Стропильная система и лестница по металлическим косоуром

КР.docx

2.2 Расчет стропильной системы
2.1 Определение нагрузок на стропильную систему
От покрытия действуют следующие нагрузки:
Таблица 2.2- Нагрузки действующие на 1 м2 площади покрытия
Наименование нагрузок
Металлочерепица "Монтерей" m слоя = 45 кгм2
Деревянная обрешетка 32x100 с шагом 350мм
3201500(035х0950х100)
Контробрешетка 50 х 25
25005500(1х0950х100)
Пленка антиконденсатная Ютафол Д 110 Стандарт
На стропильную систему действуют следующие нагрузки:
- нагрузка от собственного веса покрытия и рамы;
- снеговая нагрузка в соответствии со снеговым районом;
- ветровая нагрузка определяемая в соответствии с ветровым районом.
Все нагрузки рассматриваются в соответствии с коэффициентами надёжности.
Собственный вес рамы определяется по формуле [1]:
где и – соответственно постоянная характеристическое воздействие от кровли и плиты и снеговое воздействие действующее на арку см. таблицу 1.1;
где — коэффициент формы снеговых нагрузок [п. 5.3 и приложение В; 41];
sk — характеристическое значение снеговых нагрузок на грунт [Рисунок НП.1 (BY); 4] для 2в снегового района пос. Шерешево принимаем:
где А - высота над уровнем моря для г. Пинска ;
Се — коэффициент окружающей среды. Принимаем Се=1 для обычного условия местности [табл. НП2 (BY); 1];
Сt — температурный коэффициент при утепленной кровле принимаем равный 1.
k s.w. - коэффициент собственного веса конструкции принимаемый равным 2 по [5; таблица 1]
l - расчётный пролёт.
Тогда расчетное значение собственного веса рамы:
Расчетная нагрузка от собственного веса фермы с ац плитой и кровлей на 1 м верхнего пояса с учетом шага установки ферм:
Снеговое воздействие принимаем согласно [п. 5.3.3 и рисунок 5.3; 3] по трем случаям (рисунок 2.3):
Коэффициент формы снеговой нагрузки при .
Расчетное снеговое воздействие:
Определяем расчетную снеговую нагрузку по наклонной поверхности с учетом шага стропил по формуле:
Ветровое воздействие
Базовое значение скорости ветра равно п 4.2(2) [6]:
где vb —базовая скорость ветра определяемая как функция направления ветра и времени года на высоте 10м над уровнем земли для типа местности
vb0 — основное значение базовой скорости ветра (см. рисунок НП.1[6]) vb0=21 мс;
cseason — сезонный коэффициент (см. таблицу НП.1.2[6]) cseason=1.
Средняя скорость ветра vm(z) на высоте z над уровнем земли зависит от шероховатости местности орографии и базового значения скорости ветра vb. п. 4.3.1 (1) [6]:
где cr(z) — коэффициент учитывающий тип местности в соответствии с п. 4.3.2[6];
cо(z) — орографический коэффициент. Принимаем равный 10 п. 4.3.1(1) НП [6].
Коэффициент учитывающий тип местности cr(z) определяет изменчивость средней скорости ветра vm(z) в месте расположения сооружения в зависимости от:
—высоты над уровнем земли;
—шероховатости местности с наветренной стороны сооружения для рассматриваемого направления ветра.
где z0 — параметр шероховатости;
kr — коэффициент местности зависящий от параметра шероховатости z0 по следующей формуле:
– отметка верха проектируемого здания.
Средняя скорость ветра vm(z):
Интенсивность турбулентности lv(z) на высоте z определена как отношение стандартного отклонения турбулентности к средней скорости ветра:
z0 — параметр шероховатости по таблице 4.1[4].
Следует устанавливать пиковое значение скоростного напора qp(z) на высоте z включающее средние и кратковременные изменения (колебания) скорости.
где —плотность воздуха которая зависит от высоты над уровнем моря температуры и барометрического давления. Принимается равно 125 кгм3;
Ветровое давление действующее на внешние поверхности конструкций здания следует определять по формуле [п. 5.2.1; 5]:
где — пиковое значение скоростного напора ветра;
— базовая высота для внешнего давления по разделу 7[6];
— аэродинамический коэффициент внешнего давления по разделу 7[6].
