Расчет строительной ноги
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию
ФГОУ СПО ВлСанкт-Петербургский Архитектурно-Строительный КолледжВ»
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:
тАв Дерево Граб 1 сорта;
тАв Тепловлажностный режим эксплуатации A1
тАв Город Иванова
тАв Класс ответственности здания III уN= 0.9кН /м3
тАв Шаг стропильных ног 1,3м
тАв Пролет стропильных ног 4,45 м
тАв Угол наклона кровли к горизонту 29В°
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
1. 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 | Ва0,05 | 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.Вµ 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 |
Вµ 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 £ 25В°; m = 0 Вл a ³ 60В°. Варианты 2 и 3 следует учитывать для зданий с двускатными покрытиями (профиль б), при этом вариант 2 тАФ при 20В° £ a £ 30В°; вариант 3 тАФ при 10В° £ a £ 30В° только при наличии ходовых мостиков или аэрационных устройств по коньку покрытия |
m = 1 при a £ 25В°; (промежуточные значения a принимаем по интерполяции)
m = 0 Вл a ³ 60В°.
Для a = 29В° 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 уNxK x cosa
q = 2.01 x 1.3 x 0.95 x 0.9 x 1.05 x 0.87 = 2.04 кН /м2
cos29В° = 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.
Мmax = 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 тАЬбтАЭ, тАЬвтАЭ) 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 тАУ 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 =Мmax /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 уnx cosa + bc x hcx 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 тАУ 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/м2x 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.
Вместе с этим смотрят:
Авангардизм як явище архiтектури ХХ столiття
Автоматическая автозаправочная станция на 250 заправок в сутки
Амурський мiст
Анализ деятельности строительного предприятия "Луна-Ра-строй"
Анализ проектных решений 20-ти квартирного жилого дома