Материал: Проектирование жилого дома на пересечении улиц Профсоюзной и Транспортной в г. Вологда

k = 1; ;

Принимаем

Ориентировочную ширину подошвы фундамента определяем по нормативным нагрузкам по формуле:

, (2.8)

, (2.9)

где  - нормативная нагрузка, приложенная к обрезу фундамента, в кН/м;

- расчетное сопротивление грунта, для суглинков = 0,21МПа;

 - средний удельный вес фундамента и грунта на уступах фундамента, принимается 20кН на 1м;

Н₁ - высота грунта на уступах.

 Н/м

м

Принимаем плиту с шириной подошвы 1,2 м.

R= 332,7 кН/м²

Нормативная нагрузка по сечению 1-1 на уровне подошвы фундамента:

N_n1-1=227,6 кН/м. Требуемая ширина подошвы фундамента по формуле (2.9):

b_тр1-1=1,05×227,6/(332,7-20·1,55)=0,79 м.

Окончательно принимаем ширину подошвы фундамента b_ф=0,8 м.

Расчет тела фундаментной плиты

, кПа, (2.10)

=1,1- для собственного веса фундамента и грунта на его уступах;

кПа

Проверим условие

Вывод: прочность на срез обеспечена.

Рисунок 2.3 - Схема фундамента по оси 6

Армирование фундамента.

Арматурные сетки фундаментных плит расположены в нижней растянутой зоне.

Максимальный изгибающий момент у грани стены равен:

 (2.11)

Требуемая площадь рабочей арматуры фундамента:

 (2.12)

Конструктивно принимаем 4 стержня арматуры А400 диаметром 8 мм c .

2.2 Расчет стропильной крыши

В проектируемом жилом доме, расположенном на пересечении ул. Профсоюзной и транспортной в г. Вологде, принята скатная крыша по деревянным стропилам. Произведем расчет элементов стропильной системы: обрешетки, стропильных ног, стоек и ригелей.

2.2.1 Расчет обрешетки

Принимаем обрешетку из досок сечением 32х100 мм, уложенных с шагом 200 мм. Древесина - сосна. Шаг стропил 0,65 м. Уклон кровли 10⁰. Cos a= 0.985, Sin a=0.174.

Расчет обрешетки под кровлю ведется по двум вариантам загружения:

собственный вес кровли и снег (расчет на прочность и прогиб);

собственный вес кровли и сосредоточенный груз.

Исходные данные:

Принимаем доску из древесины 2-го сорта с расчетным сопротивлением R_u=13 МПа и модулем упругости Е=1´10⁴МПа.

Условия эксплуатации Б2 (в нормальной зоне), табл. 1 [23], m_в=1, табл. 5 [23]; m_н=1,2 для монтажной нагрузки при изгибе, табл. 6. [23].

Коэффициент надежности по назначению _n =1.

Плотность древесины ρ=500 кг/м³.

Коэффициент надежности по нагрузке от веса штрипса _ƒ =1,05; от веса брусков _ƒ =1,1.

Расчетный вес снегового покрова на 1м² горизонтальной проекции поверхности земли по формуле (2.8) S=2350 Н/м².

Расчет настила под кровлю ведется на две комбинации загружения:

а) равномерно распределенная постоянная и временные нагрузки;

б) равномерно распределенная постоянная нагрузка от собственного веса настила и сосредоточенная монтажная нагрузка.

В качестве расчетной схемы настила принимается двухпролетная балка (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4- Расчетная схема настила: а - при первом сочетании нагрузок; б - при втором сочетании нагрузок

Принимаем на проверку обрешетку сечением 100х32 мм.

Таблица 2.4 - Сбор нагрузки на обрешетку

Нормальная составляющая нагрузки при первом сочетании (постоянная+снеговая):

 (g+S cos a), кН/м, (2.13)

q=0,2 (0,122+1,68∙ 0,985)= 0,36 кН/м

- расчетное значение:

q=(g + S ·cos a)·а, кН/м, (2.14)

q=0,2∙(0,135+2,35∙ 0,985)= 0,49 кН/м

где а=0,2 м - шаг досок обрешетки.

При загружении балки равномерно распределенной нагрузкой от собственного веса и снега наибольший изгибающий момент равен:

M=q·l²/ 8, (2.15)

M=q∙l²/8=0,49∙0,65²/8=0,026 кН∙м

где l -расстояние между стропилами, l=0,65 м.

