Расчет стропильной системы
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
Факультет безотрывных форм обучения
Кафедра строительных конструкций
Курсовая работа
Расчет стропильной системы
Работу
выполнил Чужинов А.А.
Студент
группы СЗПГСувт-2
Номер
зачетной книжки № 14100477
Руководитель
работы Бызов В.Е.
г. Санкт-Петербург
г.
Содержание
Задание
. Расчет рабочего настила.
. Расчет стропильной ноги.
. Расчет прогона.
. Расчет стойки
. Расчет узлов
.1. Расчет узла врубки стропильной ноги в прогон на смятие
.2. Расчет узла врубки стропильной ноги в мауэрлат на смятии.
.3. Расчет опирания стропильной ноги на мауэрлат
Литература
1. Расчет
рабочего настила
Тип покрытия: наплавляемые рулонные материалы - наплавляемый двухслойный
изопласт. Верхний слой - изопласт К с крупнозернистой посыпкой с лицевой
стороны и полиэтиленовой пленкой с другой. Материал имеет нетканую основу
изполиэфирного стеклохолста. Нижний слой изопласт П имеет ту же основу с
покрытием полтэтиленовой пленкой с двух сторон.
Принятый уклон кровли: 7°
Размеры здания в осях 36×13 м.;
Срок службы здания: 50 лет;
Режим эксплуатации: 1А;
Коэффициент условия работы mв=1
Коэффициент надежности по сроку службы yнсс=1
Построечная конструкция покрытия: по стропильным ногам укладывается два
настила:
Нижний - разреженный 25×150 мм, уложенный с зазорами 30мм;
Верхний - из досок 19×125 мм, уложенных без зазоров под углом
45° к нижнему.
Нагрузка на рабочий настил, кН/м2:
Таблица 1.
|
Наименование
|
Нормативная нагрузка qн
|
Коэф. надежности yf
|
Расчетная нагрузка qр
|
|
Постоянная
|
|
|
|
|
Верхний слой кровельного ковра - изопласт К
|
0,045
|
1,1
|
0,050
|
|
Нижний слой кровельного ковра - изопласт П
|
0,035
|
1,1
|
0,039
|
|
Защитный настил из досок 19 мм 0,019*5
|
0,095
|
1,1
|
0,105
|
|
Рабочий настил из досок 25 мм с расстоянием между осями
досок 5*0,025*(15/18)
|
0,104
|
1,1
|
0,114
|
|
Итого постоянная
|
0,279
|
-
|
0,308
|
|
Временная
|
|
|
|
|
Снеговая нагрузка для III снегового района (Сланцы)
|
1,26
|
0,7
|
1,8
|
|
Итого временная
|
1,26
|
-
|
1,8
|
|
Полная нагрузка
|
-
|
2,108
|
Для настилов применяется доски из хвойной древесины III сорта с расчетым
сопротивлением Rи=1,3 кН/м2. Незначительным уклоном пренебрегаем
(при α=7°
cosα=0,993=1).
Настил рассчитывается как двухпролетная неразрезная балка. Расчет ведется
на полосе шириной 1 м на два случая нагружения.
случай нагружения - постоянная и временная нагрузка.
Погонная нагрузка:
нормативная
расчетная
Изгибающий момент в досках настила:
Момент сопротивления и момент инерции расчетной полосы настила:
Где 
Напряжение изгиба в досках:
Прогиб:
случай нагружения - постоянная нагрузка и сосредоточенный груз (монтажная
нагрузка Р=1 кН).
Сосредоточенный груз при наличии двух перекрестных настилов передается на
полосу шириной 0,5 м
На расчетную полосу передаются нагрузки:
стропильный нога прогон стойка
Существует запас прочности, поэтому пробуем толщину досок 22 мм без учета
некоторого снижения нагрузки:
При первом сочетании нагрузок:
Таким образом, следует принять толщину рабочего настила 22 мм.
2. Расчет
стропильной ноги
Таблица 2.
|
Наименование
|
Нормативная нагрузка qн
|
Коэф. надежности yf
|
Расчетная нагрузка qр
|
|
Постоянная
|
|
|
|
|
Таблица 1
|
0,279
|
1,1
|
0,308
|
|
Стропильная нога 175×200 мм 0,175*0,20*5*(1/1,5)
|
0,116
|
1,1
|
0,128
|
|
Итого постоянная
|
0,395
|
-
|
0,436
|
|
Временная
|
|
|
|
|
Снеговая нагрузка для III снегового района (Сланцы)
|
1,26
|
0,7
|
1,8
|
|
Итого временная
|
1,26
|
-
|
1,8
|
|
Полная нагрузка
|
1,539
|
-
|
Определение погонных нагрузок:
Определение усилий в стропильных ногах:
Длинна стропильной ноги не превышает 6 м (длина выпускаемых пиломатериалов),
поэтому принимаем разрезную стропильную ногу равную 
и расчитываем как однопролетную
балку:
Момент сопротивления и момент инерции:
Напряжение изгиба:
Прогиб:
Окончательно принимаем сечение стропильной ноги 175×200
мм.
