Проектирование крыш с наслонными стропилами. Расчет настилов и обрешеток построечного изготовления, страница 5

Снеговая нагрузка согласно СНиП 2.01.07-85^* ( Нагрузки и воздействия) задается вертикальной и распределенной по пролету. Для перехода от веса снега на уровне земли к снеговой нагрузке на уровне кровли учитывается коэффициент снегоотложения μ = 1 при угле наклона кровли меньше α <= 25˚  и μ = (60 – α)/35 при α > 25˚. Эта формула учитывает μ = 0 при α = 60˚ (считается, что снег при таком уклоне сползает с крыши).

Для  учета наибольшей снеговой нагрузки учитывают коэффициент надежности γ_f = 1,42 (для Российской Федерации) или 1,6 (для Республики Беларусь) к нормативной снеговой нагрузке в зависимости от снегового района Республики Беларусь и Российской Федерации. Величины нормативных и расчетных снеговых нагрузок приведены в приложении 2.

При расчете кровельного настила и стропил на прочность  расчетная поверхностная снеговая нагрузка вычисляется по формуле

S_sd = S₀ γ_f μ = S_g μ, где S₀ и S_g – соответственно нормативная и расчетная снеговая нагрузки в кПа. Для расчета двойного настила вырезают полосу шириной, равную 1 м, и погонная нагрузка измеряется в кН/м и обозначается S^*_sd. Расчет обрешетки и стропил ведется на погонные снеговые нагрузки: соответственно обрешетка

S^*_об = S_sd a₀ , где – шаг обрешетки;

стропила S^*_с = S_sd a_c  - где а_с – шаг стропил.

Сосредоточенная расчетная нагрузка от веса человека с инструментом Р = 1,2 кН  действует на обрешетку примерно посередине пролета, а на двойной настил сосредоточенный груз следует распределять на ширину 500 мм, то есть надо прикладывать 2Р на 1 м ширины настила.

При расчете двойного настила нагрузки приводят к нормальной составляющей: постоянная – g^*_x = g_sd Cos α; снеговая – S^*_x = S_sd Cos²α;  монтажная – Р_x = P Cos α, где α – угол наклона ската кровли к горизонту. Угол наклона вычисляется по формуле α = arctg i, где  i – уклон кровли в процентах или как отношение высоты Н к заложению З

i = H : З.

В соответствии с расчетной схемой равнопролетной неразрезной балки (см. рисунок 3.2) наибольший  момент возникает при 1-м загружении на опоре

М^’_х = (g^*_х +S^*_x) a²_c/ 8, при 2-м загружении в пролете

M^’’_x = g^* a_c²/14 + 0,21*2P_x a_c, где a_c – пролет настила, равный шагу стропил.

Вычислив момент  сопротивления досок разреженного настила на 1 м ширины по формуле W = bh²/6*(1/a_p), где а_р – шаг досок разреженного рабочего настила, проверим прочность досок по формуле

σ = М_х/W <= f_mdk_x k_mod, где f_md – расчетное сопротивление древесины изгибу, принимаемое для древесины 3-го сорта из сосны, ели, лиственницы равным 13 МПа; k_x – коэффициент, учитывающий породу древесины, отличную от указанных (таблица 6.6 [1]); k_mod – коэффициент условий работы, который принимается, как правило, для длительной нагрузки (см. таблицу 6.4 [1]).

Вычислив момент инерции досок разреженного настила

I = bh³/12*(1/a_p) , проверяем их жесткость по формуле

w/l = 2,13 (g^*_xk + S^*_xk) a_c³/(384 EI), где g^*_xk , S*_xk – нормативные погонные нагрузки соответственно постоянная и снеговая.     Относительный прогиб настила не должен превышать 1/150.

Обрешетку проектируют из условия её работы на косой изгиб, так как помимо нормальной составляющей нагрузки, в обрешетке возникает скатная составляющая, вызывающая изгиб обрешетин в двух плоскостях.  В этом случае рассматривают отдельно взятую обрешетину (доску или брусок), потому нагрузки определяют с полосы шириной, равной шагу обрешетки а₀:

нормальная составляющая полной  нагрузки

- q_x^* = (g_sd Cosα + S_sd Cos² α) a₀;   скатная составляющая полной нагрузки

- q^*_y = (g_sd Sin α + S_sd Cosα Sinα) a_o;

Монтажная нагрузка также раскладывается на две составляющие

Р_х = Р Cos α  и   P_y = P Sin α.

При косом изгибе используют общепринятые соотношения: момент в вертикальной плоскости M = q^* a_c²/8; соотношение моментов M_x = M Cosα; M_y = M Sinα;

соотношение размеров обрешетки n = h/b; b = h/n; W_x = n W_y; n = h/b = √ ctgα…ctgα = √ (1/i) … (1/i); при обрешетке из досок принимают n = h/b = 0,2…0,3; при обрешетке из брусков n = h/b = 2…4.