Расчёт стропильной ноги с дополнительной опорой в виде подкоса

Введение.

Древесина являеться одним з древнейших стропильных материалов, имеет ряд ценных свойсв простота заготовки и обработки, высокое теплотихническое свойства, высокая стойость к большенству видов химической агрессии, возможность склеиивания маломерных досок и фанеры. Древесиа изделия из нее имеют сравнительно высоие прочностые показатели при небольшом весе. Строительны нормы "Деревянные конструкции" предусматрвают применение самых разных пород древесины в качестве несущих конструкций иих частей (береза,акация,сосна, лиственица и лр.) в условиях нашей страны чаще всего для этих целей применяют сосну, ель, лиственицу. В области деревянных конструкций отдаётся предпочтение клеенным конструкциям, которые позволяют формировать сложные сечения и формы. Так, например, клееными деревянными арочными конструкциями возможно перекрывать пролёты до 100 и более метров. В большепролётных сооружениях, например зрелищных деревянные конструкции благодаря малому весу способны конструировать с металичсекими и ж,б конструкциями. Деревянные конструкции не имеют себе равных при сооружени складов для хранения агресивных материалов.

Содержание.

1.  Введение…………………………………………………………………стр.1

2.  Исходные данные…………………………………………………………стр.2

3.  Конструктивная схема…………………………………………………..стр.2

4.  Расчётная сема………………………………………………………………стр.3

5.  Расчёт угла наклона кровли к горизонту……………………….стр.4

6.  Сбор нагрузок…………………………………………………………………стр.5

7.  Статический расчёт…………………………………………………………стр.6

8.  Определение требуемого момента сопротивления…….стр.8

9.  Определение расчётного сечения…………………………………стр.8

10.Список литературы…………….………………………………………стр.10

Список литературы

1.  СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия".

2.  В. И. Сетков, Е. П. Сербии "Строительные конструкции".

3.   СНиП II-25-80 "Деревянные конструкции"

 

Расчёт стропильной ноги

Стропильная нога с дополнительной опорой в виде подкоса.

Требуется подобрать сечение стропильной ноги.

1.  Исходные данные

Район строительства – г. Калуга.

L= 6,0 м. – расстояние между опорами (пролёт стропил).

L= 1,0 м. – расстояние между осями стропильных ног (шаг).

Задаёмся шагом обрешётки: S = 400 мм

Снеговой район – 3;

Сечение стропильной ноги прямоугольное. Стропильную ногу рассчитываем как двухпролётную неразрезную балку.

2.  Конструктивная  схема стропильной крыши с подкосами.

 

1-стропильная нога 100x150;      6-подкос 100x100;

2-мауэрлат 100x100;                           7-кобылка 40x130;

3-прогон 60x150;                                 8-обрешётка 50x50;

4-стойка 120x100;                                9-лежень 120x120;

5-затяжка 50x150;                      10-стальной оцинкованный лист;

3.  Расчётная схема и расчётное сечение.

  Стропильные ноги – это главный элемент наклонных стропил. Верхним концом стропильные ноги опираются на коньковый брус (прогон) а нижним на мауэрлат, уложенный на наружную стену. При длине более 4 м стропильные ноги подпирают подкосами и стойками для уменьшения расчётного пролёта.  для уменьшения расчётного пролёта.

Расчётное сечение принимаем как двухпролётная  нарезная балка с учётом угла наклона.

4.  Расчёт угла наклона кровли к горизонту :

 

tg а = == 0,4666 тогда угол а = 25⁰ где,

H-высота чердачного помещения (от перекрытия до мауэрлата)

Если а=25⁰, то COS а = 0,9063 ( по таблице Брадиса)

С==

5.Сбор нагрузок.

Нагрузку на стропильную ногу находят на 1 погонный метр с учётом угла наклона к горизонту (в табличной форме):

 1. Постоянные нагрузки.

