Расчет покрытия построечного изготовления

К покрытию построечного изготовления можно отнести стропильную систему крыш, которая состоит из конькового бруса, стропильной ноги, обрешетки, стоек, раскосов (затяжек) и в некоторых случаях прогонов.

Расчет представляет собой подбор или проверку принятого бруса любого из составляющих систему элементов.

Произведем расчет стропильной системы, в которой стропильные ноги уложены на прогоны, шаг которых 1200мм. Сечение стропильной ноги составляет 75×150мм, сорт древесины - II, порода – сосна, уложена с шагом 900мм. Обрешетка: брус сечением 50×50мм, из сосны III сорта, уложен с шагом 350мм. Кровля черепица глиняная. Уклон составляет 32˚.

Расчет стропильной ноги

Характеристика изделия

Стропильная нога представляет собой брус сечением 75×150мм, из древесины сосны II сорта. Шаг стропил принят 0,9м.

Обрешетка выполнена из бруса сечением 50×50мм, из древесины сосны III сорта, шаг принят 0,35м.

Расчет производится для здания II класса ответственности, с коэффициентом по ответственности γ_п=0,95.

Расчет производится по I и II группам предельных состояний (на прочность и жесткость).

Расчет нагрузок

Таблица 7. - Сбор нагрузок на 1пм стропильной ноги

Нагрузка	Расчет, м	Норматив. значение, кН/м	Коэффиц. надежн. γf	Расчетн. значение, кН/м
Постоянные: 1.Черепица глиняная   2.Обрешетка   3.Стропильная нога	0,025×27×0,9   0,05×0,05×5,5×   0,075×0,15×5,5×0,9	0,563   0,03   0,056	1,2   1,2   1,2	0,675   0,036   0,067
Всего постоянных:		0,649		0,778
Временные: для I снег. р-на		0,6	1,4	0,8
Полная нагрузка:		1,28		1,66

В случае если часть стропильной ноги является частью мансарды, либо чердак в здании теплый, то в сборе нагрузок необходимо учесть материалы которые подшиваются к стропильной ноге в качестве утеплителя, паро- и гидроизолятора, а также материал верхнего слоя.

Производим перерасчет нагрузки с учетом угла наклона и коэффициента ответственности здания.

Рисунок 10. Расчетная схема

-нормативные значения нагрузки:

, (33)

, (34)

где: γ_п - коэффициент ответственности по надежности здания

-расчетные значения нагрузки:

, (35)

, (36)

Подставляя значения, получаем:

Статический расчет

Расчетный пролет стропильной ноги принимаем равным шагу прогона, если стропильные ноги уложены без прогонов, то длину стропильной ноги принимаем по чертежу от опоры до опоры. Тогда изгибающие моменты от внешних расчетных нагрузок будут равны:

, (38)

Расчет производим по осям x:

Расчет прочности

Определяем моменты сопротивления, принятого сечения, по формулам:

, (39)

где:b-ширина сечения, см;

h-высота сечения, см

Прочность проверяем по условию:

, (40)

где: R_и-расчетное сопротивление древесины изгибу, для сосны II сорта составляет 1,3 кН/см²

Подставляем значения в условие, проверяем прочность по условию 40:

Условие выполняется, следовательно, принятое сечение обеспечивает прочность стропильной ноги.

Расчет жесткости

Расчет жесткости необходим, поскольку значительный прогиб может привести к невозможности эксплуатировать элемент.

Определяем прогиб бруса по формуле:

, (41)

где:q^н-нормативное значение нагрузки, кН/м;

l-расчетная длина пролета, по сути шаг прогонов, м;

E-модуль упругости древесины, кН/см²;

I-момент инерции, см⁴

, (42)

где:b-ширина сечения, см;

h-высота сечения, см

Момент инерции определяем по формуле 42:

Определяем прогибы бруса в обеих плоскостях, по формуле 41:

Критический прогиб составит:

, (42)

В приведенном примере брус стропильной ноги является очень жестким, что дает повышенную хрупкость древесины, лучшим вариантом является изменение длины стропильной ноги в большую сторону, а фактически возможно в данном случае обойтись без прогонов, что позволит сэкономить древесину.

Принятый брус стропильной ноги обеспечивает прочность и жесткость, следовательно, брус сечением 75×150мм может быть принят к эксплуатации.