Расчет производят по прочности и прогибам при изгибе при действии нормативных и расчетных распределенных и сосредоточенных нагрузок.
Дощатый настил рассчитывают как неразрезную двухпролетную балку, опорами которой служат стропильные ноги с пролетом равным шагу стропил и загруженную на 2 сочетания нагрузок.Расчетную ширину условно принимают равной 1 м.
Расчет производят на два основных сочетания нагрузок.
Первое сочетание – равномерно распределенная нагрузка от собственного веса g и временная от веса снега s. Расчет на прочность и прогиб. По двум группам предельных состояний.
1. Расчет на прочность.
Максимальный изгибающий момент М1 возникает в сечении над средней опорой и определяется
,
Где l- расстояние между опорами (шаг стропил).
Прочность обрешетки должна удовлетворять условию
,
W – момент сопротивления брусков.
2. Расчет на жесткость.
Прогиб проверяют на нормативные значения постоянных и временных нагрузок gn, sn по формуле:
,
l –относительный прогиб (см),
Е – модуль упругости древесины, Е = 103 кН/см2= 104 МПа,
Ix, Iy – моменты инерции брусков,
fпред – предельный прогиб п.10.7, табл.19 СНиП 2.01.07-85*.
Второе сочетание нагрузок – равномерно распределенная постоянная нагрузка от собственного веса q и временная сосредоточенная монтажная нагрузка Р=1кН с учетом коэффициента надежности по нагрузке 1,2; р=1,2 кН (в одном пролете) (вес крыши + вес монтажника). Расчет только на прочность.
Максимальный изгибающий момент находится в сечении на расстоянии 0,43 l от крайней опоры.
- расчетная нагрузка от веса крыши (вес покрытия + собственный вес опор)
Разложение нагрузки при косом изгибе
При уклоне кровли более производится расчет брусков на косой изгиб, если менее 15 – на вертикальные нагрузки.
При сплошном или разреженном настиле с расстоянием между осями брусков не более 150 мм принимают, что сосредоточенная нагрузка передается двум брускам, а при расстоянии более 150 мм – одному бруску.
Проверка прочности обрешетки производится по формуле:
Если условие не выполняется, необходимо увеличить размер сечения и изменить сорт древесины. Определить геометрические характеристики бруса и проверить прочность.
Вопросы для контроля:
1. Что такое дощатые настилы?
2. Основное назначение дощатых настилов и основные преимущества?
3. Какую конструкцию имеет двойной перекрестный настил, назначение его элементов?
4. Принцип расчета деревянной обрешетки?
Используемая литература:
1. Гринь И. М, Джон - Темпиров К.Е., Гринь В. И. «Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов» - Киев «Высшая школа», 1990г.
2. СНиП 2-25-80 «Деревянные конструкции».
3. «Индустриальные деревянные конструкции» под редакцией кандидата технических наук, профессора В. Г. Слицкоухого - М. Стройиздат, 1991 г.
Лекция № 3 ТЕМА: Пример расчета. Практическое занятие по расчету обрешетки.
(2 часа)
Пример расчета.
Подобрать сечение брусков обрешетки (сплошной настил) для кровли из шифера.
Район строительства по снеговой нагрузке - III.
Шаг обрешеткиа = 0,5 м,
Расчетный пролет l = 1,5 м,
угол наклона кровли 300 , sina =0.5, cosa = 0.866
вес а/ц кровли – 0,12 кН/м2,
Коэффициент надежности по ответственности ,
Решение:
Задаемся сечением брусков обрешетки bxh = 60 х 60 см.
Материал – сосна , 2 сорт,
1. Сбор нагрузок на 1 м2 крыши.
| № п/п | Вид нагрузки | Подсчет | Нормативная нагрузка, Н/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке γf | Расчетная нагрузка, Н/м2 |
| 1. | Постоянная нагрузка: Вес а/ц кровли , Вес дощатого настила bxh = 6x6 см. кг/м3 а = 50 см Итого | - 12 кг/м2 0,06х0,06/0,5 х500х10 | gn= 156 | 1,1 1,1 | g = 172 |
| 2. | Временная нагрузка: Снеговая ( IIIклим. район) кг/м2 S = | ||||
| S=1548 |
По СНиП 2.01.07-85* определяем коэффициент µ (коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие).