3.
Расчет прогона
Таблица 3.
|
Наименование
|
Нормативная нагрузка qн
|
Коэф. надежности yf
|
Расчетная нагрузка qр
|
|
Постоянная
|
|
|
|
|
Таблица 2
|
0,395
|
1,1
|
0,436
|
|
Прогон 125×150 мм 0,125*0,15*5*(1/2)
|
0,047
|
1,1
|
0,0515
|
|
Итого постоянная
|
0,442
|
-
|
0,49
|
|
Временная
|
|
|
|
|
Снеговая нагрузка для III снегового района (Сланцы)
|
1,26
|
0,7
|
1,8
|
|
Итого временная
|
1,26
|
-
|
1,8
|
|
Полная нагрузка
|
1,70
|
-
|
2,29
|
Определение погонных нагрузок:
Определение усилий в стропильных ногах:
Момент сопротивления и момент инерции:
Напряжение изгиба:
Прогиб:
Окончательно принимаем сечение прогона 125×150 мм.
4.
Расчет стойки
Расчет стойки производится как центрально-сжатого элемента, μ
= 1, древесина III сорта. Высота стойки l = 1,2 м., шаг - 2,0 м
Задаемся гибкостью λ = 80
Расчетная высота стойки: 
Требуемый минимальный радиус инерции: 
Требуемая площадь сечения: 
N -
усилия сжатия в стойке;
φ - коэффициент продольного изгиба, для λ>70,
, где А=3000 для древесины;
F -
расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон (8,5 МПа=0,85 кН/см2);
Требуемая ширина сечения: 
; в соответствии с сортаментом пиломатериалов принимаем b = 6 см
Гибкость стержня принятого сечения: 
Напряжение: 
Окончательно принимаем сечение стойки 60×40 мм
. Расчет
узлов
.1 Расчет
узла врубки стропильной ноги в прогон на смятие
Сосредоточенная нагрузка:
Смятие поперек волокон:
Прочность узла на смятие обеспечена.
5.2 Расчет
узла врубки стропильной ноги в мауэрлат на смятии
Сосредоточенная нагрузка:
Смятие поперек волокон:
Прочность узла на смятие обеспечена.
5.3 Расчет
опирания стропильной ноги на мауэрлат
Нужно рассчитать узел на скалывание древесины и подобрать такой размер
врубки, чтобы скола не произошло.
Расчет сопртивления древесины скалыванию силой направленной под углом к
волокнам а, определяется по формуле (при угле наклона скатов μ
= 7°).
где Rск и Rск90 (кг/см2) - расчетные сопротивления древесины скалыванию
вдоль волокн и поперек волокн, Rск = 16 кг/ см2, Rск90 = 8 кг/ см2.
Угол наклона площади скалыванию по отношению к направлению волокон в
нашем случае равен углу наклона скатов.
Сила распора: Н = qpверт = L*ctgμ = 68,7*4,53*8,14 = 2533,2 кг
Погонная нагрузка на стропильную ногу по скату в вертикальной плоскости: qpверт=4,58*1,5=6,87 Кн
Расчитываем минимальную площадь, необходимую для того, чтобы скалывание
не произошло:
Т.к. в качестве стропила используется брус шириной b = 17,5 см, то длина площадки
скалывания должна быть не меньше
Рассчитываем глубину врубки: 
Значит при устройстве врубки (запила) стропила делаем ее глубиной не
менее 2 см, тогда стропило, запиленное на зуб, обеспечит устройство крыши, а
зуб врубки не отколется. Сечение мауэрлата принимаем 200×200
см.
Литература
1. СП
20.13330 2011 Нагрузки и воздействия
. СП
64.13330.2011 Деревянные конструкции
. Гроздов
В.Т. Деревянные наслонные стропильные системы - СПб., Издательский Дом KN+, 2003. - 69с.
. Никитин
Г.Г., Каратеев Л.П. Расчет покрытия деревянных конструкций: учебное пособие. -
СПбГАСУ, Спб., 2012. - 107с.