Расчет строительной ноги

Размещено на /

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

ФГОУ СПО «Санкт-Петербургский Архитектурно-Строительный Колледж»


Контрольная работа

по курсу Осoбенности проектирования


Выполнил:

студент группы 511 Сз-07

Васильев Михаил Викторович

шифр 28

Руководитель: Е.И. Кирнос

Задача


Рассчитать строительную ногу, если:

Дерево Граб 1 сорта;

Тепловлажностный режим эксплуатации A1

Город Иванова

Класс ответственности здания III уN= 0.9 кН / м3

Шаг стропильных ног 1,3м

Пролет стропильных ног 4,45 м

Угол наклона кровли к горизонту 29°

Состав покрытия:

о - кровля и настил qn = 0,20 кН / м2

qр = 0,25 кН / м2

о - утеплитель δ = 12 см, у = 3,2 кН / м3

о - пароизоляция qn = 50 кН / м2

о - подшивка δ = 19 мм, у = 6,0 кН / м3

Решение


Сбор нагрузок


а) Нагрузка на 1м2 перекрытия

№ Наименование Норм. γf Расчетная
п/п нагрузок кн/м2
кн/м2
I Постоянные


1. Кровля и настил 0.20
0.25
2. Утеплитель 0.38 1.30 0.494

δ = 0,12 м, у = 3,2 кН / м3


3. пароизоляция 0,05 1.30 0,065

qn = 0,05 кН / м2


4 подшивка 0,114 1.30 0.148

δ = 0,019 м, у = 6,0 кН / м3



Итого постоянные 0,744
0,957
II

Временные

II снег район

Sр.= Sтаблр.µ

Sр.= 1.2 x 0.881= 1,057

 0,74

СНиП

II-25-80

(п 5.7)

0,7

1,057

Итого временные 0,74
1,057

Полная нагрузка 1,48
2,01

µ прилож.3* учитывает характер кровли для односкатных и двухскатных покрытий.


Схемы снеговых нагрузок и коэффициенты m


Номер схемы Профили покрытий и схемы снеговых нагрузок

Коэффициент m и область

применения схем
1

Здания с односкатными и двускатными покрытиями


m = 1 при a Ј 25°;

m = 0 « a і 60°.

Варианты 2 и 3 следует учитывать для зданий с двускатными покрытиями (профиль б), при этом вариант 2 — при 20° Ј a Ј 30°; вариант 3 — при 10° Ј a Ј 30° только при наличии ходовых мостиков или аэрационных устройств по коньку покрытия

m = 1 при a Ј 25°; (промежуточные значения a принимаем по интерполяции)


m = 0 « a і 60°.


Для a = 29° m = 0.886


Sтаблр= 1.2 кН / м2 ( табл. 4 СНиП 2.01.07-85*)

Sр.= 1.2 x 0.881= 1,057 кН / м2


б) Нагрузка на 1м.п. стропильной ноги с учетом собственного веса (линейный элемент), т.к. взборе нагрузок на 1 м2 покрытия , собственный вес стропил неучтен (незнаем сечение) для древесины , вводится коэффициент K=1,05 учитывающий собственный вес определяется равнораспределенная нагрузка.

в) q = qполн.табл.р. x L x уN x K x cosa


q = 2.01 x 1.3 x 0.95 x 0.9 x 1.05 x 0.87 = 2.04 кН / м2

cos29° = 0.87


2. Статический расчет


Рассматриваем более невыгодную схему нагружения.

Полная нагрузка + сосредаточенный груз .

Полная нагрузка (человек с инструментом) ( q+p), где Pн. = 100кг = 1 кН


P = Pн x γf = 1 x 1.2= 1.2 кН

γf = 1.2

перекрытие прогиб нагрузка сечение

Определяем изгибающий момент действующий в сечении.


М max = q x L2 /8 + p x L x cosa / 4 = 2.04 x 4.45 2/ 8 + 1.2 x 4.45 x 0.87/ 4 = 6.2 кНм


3. Подбор сечения элемента


Из опыта проектирования принимаем толщину бруса не менее 100 мм.

Находим расчетное сопротивления на изгиб.

Ru табл.= 14 Мпа (СНиП II-25-80)


Таблица 3

Напряженное

состояние и

характеристика элементов

 Обозначение

Расчетные сопротивления, , для сортов древесины


1 2 3
1. Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон:



а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах “б”, “в”) высотой до 50 см Rи, Rс, Rсм

14

140

13

130

8,5

85

Уточняем для нашего дерева и тепловлажностного режима, переводные коэффициенты.

Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в табл. 3, на переходные коэффициенты mп, указанные в табл. 4. (СНиП II-25-80)

mп = 1.3


Таблица 4


 Коэффициент mп для расчетных сопротивлений

Древесные породы

 растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон Rр, Rи, Rс, Rсм сжатию и смятию поперек волокон Rс90, Rсм90 скалыванию Rск
Хвойные


1. Лиственница, кроме европейской и японской 1,2 1,2 1
2. Кедр сибирский, кроме Красноярского края 0,9 0,9 0,9
3. Кедр Красноярского края, сосна веймутова 0,65 0,65 0,65
4. Пихта 0,8 0,8 0,8
Твердые лиственные


5. Дуб 1,3 2 1,3
6. Ясень, клен, граб 1,3 2 1,6
7. Акация 1,5 2,2 1,8
8. Береза, бук 1,1 1,6 1,3
9. Вяз, ильм 1 1,6 1

Для различных условий эксплуатации конструкций – на значения коэффициент mв, указанные в табл. 5;

mв = 1


Таблица 5

Условия эксплуатации (по табл. 1) Коэффициент mв Условия эксплуатации (по табл. 1) Коэффициент mв
А1, А2, Б1, Б2 1 В2, В3, Г1 0,85
А3, Б3, В1 0,9 Г2, Г3 0,75

Ru = Ru табл x mп x mв

Ru = 14x103 x 1.3 x 1 = 18.2 x103 кПА


Определяем геометрические характеристики сечения , в частности момент сопротивления.

Wx тр = Мmax / Ru = 6.2 кНм/ 18.2 x103 кн/м2 = 0.34 x 10-3м3

Wx тр = 340 см3


Зная Wx тр можно определить высоту (ширину) сечения бруса.


Wx тр = b x h2/ 6 (геометрическая формула для прямоугольного сечения)

h = √ 6 x Wx тр / b = 6 x 340 см3/ 10см = 14.28 см


По сортаменту пиломатериалов принимаем сечение бруса


b x h = 100 x 150


Проверки принятого сечения (b x h = 100 x 150)


а) σ =М max /Wx ≤ Ru ; Wx = b x h2/ 6 = 10 x 152 / 6 = 375 см3

σ =6.2 кНм / 375 x 10-6 м3 = 16.53 x 103≤ Ru = 18.2 x103 кПА


б) Проверка жесткости (прогиба).

Деформационный расчет по нормативным нагрузкам, определяем нормативную нагрузку на 1м.п. элемента от собственного веса ; + снег; + сосредаточенный груз.


qн = qтабл.н. x L x уn x cosa + bc x hc x уq

qтабл.н = 1.42 кн/м2

уq= 8 кн/м3


Плотность древесины и фанеры. Приложение 3 (СНиП II-25-80)


qн = 1.42 кн/м2 x 1,3м x 0.9 кн/м3 x 0.87 + 0.1 x 0.15 x 8 = 1.57 кн/м

Находим стрелу прогиба


F = 5 x qн x L4/ 384 x E x Yx + Pн x L3 x cosa / 48 x E x Yx


Yx – момент энерции сечения


Yx = b x h3/ 12 = 10 x 15 3/ 12 = 2812.5 см4

E = 10 x 106 кПа (const)

F = 5 x 1.42 кн/м2 x 4.454/ 384 x 10 x 106 кПа x 2812.5 см4+ 1 x 4.453 x 0.87 / 48 x 10 x 106 кПа x

x 2812.5 см4 = 0.031 м


Относительный прогиб равен:


F/L ≤ [F/L] = 1/200


Прогибы элементов зданий и сооружений не должны превышать величин, приведенных в табл. 16


Таблица 16 . (СНиП II-25-80)


Элементы конструкций

 Предельные прогибы в долях пролета, не более
1. Балки междуэтажных перекрытий 1/250
2. Балки чердачных перекрытий 1/200
3. Покрытия (кроме ендов):
а) прогоны, стропильные ноги 1/200
б) балки консольные 1/150
в) фермы, клееные балки (кроме консольных) 1/300
г) плиты 1/250
д) обрешетки, настилы 1/150
4. Несущие элементы ендов 1/400
5. Панели и элементы фахверка 1/250

F/L = 0.031/4.45 = 0.0069 = 1/143 (в долях пролета)

F/L= 1/143 ≤ [F/L] = 1/200


Вывод: Относительный прогиб больше допустимого , значит жесткость данного сечения обеспечена, принимаем сечение бруса для стропильной ноги b x h = 100 x 150.

Размещено на