При 250
600
300 – интерполяцией.
Pn = 100 кг – вес монтажника с инструментом
P = Pnx = 100 x 1.2 = 120 кг – расчетное значение.
2. Статический расчет.
Обрешетку рассчитываем, как двухпролетную неразрезную балку, опорами, которой являются стропила с расчетным пролетомl = 1,5 м, равным шагу стропил.
Расчет производим на два сочетания нагрузок.
Первое сочетание.
Нормативная нагрузка на 1 п.м. (полосу 1 м):
,
Расчетная нагрузка на 1 м.п. обрешетки:
.
Максимальный изгибающий момент на средней опоре от расчетной нагрузки:
Второе сочетание нагрузок.
- равномерно распределенная постоянная нагрузка от собственного веса q и временная сосредоточенная монтажная нагрузка Р=1кН с учетом коэффициента надежности по нагрузке =1,2; P =1,2 кН (в одном пролете).
Расчетная нагрузка от собственного веса кровли на 1 м.п. обрешетки
q1 = gxa = 172x 0.5 = 86 Н/м
Максимальный изгибающий момент между продольными ребрами от сосредоточенной нагрузки:
+ 0.21x1200x 1.5) x1 = 392 Н м .
От второго сочетания нагрузок получаем наибольший изгибающий момент. Принимаем его за основу при расчете по 1 группе предельных состояний (на прочность).
Так как плоскость действия нагрузки не совпадает с главными плоскостями сечения - угол наклона кровли , то расчет обрешетки производим на косой изгиб.
Составляющие изгибающего момента относительно главных осей равны:
3. Определяем геометрические характеристики сечения bxh.
, ,
= , =
4. Проверяем прочность сечения обрешетки( по 2-му сочетанию).
Условие не выполняется. Увеличиваем сечение бруса. Принимаем размеры bxh= 7,5х10 см. Определяем геометрические характеристики сечения.
, ,
= , =
Проверяем прочность сечения обрешетки.
кН/см2
для сосны т.4 СНиП.
Условие прочности выполняется.
Если условие не выполняется, необходимо увеличить сечение и сделать перерасчет.
5. Выполним проверку жесткости по первому сочетанию нагрузок (равномерно распределенная нагрузка от собственного веса g и временная от веса снега s).
,
Абсолютный прогиб в плоскости, перпендикулярной скату:
= 620 Н/м= 0,62кН/м=0,0062 кН/см
Абсолютный прогиб в плоскости, параллельной скату:
= 0,08 см.
Полный прогиб:
см
Относительный прогиб:
Условие жесткости выполняется.
Принимаем сечение брусков обрешетки bxh= 6х6 см.
Вопросы для контроля:
1. Что такое дощатые настилы?
2. Основное назначение дощатых настилов и основные преимущества?
3. Какую конструкцию имеет двойной перекрестный настил, назначение его элементов?
4. Принцип расчета деревянной обрешетки?
5. Основные сочетания нагрузок при подборе сечения обрешетки?
6. Проверка прочности и жесткости обрешетки?
Используемая литература:
1. Гринь И. М, Джон - Темпиров К.Е., Гринь В. И. «Строительные конструкции из дерева и синтетических материалов» - Киев «Высшая школа», 1990г.
2. СНиП 2-25-80 «Деревянные конструкции».
3. «Индустриальные деревянные конструкции» под редакцией кандидата технических наук, профессора В. Г. Слицкоухого - М. Стройиздат, 1991 г.
Лекция № 5 ТЕМА: Конструирование и понятие о расчете плит покрытия и стеновых панелей из дерева и пластмасс.
(2 часа)
В индустриальном строительстве эффективно используют клеефанерные плиты покрытий, плиты с каркасом и плоскими асбестоцементными обшивками, пластмассовые настилы (сплошные трехслойные плиты).
Достоинства:
- малая масса,
- прочность,
- тепло - звукоизоляция.
Недостатки:
- горючесть.
Требования к покрытиям из дерева и пластмасс:
- прочность
- водостойкость
- несгораемость
- экономичность.
Уменьшение веса ограждающих конструкций снижает нагрузку на фундамент, что приводит к уменьшению сечений основных элементов каркаса (колонны, балки, фермы) и к снижению расхода материалов, а так же требуются маломощные монтажные и транспортные механизмы.