Ветровое давление на покрытие
Значение аэродинамических коэффициентов внешнего давления принимаем согласно таблицы п. 7.4а[6] (рисунок 2.7) при :
Расчетная равномерно распределенная ветровое воздействие на 1 метр высоты стены здания при равна:
Расчетная значения эффектов воздействий запишется в виде [таблица А.2 НП.1;4]:
где - характеристическое значения постоянных воздействий j;
- характеристическое значения переменного воздействий j;
- коэффициент для частного значения переменного воздействия;
- частный коэффициент для постоянных воздействий;
- частный коэффициент для переменных воздействий;
- частный коэффициент учитывающий класс надежности здания. Для класса надежности RC2 принимаем .
Расчет арки проводим с помощью программного комплекса Robot Stakchoris Analisis .
На арку рассматриваем следующие комбинации нагрузок:
Е1: расчетное значение постоянной нагрузка +расчетное значение снеговой нагрузки (без заноса)
Е2: расчетное значение постоянной нагрузка +расчетное значение снеговой нагрузки (с заносом);
Е3: Комбинация Е1 +расчетное значение ветрового воздействия 1 случай с коэффициентом ;
Е4: Комбинация Е2 +расчетное значение ветрового воздействия 1 случай с коэффициентом ;
Расчётные схемы и эпюры от каждого вида загружения и комбинации представлены в приложении 1. Расчетные сочетания приведены в таблице 2.2.
Рисунок 2.3- Усилия M от комбинации нагрузок E1
Рисунок 2.4- Усилия N от комбинации нагрузок E1
Рисунок 2.5- Усилия Q от комбинации нагрузок E1
Таблица 2.2 – Сочетания эффектов в элементах
Расчетные сочетания воздействий
Для сжатых элементов в первую очередь определяется гибкость элемента :
где - расчётная длина элемента относительно оси y-y вычисляется как:
– коэффициент учитывающий условия закрепления элемента относительно оси y-y принимается равным [по 2]
– площадь поперечного сечения элемента вычисляется как:
– момент инерции сечения вычисляется по формуле:
где – ширина поперечного сечения элемента
- высота поперечного сечения элемента.
Далее определяется относительная гибкость элемента:
где - характеристическое значение прочности при сжатии древесины или материала на ее основе вдоль волокон определяется по таблице 1 [таблица А.2 2]
- 5 %-ный квантиль модуля упругости вдоль волокон определяется по таблице 1 [таблица А.2 2].
Для элемента c относительной гибкостью должны соблюдаться следующие условия:
где – расчетное напряжение при сжатии определяется по формуле:
где – расчётное значение осевой нагрузки
– площадь поперечного сечения элемента
- расчетное значение прочности при сжатии определяется из выражения:
где где – коэффициент модификации учитывающий длительность нагружения и условия эксплуатации определяется по таблице 4 [таблица 7.2 2]
- значение коэффициента прочности системы (по 5 пункт 6.6)
- характеристическое значение прочности при сжатии древесины или материала на ее основе вдоль волокон определяется по таблице 1 [таблица А.2 2]
– частный коэффициент свойств материала определяется по таблице 5 [таблица 7.1 2].
- значение коэффициента вычисляется по следующей формуле:
- относительная гибкость элемента.
1.2.2 Расчет стропильной ноги
Класс прочности цельной древесины C30.
Расчет на устойчивость плоской формы деформирования
Для обеспечения устойчивости плоской формы деформирования конструкции значение относительной гибкости изгибаемого элемента не должно превышать 075.
Относительная гибкость элемента вычисляется как:
Где – характеристическое значение прочности при изгибе определяется по таблице 1 [таблица А.3 2]
- прочность при продольном изгибе вычисляется по формуле:
Где – ширина сечения элемента
- высота сечения элемента
- эффективная (приведенная) длина пролета изгибаемого элемента зависящая от условий опирания и вида нагрузки
- 5 %-ный квантиль модуля упругости вдоль волокон [таблица А.3 2]
- 5 %-ный квантиль модуля сдвига вдоль волокон определяется по формуле:
Где – значение модуля сдвига [таблица А.3 2].
Прочность при продольном изгибе вычисляется по формуле:
Относительной гибкости
Проверка предельного состояния несущей способности стропильной ноги
Гибкость элемента вычисляется из выражения:
где и – гибкость элемента относительно оси y-y и z-z соответственно вычисляется как:
– коэффициент учитывающий условия закрепления элемента относительно оси y-y принимается равным [2]
- радиус инерции относительно оси y-y определяют как:
где – площадь поперечного сечения элемента
где - расчётная длина элемента относительно оси z-z вычисляется как:
– коэффициент учитывающий условия закрепления элемента относительно оси z-z принимается равным [по 2]
– площадь поперечного сечения элемента
- значение коэффициента прочности системы (по 5)
- расчётное напряжение изгиба рассчитывается как:
где – расчётное значение изгибающего момента
– момент сопротивления сечения вычисляется по формуле:
где – ширина сечения элемента
– расчётное значение прочности изгиба вычисляется из выражения:
где - коэффициент учитывающий влияние ширины на прочность материала (5 выражение 3.1):
- высота поперечного сечения элемента
- характеристическое значение прочности при изгибе древесины определяется по таблице 1 [таблица А.2 2].