При углах наклона кровли a³10° учитывают, что собственный вес кровли и обрешетки равномерно распределен по поверхности (скату) крыши, а снег - по ее горизонтальной проекции:

M_x = M cos a = 26∙0,985 = 25,61 Н∙м_y= M sin a = 26∙0,174 = 19,24 Н∙м

Момент сопротивления:

, cм³

, cм³

Прочность брусков обрешетки проверяют с учетом косого изгиба по формуле:

, (2.16)

где M_x и M_y - составляющие расчетного изгибающего момента относите главных осей X и Y;

R_u=13 МПа - расчетное сопротивление древесины изгибу;

g_n=1 - коэффициент надежности по назначению.

s=0,0256 ∙10³/17,07∙10^-6+0,0192∙10³/53,33∙10^-6≤13/1

s=1,86 МПа ≤ 13 МПа

Условие выполняется.

Момент инерции бруска определяем по формуле:

;

;

Прогиб в плоскости, перпендикулярной скату:

 , (2.17)

;

Прогиб в плоскости, параллельной скату:

, (2.18)

;

где Е=10¹⁰Па - модуль упругости древесины вдоль волокон, принимаемый по [23].

Полный прогиб:

=  м;

Проверка прогиба:,

где  =  - предельно допустимый относительный прогиб, определяемый по табл. 16 [23].

Принимаем расчетное значение монтажной сосредоточенной нагрузки Р=1200 Н. При загружении балки собственным весом и сосредоточенным грузом наибольший момент в пролете равен:

, (2.19)

М=0,07∙0,135∙0,65 ²+0,207∙1,2∙0,65=0,165 кН∙м.

Проверка прочности нормальных сечений:

, (2.20)

где R_y=13 МПа - расчетное сопротивление древесины изгибу.

g_n=1 - коэффициент надежности по назначению.

s=0,165∙10³ (0.985/17,07∙10^-6 +0,174/53,33∙10^-6 )= 10,1 ≤13∙1∙1,2/1

s=10,1 МПа ≤ 15,6 МПа

Условия по первому и второму сочетаниям выполняются, следовательно принимаем обрешетку сечением b´h=0,032∙0,10 с шагом 200 мм.

2.2.2 Расчёт стропильной ноги

Стропильные ноги представляют собой наклонные балки. При расчете стропил учитывают угол наклона и конструкцию. При углах наклона кровли a≥10°- в качестве расчетной схемы принимают двухпролётную шарнирно-опертую балку с наклонной осью. Нагрузка принимается распределенной по горизонтальной проекции стропильной ноги. Ширина грузовой площади (а) равна шагу стропил - 0,65 м.

Рисунок 2.5 - Наслонные стропила. Расчетная схема двухпролетных стропил

Бруски обрешетки размещены по стропильным ногам, которые нижними концами опираются на мауэрлаты, уложенные по внутреннему обрезу наружных стен. В коньковом узле стропила скрепляются двумя дощатыми накладками. Угол наклона кровли 10⁰.

Производим сбор нагрузок на 1 м2 наклонной поверхности покрытия, данные заносим в таблицу. Для сбора нагрузок условно принимаем сечение 100 ´ 175 мм.

Таблица 2.6 - Сбор нагрузок на стропильную ногу, кН/м²

Снеговая нагрузка:

нормативное значение:

S₀ = 0,7 c_e c_t m S_g ,

где c_e = 1,0, c_t = 1,0,

μ=1 крыши с уклоном меньше 30º(α=10°)

S₀=0,7∙1∙1∙1∙2,4=1,68 кН/м²,

расчетное значение: S=1,4∙1,68=2,35 кН/м².

Для статического расчета находим нагрузку на 1 м погонной длины горизонтальной проекции стропильной ноги.

Нормативное значение:

 (2.21)

= (0,213/0,985+1,68) 0,65= 1,23 кН/м

расчетное значение:

 (2.22)

= (0,235/0,985+2,35) 0,65= 1,68 кН/м

Производим статический расчет стропильной ноги как двухпролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой. Опасным сечением стропильной ноги является сечение в месте опирания на стойку.

Максимальный изгибающий момент, возникающий на опоре В:

 , Н∙м (2.23)

Требуемый момент сопротивления сечения стропильной ноги с учетом ослабления врубкой

, (2.24)

Примем ширину стропильной ноги , тогда

.

Учитывая, что величина врубки примерно 25 мм,

По сортаменту примем . Прочность сечения проверяем по формуле

,где

Проверяем сечение в середине нижнего участка под действием пролетного момента . Значение  определяем как для простой балки на двух опорах пролетом , считая в запас прочности, что вследствие возможной осадки среднего узла опорный момент будет равен нулю:

, (2.25)

Проверяем напряжение

Проверку жесткости наклонной стропильной ноги производим по формуле

, (2.26)

где , .

2.2.3 Расчет подкоса и ригеля

Вертикальная составляющая реактивного усилия на средней опоре стропильной ноги

, (2.27)