Материал: Проект жилого двухсекционного двухэтажного здания с деревянными элементами

Предельные прогибы элементов пе­рекрытий помещений жилых и обществен­ных зданий, исходя из физиологических требований, следует определять по формуле:

,

где g - ускорение свободного падения;

р = 0,25кПа - нормативное значение нагрузки от лю­дей, возбуждающих колебания, прини­маемое по табл. Е2 СП 20.13330.2011;

р₁ = 0,525кПа - пониженное нормативное значение на­грузки на перекрытия, принимаемое по таблице Е2 и пункту 8.2.3 СП 20.13330.2011;

q = 1,167 кПа - нормативное значение нагрузки от веса рассчитываемого элемента и опираю­щихся на него конструкций;= 1,5 Гц - частота приложения нагрузки при ходь­бе человека, принимаемая по табл. Е2 СП 20.13330.2011;- коэффициент, принимаемый по табл. Е2 СП 20.13330.2011. В данном случае

- вес одного человека, принимаемый равным 0,8 кН;

Вывод: сечение балки 100х175 из древесины хвойных пород 2-го сорта удовлетворяет требованиям зыбкости.

4. Подбор клеефанерной балки перекрытия

4.1    Исходные данные

Перекрытие по клеефанерным балкам запроектировано на отметке +3.000; Материал поясов: древесина хвойных пород 2 сорта (сосна), расчетное сопротивление изгибу МПа, расчетное сопротивление скалыванию  МПа по табл. 3 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции», модуль упругости МПа по п. 5.3. СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции».

Материал стенки: березовая фанера марки ФСФ сорт В/ВВ семислойная по табл. 6 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции». Клей КФ-БХ по ГОСТ 14231-78.

Пролет балок - 5,0 м, шаг балок 0,6 м.

Условия эксплуатации - 1.2 по табл. Г2 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции». Коэффициент, учитывающий условия эксплуатации по табл. 7 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции»:

Рисунок 4.1 - Конструкция междуэтажного перекрытия

4.2    Сбор нагрузок

Таблица 3

Сбор нагрузок на клеефанерную балку в кН/м²

Собственный вес балки:

)   Нормативный

кН/см,

2) Расчётный

кН/см,

Нагрузка на 1 метр длины балки:

1) Нормативная

кН/м,

2) Расчётная

кН/м,

4.3    Подбор сечения

Изгибающий момент:

 кНм

Поперечная сила:

 кН,

Рисунок 4.2 - Расчетная схема балки, эпюра моментов и поперечных сил

Высота балки:

 мм,

Принимаем высоту балки h = 420 мм;

Необходимая суммарная толщина фанерной стенки из условия работы на срез:

мм,

h - расстояние между осями поясов, предварительно определяемое по формуле:

h = k₀ ∙ h = 0,8 ∙ 420 = 336 мм,

,

МПа - расчетное сопротивление фанеры срезу, принимаемое согласно табл. 6 п. 5.2 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции».

4.4    Назначение основных поперечных размеров сечения

Принимаем конструктивное решение балки перекрытия - одноступенчатую балку с толщиной фанерной стенки 8 мм. Фанерная стенка приклеивается с внутренней стороны поясов. Верхний и нижний пояса приняты одинакового сечения из вертикальных слоев досок. Направление волокон рубашки фанеры принимаем продольное (вдоль длины балки). Требуемую ширину поперечного сечения находим из условия равной прочности и устойчивости растянутого и сжатого поясов при коэффициенте продольного изгиба:

,

мм,

Где: мм - расстояние между точками раскрепления верхнего пояса из плоскости;

Рисунок 4.3 - Поперечное сечение клеефанерной балки

Требуемая ширина дощатого пояса балки:

 мм,

 мм,

с учетом стандартных размеров принимаем брусок  мм

Таким образом, ширина поперечного сечения балки:

 мм,

Требуемая высота пояса балки:

 см,

 - коэффициент, учитывающий уменьшение напряжений в поясе за счет включения в работу фанерной стенки;

 мм - полная высота балки в сечении;

 мм - расстояние между осями поясов в рассматриваемом сечении;

 МПа - расчетное сопротивление растяжению древесины 2 сорта, принимаемое согласно табл. 3 п. 5.2 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции»;

Сечение верхнего и нижнего поясов принимаем одинаковыми 75х50 с четырехсторонней острожкой их.

Рисунок 4.4 - Поперечное сечение клеефанерной балки

5. Расчет наслонных стропил

5.1    Исходные данные

Расстояние между продольными стенами - 5,0 м. Уклон кровли . Ограждающие конструкции: битумная черепица по сплошному настилу из OSB-3.

Материал: древесина хвойных пород 2 сорта (сосна), расчетное сопротивление изгибу, сжатию  МПа по табл. 3 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции».

Условия эксплуатации - 2.2 по табл. Г2 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции»: эксплуатационная влажность древесины - до , максимальная влажность воздуха при температуре  - 75%.

Место строительства - г. Кондопога.

Вес снегового покрова:  Н/м².

5.2    Геометрические размеры элементов стропильной системы

Рисунок 5.1 - Геометрические размеры стропил

, , , , ,,

, ,

Расстояние от оси лежня до оси внутренней стены мм. Высота стропил в коньке мм. Подкос направлен под углом : .

мм,

мм,

Длина подкоса:

мм

5.3 Сбор нагрузок

Нагрузка при шаге стропил 1 м:

1) Нормативная:

 Н/м;

) Расчетная:

 Н/м;

5.4 Расчет стропильной ноги

Расчет по 1-ой ГПС

Рисунок 5.2 - Расчетная схема стропил

А - эпюра изгибающих моментов, Б - схема для определения усилий , , .

Стропило рассматриваем, как неразрезную балку на трех опорах.

Опасным сечением стропильной ноги является сечение в месте примыкания подкоса. Изгибающий момент определяется по формуле:

 кНм;

Т.к. , то определим значение момента  в середине этого пролета.  определяем, как для простой балки на двух опорах, считая в запас прочности, что вследствие возможной осадки среднего узла опорный момент будет равен нулю.

 кНм;

Т.к. , то за расчетный момент принимаем значение М₁ = 4,70 кНм.

Требуемые момент сопротивления и высота сечения:

 см³,

 см,

Рассчитаем стропила из досок. Предварительно принимаем ширину стропил из 2 досок (сечение доски  мм).

 см³,

Напряжение:

Вывод: сечение из 2-х досок, имеющие размеры 120х175 древесины хвойных пород 2-го сорта полностью удовлетворяет условию прочности.

Расчет по 2-ой ГПС

Прогиб стропильной ноги:

 мм

Вертикальный предельный прогиб, принимаемый согласно табл. Е.1 СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»:

 см,  см

Вывод: сечение из 2-х досок, имеющее размеры 120Х175 древесины 2-го сорта полностью удовлетворяет условию жёсткости.

Расчет подкоса и затяжки

Вертикальная составляющая реактивного усилия на средней опоре стропил:

 кН,

Данное усилие раскладывается на усилие , сжимающее подкос, и усилие , направленное вдоль стропил. Определим  и  , используя уравнение синусов:

,

 кН,

 кН,

Принимаем подкос шириной b = 6 см, равной ширине стропило.

Подкос рассчитывается, как центрально-сжатый элемент.

,

Принимаем гибкость подкоса: ,

Коэффициент продольного изгиба:

,

Требуемая площадь сечения подкоса:

см²,

Требуемая высота подкоса:

см,