Проектирование стропильной системы

Деревянные кострукции.dwg

Труба на отм. +6.900
Конёк на отм. +6.790
Прогон брус 100х100(h)
Конструкции деревянные
Брус Хв.II 50х200(h)
Мауэрлат брус 100х100(h)
Кобылка доска 50х100(h)
Обрешетка брусок 75х60(h)
Контробрешетка рейка 50х25(h)
Cпецификация элементов стропильной системы
Диагональная стропильная нога
Стойка брус Хв.II 100х100(h)
Стяжка из цементно песчаного раствора
Сборные железобетонные плиты
Утеплитель - жестнкие плиты из минеральной ваты
Обернуть слоем гидро-пароизоляционного
материала "Изоспан С
брусок 75х60(h) с шагом 350мм
гидро-пароизоляционного материала "Изоспан С
Металлочерепица t=25мм
Планка конька круглого "Rukki" R110x2000
Накосная стропильная нога
Накладка с двух сторон
Планка конька круглого "Monterey" R110x2000
Курсовой проект по предмету " Конструкции из дерева и пластмасс
Стропильная система одноэтажного жилого дома из газобетона
Курсовой проект по предмету Конструкции из дерева и пластмасс
Узлы соединения диагональных стропильных ног
Ведомость рабочих чертежей

