Расчет стропильной ноги и подкоса здания начальной школы на 80 учащихся с квартирой для учителя

РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

ККП-07-270103.01-07-СК

Ф. И. О.

Подп.

Дата

Начальная школа на 80 учащихся с квартирой для учителя

Стадия

Лист

Листов

Разраб.

Калабина

     У

  1

Голованова Н.М.

ЯГК гр. СТ 1-41

СОДЕРЖАНИЕ:

1.  Исходные данные для проектирования.

2.  Сбор нагрузки на 1 м².

3.  Расчет стропильной ноги.

4.  Список используемой литературы.

5.  Расчет подкоса.

ККП – 07 – 270103.01 – 2007 - СК

лист

2

ИСХОДНЫЕ ДЛИНЫЕ:

В соответствии с заданием необходимо рассчитать стропильную ногу и подкос.

Здание – начальная школа на 80 учащихся с квартирой для учителя.

Кровля – гибкая черепица «Тигола» m = 0,085 кН/м²

Расстояние между осями 6 м.

Сечение бруса 10×20 см

пос. Некрасовское, Ярославской области

Древесина – ель II сорта

Шаг стропил 1 м

Угол наклона кровли α = 20^о

ККП – 07 – 270103.01 – 2007 - СК

лист

3

Конструктивная схема.

гибкая черепица "Тигола" m=0,085 кН/м²

водостойкая фанера ρ = 6кН/м³, δ = 19 мм

стрпильная нога ρ = 6 кН/м3, b×h=10×20 см

Геометрическая схема.

ККП – 07 – 270103.01 – 2007 - СК

лист

4

Определение геометрических характеристик элементов стропил.

L = 600 см

α = 20^о

sin α = 0.342

cos α = 0.940

tg α = 0.364

ctg α = 2.747

β = 45^о

sin β = 0,707

cos β = 0,707

γ = 65^о

sin γ = 0.906

cos γ = 0.423

Лежень и мауэрлат укладываются в одном уровне. Ось мауэрлата смещена относительно оси стены на 16 см.

l = L – 16 = 600 – 16 = 584 см

h = L * tg α = 600 * 0,364 = 218 см

h – высота стропила в коньке

l₂ = (L* tg α)/(1 + tg α) = L/(ctg α + 1) = 600/(1 + 2.747) = 160 см

l₁ = l - l₂ = 584 – 160 = 424 см

l΄₁ = l₁ / cos α = 424/0.940 = 451 см

l΄₂ = l₂ / cos α = 160/0.940 = 170 см

Длина подкоса: l_n = √ l²₂ + h²_n = √ 1.60² + 1.60² = 226 см

γ = α + β = 20^о + 45^о = 65^о

sin γ = 0.906

cos γ = 0.423

γ – угол между подкосом и стропильной ногой.

ККП – 07 – 270103.01 – 2007 - СК

лист

5

Сбор нагрузки на 1 м²

q = 2,78 * 1 = 2,78 кН/м

ККП – 07 – 270103.01 – 2007 - СК

лист

6

Определение нагрузок.

Определение изгибающего момента.

Стропильная нога рассчитывается  как неразрезная двухпролётная балка, загруженная равномерно распределённой нагрузкой. Изгибающий момент определяется как для неравных пролётов.

М_в = М_оп. = [q*( l₁³ + l₂³)]/[8*( l₁ + l₂)] =

 [0,125*2,78*(4,24³ + 1,6³)]/(4,24 + 1,6) = 4,81 кН*м

Стропильную ногу проектируем из древесины -  ель II сорта.

R_и * m_а * m_н * m_в = 1,3 * 0,9 * 1 * 0,9 = 1,053 кН/см²

R_и = 13 МПа = 1,3 кН/см² (табл. 3 [1])

Стропильная нога подвергается глубокой пропитке антипиренами:

m_а = 0,9 (п. 3.2 [1])

m_н = 1 (п.3.1, табл. 3 [1])

m_в = 0,9 – условия эксплуатации В1 (табл. 5 [1])

ККП – 07 – 270103.01 – 2007 - СК

лист

7

Проверка прочности принятого сечения

–  прочность

σ = (М_max * γ _n)/W_x ≤ R_и

W_x^факт. = (b* h²)/6 = (10*20²)/6 = 667 см²

σ = (4,81*100*0,95)/667 = 0,69 < 1,053 кН/см²

Следовательно, прочность по нормальным напряжениям обеспеченна.

–  жесткость (прогиб)

f = (5* qⁿ* l₁⁴)/(384*Е*Y*cos α)

f = (5*0.0199*424⁴)/(384*1000*6667*0.94) = 1,34 см

Y = (b*h³)/12 = (10*20³)/12 = 6667 см⁴

Е = 10000 МПа = 1000 кН/см²

f ≤ [f]

[f] = l/200 = 424/200 = 1,93 см > 2,12 см

Следовательно, жесткость обеспечена.

Вывод: Сечение подобрано верно 10× 20 см

ККП – 07 – 270103.01 – 2007 - СК

лист

8

Расчет подкоса

Сжимающие усилие в подкосе N.

Вертикальная составляющая реактивного усилия на средней опоре P.

P = q*l/2 + М_в/ l₁ + М_в/ l₂ = q*l/2 + (М_в* l)/ (l₁* l₂) = 2,78*5,84/2 + 4,81*5,84/4,24*1,6 = 12,26 кН.

Использую уравнение синусов находим:

N = cos α/ sin γ*Р = (0,94*14,1)/0,906 = 14,63 кН

Расчетная длина подкоса l_n = 2,68 см

Определяем площадь:

А = N/(R_c * φ) = 14,63/(1,3*0,7) = 14,9 см²

А = 10×10 см²

λ = l_n/i_min = 226/2,89 = 78,2 < [λ] = 150

i_min = √ Y_x/A = √ 833/100 = 2,89 см

Y_x = (b*h³)/12 = (10*10³)/12 = 833 см³

φ = 3000/ λ² = 3000/78,2² = 3000/6115,24 = 0,49

σ = N/( φ*А) = 14,63/(0,49*100) = 0,3 < R_с  * m_п * m_а

1,3 * 1 * 0,9 = 1,17 кН/см²

0,3 < 1,17 кН/см²

ККП – 07 – 270103.01 – 2007 - СК

лист

9

Список используемой литературы:

ККП – 07 – 270103.01 – 2007 - СК

лист

10

ККП – 07 – 270103.01 – 2007 - СК

лист

4