-поправочный коэффициент который учитывает перераспределение напряжений в элементе в неленейной области поведения а также эффект изменения свойств материала. -для элементов прямоугольного поперечного сечения из цельной многослойной клееной древесины.
Проверка предельного состояния несущей способности
Проверка выполнена. Сечения принято верно.
2.2.3 Расчёт прогона.
Принимается древесина второго сорта - сосна сечением
Проверяем сечение прогона в середине участка под действием пролётного момента .
Максимальный изгибающий момент:
Момент сопротивления сечения прогона:
Проверяем сечение по прочности:
где: - расчётное сопротивление изгибу для элементов прямоугольного сечения из древесины 2-го сорта сосны;
- коэффициент условий работы для 3 класса условий эксплуатации при учёте кратковременного действия нагрузки;
- коэффициент надёжности по назначению для II класса ответственности здания.
где: - полная нормативная нагрузка;
МПа – модуль упругости древесины вдоль волокон;
- момент инерции принятого сечения;
– предельный относительный прогиб для .
2.2.4 Расчёт затяжки.
Проверить сечение деревянной затяжки . Древесина – С30.
Статический расчёт рамы расчётная схема и результаты расчёта рамы представлены в приложении.
Согласно статическому расчёту сжимающее усилие в затяжке равно .
Находим площадь сечения затяжки:
Iysup=005015312=145 105 м4
Тогда гибкость сечения затяжки:
Коэффициент продольного изгиба определяем по формуле:
- расчётное сопротивление сосны сжатию для древесины 2-го сорта;
Условие выполняется следовательно принимаем сечение затяжки .
2.3 Разработка мероприятий по защите деревянных конструкций от загнивания биоразрушения и возгорания
Для обеспечения долговечности деревянных конструкций необходимо учитывать следующие факторы:
Назначение конструкции;
Требуемые особенности работы;
Ожидаемые условия эксплуатации;
Вероятное техническое содержание конструкции в течение назначенного срока эксплуатации.
Для защиты древесины от увлажнения биоразрушения и возгорания необходимо использовать конструктивные и химические меры.
Конструктивные меры должны предусматривать:
Предохранение древесины конструкций от непосредственного увлажнения атмосферными осадками грунтовыми и талыми водами;
Предохранение древесины конструкций от промерзания капиллярного и конденсационного увлажнения;
Систематическую просушку древесины конструкций путём создания осушающего температурно-влажностного режима.
Это достигается устройством гидро- пароизоляции вентиляционных продухов защитой горизонтальных и наклонных граней конструкций антисептированными досками козырьками из оцинкованного железа алюминия.
Для увеличения огнестойкости здания с применением деревянных конструкций разделяются противопожарными преградами элементы конструкций принимаются массивными.
В тех случаях когда конструктивными мероприятиями нельзя устранить длительное или периодическое увлажнение древесины должны применяться химические меры защиты.
В проекте все деревянные конструкции подвергаются обработке ОК-ГФМ (ТУ РБ 28614941.003-96) расход не менее 0.25 лм2
2 РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕСТНИЦЫ Л-1
2.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК НА КОСОУР
На элементы покрытия легкоатлетический манеж г. Минск действуют следующие основные нагрузки:
-нагрузка от собственного веса конструкций шатра и кровли (постоянные нагрузки);
-снеговая нагрузка на кровлю (кратковременная нагрузка).
Основное сочетание нагрузки запишется в виде[таблица А.2 НП.1;2]:
где - коэффициент надежности для постоянной нагрузки
- коэффициент надежности для временной нагрузки
- коэффициент учитывающий класс надежности здания. Для класса надежности RC2 принимаем .
2.1.1 ПОСТОЯННАЯ НАГРУЗКА
Нагрузку на прогоны подсчитываем по таблице 2.3
Таблица 2.3- нагрузки от массы конструкций покрытия
Характеристическое значение нагрузки
Коэффициент надёжности по нагрузке
Собственый вес косоуров
Расчётная равномерно распределённая постоянная нагрузка на косоур:
2.2 ПОДБОР СЕЧЕНИЯ КОСОУРА
Максимальный изгибающий момент находим по формуле:
где -расчетная погонная нагрузка на вспомогательную балку без учета собственного веса балки кНм;
l 2— длина второстепенной балки м.