Деревянные конструкции.docx

«Проектирование стропильной системы»
Конструктивные решения4
Расчет диагональной стропильной ноги9
Задание: запроектировать четырехскатную (вальмовую) крышу для жилого одноэтажного здания из газобетона.
Крыша состоит из двух главных трапециевидных и двух треугольных скатов – вальм.
Опирание на 4 стороны.
Нормативная снеговая нагрузка
Кровля из металлочерепицы марки «Ruukki»
Ширина здания в осях : 79 м.
Длинна здания в осях 1023 м.
Лесоматериал – из хвойных пород древесины класса не ниже К24 (2 сорта) обработанные по всей поверхности водным раствором антисептика. Изготовление конструкций построечное с использованием механизированного инструмента и шаблонов.
Конструктивные решения
Конструктивное решение покрытия принимаем следующее. Бруски обрешетки размещены по стропильным ногам которые нижними концами опираются на мауэрлаты уложенные по внутреннему обрезу наружних стен а верхними частями на прогон. Для уменьшения пролета стропильных ног установлены стойки нижние концы которых опираются на лежень укладываемый на внутреннюю стену. Углу наклона кровли к горизонту = 35о соответствуют: S Cos = 0819; tg = 07. Лежни укладываем на одном уровне с мауэрлатами. Обрешетку под кровлю устраиваем из брусков сечением 75х60 мм располагаемых по скату через 350 мм один от другого. Расстояние между осями стропильных ног принимаем равным 1000 мм.
Рис. 1 Конструктивное решение -поперечное
-Диагональная стропильная нога
Рис. 2 Конструктивное решение – продольное
Таблица 1 «Сбор нагрузок»
надёжности по нагрузке γt
Кровля (металлочерепица «Ruukki»)
Стропильная нога (Брус 50х200 мм)
Обрешётку рассматриваем как двухпролётную неразрезную балку с пролётом l=B=100см.
Наибольший изгибающий момент равен:
а) для первого сочетания нагрузок (собственный вес и снег):
б) для второго сочетания нагрузок (собственный вес и монтажная нагрузка):
M’’=007×g×l2+0207×P×l
M’’ = 007×2211(Нм) ×12(м)+0207×1200(Н)×1 (м) = 264(Н·м)
где Р=1000×12=1200 (Н) -действие сосредоточенного груза (1000 Н) величина которого умножается на коэффициент надёжности по нагрузке 12 ( Шишкин В.Е. КДиП - стр. 36).
Более невыгодный для расчёта прочности бруска – второй случай нагружения. Так как плоскость действия нагрузки не совпадает с главными плоскостями сечения бруска то брусок рассчитываем на косой изгиб.
Составляющие изгибающего момента относительно главных осей бруска равны:
My’’=M’’×sinα=264×057=15048 (Н·м).
Моменты сопротивления и инерции сечения будут следующие:
Наибольшее напряжение находим по формуле:
где Ru=1300 (Нсм2 ) – расчётное сопротивление древесины сосны 2-го сорта изгибу вдоль волокон (СП64.13330.2011 - табл. 3);
5 – коэффициент условий работы обрешётки кровли
– коэффициент учитывающий кратковременность действия сосредоточенной нагрузки
( Шишкин В.Е. КДиП - стр. 39).
При расчёте по второму случаю нагружения проверка прогиба бруска не требуется. Определяем прогиб бруска при первом сочетании нагрузок.
Прогиб в плоскости перпендикулярной скату:
здесь Е=10000 кгссм2=105 Нсм2 – модуль упругости древесины вдоль волокон при расчёте по предельным состояниям второй группы
Прогиб в плоскости параллельной скату:
Полный прогиб составит:
Относительный прогиб:
где в правой части неравенства – предельный прогиб обрешётки
Расчет диагональной стропильной ноги
Общая длинна стропильной ноги составляет:
что дает возможность выполнить её без стыка.
Тогда в расчетном отношении стропильная нога буде представлять собой двухпролетную неразрезную балку нагруженную равномерно распределенной нагрузкой.
Опасным сечением стропильной ноги является сечение на средней опоре. Изгибающий момент в этом сечении будет равен:
Вертикальное давление в точке С составляет:
При симметричной нагрузке обоих скатов вертикальное давление в точке С удваивается: Р=2С=2072 (Н). Раскладывая это давление по направлению стропильных ног. Находим сжимающее усилие в верхней части стропильной ноги.
Определяем момент сопротивления сечения стропильной ноги из условия прочности при :
Стропила выполним из досок толщиной 5 см тогда необходимая высота сечения:
Для стропильных ног в первом приближении примем доску сечением 50х150(мм).
Моменты сопротивления и моменты инерции сечения равны:
Проверяем прочность поперечного сечения на сжатие с изгибом:
Относительный прогиб.
Для стропильных ног во втором приближении примем доску сечением 50х200(мм).
Проверим напряжение в середине нижнего участка рассматривая в целях упрощения расчета стропильную ногу на этом участке как балку на двух опорах. Тогда изгибающий момент в опасном сечении равен:
Длинна конькового прогона в нашем случае составляет 2500 мм он опирается на 2 стойки .
Найдем значение изгибающего момента который будет действовать на прогон:
Определяем момент сопротивления сечения прогона из условия прочности при
Задаваясь шириной сечения b=10 см найдем:
Принимаем сечение прогона b x h= 10x10 см
Стойку рассчитываем как центрально сжатую с шарнирным закреплением.
Сжимающее усилие равно сумме реакций на среднюю и крайнюю (в коньке) опоры двухпролетной балки:
Это усилие действует под углом к направлению волокон древесины прогона. Т. е. оказывает вертикальное давление на стойку.
Стойку будем рассчитывать как центрально-сжатый элемент постоянного цельного сечения по формуле на устойчивость:
где Rс=13 МПа – расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;
– коэффициент продольного изгиба;
Fрас – расчетная площадь поперечного сечения элемента
Тогда площадь поперечного сечения:
Принимаем для стойки брус квадратного сечения 100х100 мм.
Условие выполняется.
Расчёт лежня и мауэрлата не производим так как они будут работать на местное сжатие (в местах опирания стоек и стропильных ног соответственно) с большим запасом. Их сечение принимаем конструктивно равными 100х100 мм и 150х150 мм соответственно. Крепление стойки к мауэрлату и лежню также принимаем конструктивно.
ГОСТ 4028-63* "Гвозди строительные";
ГОСТ 20022.2-80 "Защита древесины";
ГОСТ 24454-80* "Пиломатериалы хвойных пород";
СНиП II-25-80* (СП 64.13330.2011) Деревянные конструкции;
СНиП 2.03.11-85*(СП 28.13330.2012) "Защита строительных конструкций от коррозии";
СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия;
СНиП 2.01.02-85* "Противопожарные нормы";
Шишкин В. Е. Примеры расчёта конструкций из дерева и пластмасс. М. Стройиздат 1974.