№	Нагрузки	Подсчёт	Норм. Нагрузка (кПа)	Коэф. Надёжности по нагрузке	Расчёт. Нагрузка (кПа)
1	Металочерепица «Монтерей»t=183.3 мм; p=220кг/м3 (СниП 2-23-81)		0,59	1,1	0,55
2	Обрешётка: t=60мм, плотность древесины-p=550 кг/м3 S=400мм- шаг обрешётки	=	0,689	1,1	0,758
3	Стропильная нога, например сечением 100×150; p=550кг/м3 L=100см-шаг	=	0,0006	1,1	0,0007
	итого		gn=1,19		G=1,30

     2.Временные нагрузки.

1	Снеговая нагрузка для 3 снегового района (г.Калуга)	S=sg×µ=1,8×1,25 Sn=Sg×µ×0,7 = 1,8×1×0,7=1,26	Sn=1,26	-	S=1,8
	Итого:		gn=1,26		g=1,8
			gn=2,45		g=3,1(кПа)

Что бы найти расчётную нагрузку требуется сначала найти нормативную нагрузку и умножить её на коэффициент надёжности по нагрузке. Значение данного коэффициента принимают по табл. 1 СниП «Нагрузки и воздействия».

Полная нагрузка, приходящаяся на погонный метр горизонтальной проекции стропильной ноги с учётом коэффициента надёжности по ответственности     =0,95 равна:

q_n=g_n^{строп.ноги}×1×=2,45×1,0×0,95=2,32 кН/м

q= g^{строп.ноги}×1×=3,1×1,0×0,95=2,94 кН/м

6. Статический расчёт

Если стропильная нога имеет дополнительную пору в виде подкоса, то стропильную ногу в этом случае рассчитывают как неразрезную балку на трёх опорах. Опасным сечением стропильной ноги является сечение в месте примыкания подкоса. Изгибающий момент в этом сечении находиться по формуле:

M=== 1,65кН/м

7. Определение требуемого момента сопротивления сечния стропильной ноги  (W_треб.):

W_треб.=== 0,12 м³ = 120 см³

где Rи – расчётное сопротивление древесины изгибу, при определении данного значения по СНиП11-25-80 таб.3, учитывается большое количество коэффициентов  (m₁…..m₅)  в зависимости от влажности, температуры, и т.д.

Принимаем, например: R_и = 13 МПа = 13000 кН/м2 (сосна второго сорта)

8. Определение расчётного сечения стропильной ноги

Задаються толщиной сечения b, находят ширину сечения h_треб.

Например, толщина бруса b=10см, тогда необходимая высота сечения:

H_треб.=

по Сортаменту пиломатериалов (Приложение 2) принимаются фактические размеры сечения стропильной ноги, по ГОСТ 244454-80 с площадью не менее 160 см², это например:

брус сечением 100×175мм, с площадью поперечного сеения F= 175 см²

 определяем длину стропильной ноги по скату l1:

Если угол а = 25⁰, то Cos a=0,9063

l1=

9. Проверка несущей способности выбранного сечения

1.  Проверяется прочность по напряжению:

Снача опеделятся напряжение в ечении элемента

(σ):

σ =

Момент сопротивления сечения Wx = = cм³

σ =3,3 кН/см²=3300 кН/м²

3300 кН/м²  13000 кН/м² условие выполняется Проверяется жёсткость стропильных ног с учётом угла наклона оси:

Определяют прогиб и сравниваем его с предельным прогибом:

                          f_и

f=м

где q_n- нормативная нагрузка, смотри пункт 5 расчёта.

Модуль упругости древесины Е=10 000 МПа пункт 3.5.(3)

Момент инерции J_x= 8,333 см⁴

Если пролёт 6 метров, то предельный прогиб f_и допускается не более  пролёта (таб.16 СНиП 2-25-80),

Fи_{= 3см}

0,009 см3,0 см-условие выполняется

Прогиб балки в рпеделах нормы, жесткость стропильной ноги достаточна.

Вывод: Все условия выполнены, следовательно, несущая способность стропильной ноги обеспечена, расчёт окончен, принимаем брус сечением 100×100 мм из сосны, древесина 2 сорта.