Наибольшая поперечная сила определяется по формуле:
где — расчетная погонная нагрузка на вспомогательную балку без учета собственного веса балки кНм;
— длина второстепенной балки м.
Требуемый момент сопротивления сечения балки «нетто» для случая упругопластической работы при изгибе балки в одной из главных плоскостей можно определить по формуле:
Где: –частный коэффициент безопасности при определении несущей способности поперечных сечений по прочности независимо от класса [3 НП]
-предел текучести. Так как по заданию сталь балки настила С275 то по табл. 51*[4] при толщине настила t=10-20мм
По полученному значению выбираем по сортаменту номер профиля так чтобы его момент сопротивления был не меньше требуемого.
Из [7] подбираем двутавр № 20 с параметрами указанными в таблице 2.4
Таблица 2.4 – характеристика двутавра №20
Требуемый момент сопротивления
Масса погонного метра кгм G
2.2 ПРОВЕРКА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ КОСОУРА
2.2.1 ОПРЕДЕЛИЕ КЛАССА ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ КОСОУРА
где по [3таблица 5.2]
Для 1-го и 2-го варианта:
Стенка относится к сечению класса 1
Полка относится к поперечному сечению класса 1. Поперечное сечение балки относится к классу 1.
2.2.2 РАСЧЕТ КОСОУРА НА ИЗГИБ БЕЗ УЧЕТА ВЛИЯНИЕ ПОПЕРЕЧНОЙ СИЛЫ [3П.П 6.2.5(1)]
Расчетное значение изгибающего момента в каждом поперечном сечении первого и второго класса должно удовлетворять условию
Где -расчетная значение несущей способности поперечного сечения на изгиб в пластической стадии:
Где - момент действующий в сечении
–частный коэффициент безопасности при определении несущей способности поперечных сечений по прочности независимо от класса [3 НП]
Сопротивление балки на изгиб обеспечена.
2.2.3 РАСЧЕТ КОСОУРА НА СДВИГ [3П.П 6.2.6(1)]
Расчетное значение поперечной силы в каждом поперечном сечении первого класса должно удовлетворять условию
Где -расчетная значение несущей способности поперечного сечения на сдвиг в пластической стадии:
Тогда по [3п.п 6.2.6(2)]:
Для 1-го и 2-ого варианта:
Сопротивляемость балки на сдвиг обеспечена.
2.2.4 Проверка местной устойчивости
Местную устойчивость прокатных балок не проверяют поскольку она обеспечена большими толщинами элементов что связано с технологией прокатки.
2.3 Проверка жёсткости балки
Проверка жёсткости балки ведётся путем определения прогиба балки от действия нормативных нагрузок при допущении упругой работы материала. Для однопролётной балки нагруженной равномерно распределённой нагрузкой проверка деформативности проводится по формуле:
где: -нормативное значение расчётной погонной нагрузки на балку с учётом значений соответствующих выбранной балке настила;
-длина второстепенной балки;
-табличное значение момента инерции выбранной балки настила относительно оси x-x.
Подставим полученные значение в формулу (3.4):
Полученный относительный прогиб является мерой жёсткости балки и не должен превышать нормативного зависящего от назначения балки:
где -предельный прогиб устанавливаемый нормами для балок настила зависит от длины балки и определяется методом интерполяции [3 доп.10].
3.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК НА БАЛКУ
Сосредоточенная нагрузка на балку:
Расчётная равномерно распределённая постоянная нагрузка на балку:
2.2 ПОДБОР СЕЧЕНИЯ БАЛКИ
Максимальный изгибающий момент :
Наибольшая поперечная сила:
Из [7] подбираем двутавр № 22 с параметрами указанными в таблице 2.4
Таблица 2.4 – характеристика двутавра №22
Список используемых источников
Пособие для выполнения курсового и дипломного проектирования по курсу “Конструкции из дерева и пластмасс” для студентов специальности 1-70 02 01 “Промышленное и гражданское строительство” А.Р.Волик.- Гродно: ГрГУ2011.-75 с.
ТКП 45-5.05-275-2012. Деревянные конструкции. Правила расчета;–Мн.: Минстройархитектуры РБ 2013. – 71 с.
