

Высота стропил в коньке h=l*tgб+0,335=6,3*0,4663+0,335=3,27м.

Подкос направлен под углом в=45° к горизонту.

sin в = cos в =sin45°= cos 45°=0,7071.

Точка пересечения осей подкоса и стропильной ноги располагается на расстоянии l2 от оси столба.

l”=h/ tgб=3,27/0,4663=7,02м.

l2=hп= (l”-l2)*tgб,

l2=l”/(1+ctgб)=7.02/(1+2,145)=2,232м.

l1=l- l2=6,63-2,23=4,07м.

Длина верхнего и нижнего участков стропильной ноги:

l'1= l1/ cosб =4,07/0,9063=4,49м.

l'2= l2/ cosб =2,23/0,9063=2,46м.

Длина подкоса:

.

Угол между подкосом и стропильной ногой:

г= б+в=25+45=70°. sinг= 0,9397, cosг= 0,342.

2. Сбор нагрузок на стропильную ногу

Расстояние между осями стропильных ног-1,1м.

табл.1.1.

Наименование нагрузки	Расчёт	Нормативные значения	гf	Расчётные значения
Равномерно распределённые нагрузки		qн, кг/м		qр, кг/м
Постоянные нагрузки
1. Профнастил НС 44-100-0,7- 8,3 кг/мІ	8,3*1,1/0,9063	10,07	1,05	10,58
2. Настил разрежённый из обрезной доски 32х150мм, шаг 250мм, г=600кг/мі	((600*0,032* *0,15/0,25)* *1,1)/0,9063	13,98	1,1	15,38
3. Стропильная нога сечением 150х200мм, г=600кг/мі	600*0,15*0,2/0,9063	19,86	1,1	21,85
Итого:		43,91		47,81
Временные нагрузки
1. Снеговая нагрузка, s0=171кг/мІ; м=1 при g/s<0,8, гf =1,6	171*1,1	188,1	1,6	300,96
2. Полезная нагрузка на кровлю 50кг/мІ	50*1,1	55,0	1,3	71,5
Итого:		243,1		372,46
Итого с ?1 = 0,95		230,95		353,84
Всего: (кг/м)		274,86		401,65
Всего: (кН/м)		2,70		3,94

3. Расчёт стропильной ноги

Рис. 3. Расчётный изгибающий момент в стропильной ноге.

Стропильную ногу рассматриваем как неразрезную балку на трёх опорах. Опасным сечением стропильной ноги является сечение в месте примыкания подкоса.

Изгибающий момент в этом сечении:

Стропильная нога принята из бруса 150х200мм.

Брус ослаблен с нижней стороны врубкой подкоса на глубину 35мм.

По таблице приложения 7 [4] найдём коэффициент kw, учитывающий ослабление сечения. При h1/h=0 и h2/h=35мм/200мм=0,175, kw=0,737.

Момент сопротивления сечения:

Прочность сечения:

где Ru=15МПа- расчётное сопротивление древесины изгибу,

mо- коэффициент условий работы учитывающий ослабление сечения.

Прочность сечения обеспечена.

Проверяем сечение в середине нижнего участка под действием пролётного момента М1. Значение М1 определяется как для простой балки на двух опорах пролётом l1, считая в запас прочности, что вследстаие возможной осадки среднего узла, опорный момент будет равен нулю.

Напряжение изгиба:

Прочность сечения обеспечена.

Проверка жёсткости наклонной стропильной ноги:

;

Нормативная нагрузка:

qn=2.70кН/м,

Момент инерции сечения:

I=b*hі/12=0,15*0,2і/12=10-4 м4.

Модуль упругости древесины:

Е= 10000МПа=107кН/мІ;

.

4. Расчёт подкоса и ригеля

5. Схема усилий в подкосе

Вертикальная составляющая реактивного усилия на средней опоре стропильной ноги:

Это усилие раскладывается на усилие N сжимающее подкос, и усилие NВ, направленное вдоль стропильной ноги.

Используя уравнение синусов, находим:

стропильный нога изгиб смятие

, откуда



Подкос выполнен из бруса 100х150мм.

Вследствие небольшого сжимающего усилия подкос не рассчитываем, т.к. он будет работать с большим запасом прочности.

Проверим напряжения смятия во врубке. Подкос упирается в стропильную ногу ортогональной лобовой врубкой. Угол смятия г=70°.

Расчётное сопротивление смятию сосны:

Rсм- расчётное сопротивление древесины смятию вдоль волокон,

Rсм=15МПа=15000кН/мІ;

Rсм90- расчётное сопротивление древесины смятию поперёк волокон,

Rсм90=3МПа=3000кН/мІ.

.

Площадь смятия: Fсм=F/cosг=0,1*0,15/0,342=0,044мІ.

Напряжение смятия:

.

Горизонтальная составляющая усилия NB, равная

Н= NB*cosб=12,54*0,9063=11,37кН,

Создаёт распор стропильной системы, который погашается затяжками.

Затяжка запроектирована из двух досок сечением 50х150мм, прикрепляемых к стропильным ногам гвоздями 5х150мм.

Несущая способность односрезного гвоздя:

Тгв=0,35*с*d=0,35*15*0,5=2,63кН;

Тгв=2,5dІ+0,01*аІ=2,5*0,5І+0,01*5І=0,875кН;

Тгв=4dІ=4*0,5І=1кН;

Тгв=0,8*а*d=0,8*5*0,5=2кН,

отсюда выбираем наименьшее значение

Тгв=0,875кН.

Полная несущая способность соединения:

16 Тгв=16*0,875=14кН>Н=11,37кН.

Из-за незначительности усилия Н, прочность затяжки на растяжение не проверяем.

Список литературы

СНиП II-25-80. Деревянные конструкции.

СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.

СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика.

Шишкин В.Е. Примеры расчёта конструкций из дерева и пластмасс. М.: Стройиздат, 1974.

Размещено на Allbest.ru