Скачать

Расчет строительной ноги

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= 0.9кН /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

1. Сбор нагрузок

а) Нагрузка на 1м2 перекрытия

НаименованиеНорм.

γf

Расчетная
п/пнагрузок

кн/м2

кн/м2

I

Постоянные

1.Кровля и настил0.200.25
2.Утеплитель0.381.300.494

δ = 0,12 м, у = 3,2 кН /м3

3.пароизоляция 0,051.300,065

qn = 0,05 кН /м2

4подшивка0,1141.300.148

δ = 0,019 м, у = 6,0 кН /м3

Итого постоянные

0,7440,957
II

Временные

II снег район

Sр.= Sтаблр

Sр.= 1.2 x 0.881= 1,057

0,74

СНиП

II-25-80

(п 5.7)

0,7

1,057
Итого временные0,741,057
Полная нагрузка1,482,01

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

Схемы снеговых нагрузок и коэффициенты m

Номер схемыПрофили покрытий и схемы снеговых нагрузок

Коэффициент m и область

применения схем

1

Здания с односкатными и двускатными покрытиями

m = 1 при a £ 25°;

m = 0 « a ³ 60°.

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

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

m = 0 « a ³ 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 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

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.

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

123
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 японской1,21,21
2. Кедр сибирский, кроме Красноярского края0,90,90,9
3. Кедр Красноярского края, сосна веймутова0,650,650,65
4. Пихта0,80,80,8
Твердые лиственные
5. Дуб1,321,3
6. Ясень, клен, граб1,321,6
7. Акация1,52,21,8
8. Береза, бук1,11,61,3
9. Вяз, ильм11,61

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

mв = 1

Таблица 5

Условия эксплуатации (по табл. 1)Коэффициент mвУсловия эксплуатации (по табл. 1)Коэффициент mв
А1, А2, Б1, Б21В2, В3, Г10,85
А3, Б3, В10,9Г2, Г30,75

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 – 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 конструкцийПредельные прогибы в долях пролета, не более
1. Балки междуэтажных перекрытий1/250
2. Балки чердачных перекрытий1/200
3. Покрытия (кроме ендов):
а) прогоны, стропильные ноги1/200
б) балки консольные1/150
в) фермы, клееные балки (кроме консольных)1/300
г) плиты1/250
д) обрешетки, настилы1/150
4. Несущие элементы ендов1/400
5. Панели и элементы фахверка1/250

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.