ТКП EN 1991-1-3-2009 (02250). Еврокод 1. Воздействия на конструкции:– Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь 2009. – Ч. 1-3: Общие воздействия. Снеговые нагрузки.
ТКП EN 1990-2011 (02250) Еврокод. – Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь 2012. – Основы проектирования строительных конструкций.
ТКП EN 1995-1-1-2009 (02250) Еврокод 5. Проектирование деревянных конструкций.– Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь 2012. – Часть1-1.Общие правила и правила для зданий.
ТКП EN 1991-1-4-2009 (02250). Еврокод 1.Воздействия на конструкции: – Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь 2009. – Ч. 1-4: Общие воздействия. Ветровые воздействия.
Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80) ЦНИИСК им. Кучеренко. - М.: Стройиздат 1986.

конструкции.dwg

УТЕПЛИТЕЛЬ - ПЛИТЫ ПЕНОПОЛИСТЕРОЛЬНЫЕ ППТ-35-А-2000Х1000Х150 СТБ 1437-2004 - 150мм
ПАРОИЗОЛЯЦИЯ - 1 СЛОЙ ГИДРОСТЕКЛОИЗОЛА Г-СТ-БП-ПППП-3
( СТБ 1107-98 ) НА АНТИСЕПТИРОВАННОЙ
СТЯЖКА ИЗ ЦЕМЕНТНО - ПЕСЧАНОГО РАСТВОРА М100 - 30мм
МОНОЛИТНОЕ ЖБ ПЕРЕКРЫТИЕ - 240мм
Утепление пола по внуреннему
периметру стен гравием
Пленка антиконденсатная Ютафол Д 110 Стандарт
Контробрешетка 50 х 25hпо верху
Доска обрешетки 100 х 32hмм с шагом
Кровля из металлопрофиля Монтеррей
Cтропильная нога 60 х 180мм
ЭКСПЛИКАЦИЯ ОТВЕРСТИЙ .
Фрагмент схемы расположения элементов стропильной крыши
таже конструкций производиться дополнительная механическая обра-
наружное покрытие должно быть воcстaновлено.
до их защитной обработки. Во всех случаях
когда при сборке или мон-
Механическая обработка деревянных конструкций должна производиться
Работы производить в соответствии с требованиями СНиП 3.03.01-87.
риалов изолировать двумя слоями рубероида РПП 300 по ГОСТ 10923-93.
стальных и других конструкций из более теплопроводных мате-
Места контакта деревянных конструкций с поверхностями железобетонных
ствие на них атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.
Изделия из древесины следует хранить в условиях
Влажность древесины не должна превышать 20%.
отвечать требованиям С30 по ТКП 45-5.05-275-2012
Качество древесины для изготовления стропильных конструкций должно
пиломатериалы из хвойных пород по ТКП 45-5.05-275-2012
Для изготовления стропильных конструкций должны применяться
контробрешетка на разрезах и узлах условно не показана.
Шаг обрешетки 350 мм (кроме оговоренных участков).
сторону от оси ендовы. У конька укладывать две доски обрешетки.
В ендовах выполнять сплошной дощатый настил шириной 500мм в каждую
материала с креплением его по краям толевыми гвоздями с шагом не
По ендове на сплошной дощатый настил укладывать один слой рулонного
Спецификация древесины
Спецификация металла
на цементном р-ре М50
Спецификация элементов лестницы Л-1
Изделия железобетонные
Металлические элементы
Расчетная схема косоуров
Балка площадочная Б 1(Б2)
Групповая спецификация
Все сварные швы высотой 5мм
кроме оговоренных. 2. Заводские сварные швы варить павтоматом
проволокой Св 08Г2С ∅2мм в среде СО2. 3. Изготовление и монтаж конструкций вести в соответствии СНиП III-18-75 и СНиП 3-03-01-87. 4. Поверхность мпроката должна быть подвергнута дробометной очистке и иметь третью степень очистки от окислов и первую степень обезжиривания по ГОСТ 9.402-80*. Грунтовать двумя слоями грунта ХС-059. i-0.012
Продольные усилия и изгибающие моменты в элементах фермы приведены соответственно в т и т*м.
N1- ГОСТ 5264-80-Н1- 5
N2 - ГОСТ 5264-80-Т1- 6
Расчетная схема балки площадочной Б 1
Балка площадочная Б 3
Эпюра M (кНм) от от комбинации нагрузок E1
Банк на 125 сотрудников в г.Барановичи
Фрагмент схемы расположенияэлементов стропильной крыши. Узлы . Разрезы . Расчетная схема