Бруски обрешетки размещены по стропильным ногам, которые нижними

Рис. 3.1- Расчетная схема обрешетки

Таблица 3.1

Сбор нагрузки на 1м.п. обрешетки, кН/м

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка		Расчетная нагрузка
I Постоянная 1.Сталь Ruukki 52F+ толщиной 0,5 мм	0,039	1,05	0,041
2.Обрешетка	0,2	1,1	0,22
Итого	0,239		0,261
I I Временная Снеговая	1,68	1,4	2,352
Итого	1,919		2,613

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

кН 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 = 0,327 *cos 29⁰ = 0,286 кН´м

M_y= M*sin a = 0,327*sin 29⁰ = 0,159 кН´м

Момент сопротивления:

см

Прочность брусков обрешетки проверяют с учетом косого изгиба по формуле:

,

где M_x и M_y - составляющие расчетного изгибающего момента относительно главных осей X и Y.

R_y=13 МПа - расчетное сопротивление древесины изгибу.

g_n=0,95 - коэффициент надежности по назначению.

,

Момент инерции бруска определяем по формуле:

cм⁴

cм⁴

Прогиб в плоскости, перпендикулярной скату:

м

Прогиб в плоскости, параллельной скату:

м ,

где Е=10¹⁰Па - модуль упругости древесины вдоль волокон.

Полный прогиб:

= м

Проверка прогиба: ,

где = *L - предельно допустимый относительный прогиб, определяемый по табл. 16 [6].

При загружении балки собственным весом и сосредоточенным грузом наибольший момент в пролете равен:

кН´м

Проверка прочности нормальных сечений:

,

где R_y=13 МПа - расчетное сопротивление древесины изгибу.

g_n=0,95 - коэффициент надежности по назначению.

Условия по первому и второму сочетаниям выполняются, следовательно принимаем обрешетку сечением b´h=0,1´0,05 с шагом 350 мм.

Расчет стропильных ног

Рассчитаем наклонные стропила из брусьев с однорядным расположением промежуточных опор под кровлю из оцинк. кр. железо. Основанием кровли служит обрешетка из брусков сечением 50 100 мм с шагом =0,35 м. Шаг стропильных ног =1 м. Материал для всех деревянных элементов – сосна 2-го сорта. Условия эксплуатации – Б2. Район строительства – г. Вологда.

Рис. 3.2 - Расчетная схема стропильной ноги

Бруски обрешетки размещены по стропильным ногам, которые нижними

концами опираются на мауэрлаты (100*100), уложенные по внутреннему обрезу наружных стен. В коньковом узле стропила скрепляются двумя дощатыми накладками. Для погашения распора стропильные ноги стянуты ригелем – двумя парными досками. Угол наклона кровли 40⁰.

Производим сбор нагрузок на 1 м² наклонной поверхности покрытия, данные заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2
Сбор нагрузки на 1м.п. стропильной ноги, кН/м

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка			Расчетная нагрузка
I Постоянная 1.Кровля металлическая	0,55	0,95	1,05	0,55
2.Обрешетка	0,025	0,95	1,1	0,026
3.Стропильная нога	0,1	0,95	1,1	0,105
4.Утеплитель	0,052	0,95	1,2	0,059
5.Пароизоляция	0,036	0,95	1,2	0,041
6.Подшивка	0,1	0,95	1,3	0,12
7.Гипсокартон 2 слоя	0,31	0,95	1,2	0,35
Итого	1,15			1,22
II Временная Снеговая	0,96		0,7	1,37
Итого	2,11			2,59

где S_q - расчетное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли, принимаемое по табл. СНиП 4 [6], для IV снегового района S_q = 2,4 кПа;

m - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый по п. 5.3 – 5.6 [6].

Производим статический расчет стропильной ноги как двухпролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой. Опасным сечением стропильной ноги является сечение на средней опоре.

Изгибающий момент в этом сечении:

кН м

Вертикальное давление в точке С, равное правой опорной реакции двухпролетной балки составляет:

=4,4 кН

При симметричной нагрузке обоих скатов вертикальное давление в точке С удваивается: кН.

Раскладывая это давление по направлению стропильных ног, находим сжимающее усилие в верхней части стропильной ноги:

кН

Растягивающее усилие в ригеле равно горизонтальной проекции усилия N.

кН.

Проверяем сечение стропильной ноги.

Из условия прочности при изгибе определяем требуемый момент инерции, вводя коэффициент 1,3 для возможности восприятия сечением продольной силы и момента.

м³

Сечение 200*100 мм удовлетворяет требованиям.

W_x=667 см³, J_x=6667 см⁴.

Производим проверку сечения на сжатие с изгибом:

<

Расчетная длина большей части стропильной ноги:

м.

Гибкость в плоскости изгиба:

Коэффициент, учитывающий увеличение изгибающего момента при деформировании оси:

Условие

< R_c Па – выполняется .

Проверяем сечение по деформациям.

Относительный прогиб:

< =0,005

Оставляем сечение 200*100 мм.

Проверим напряжение в середине нижнего участка. Изгибающий момент в этом месте составит:

кН×м.

М₁< М , поэтому дальнейшая проверка не требуется.

Виду небольших значений усилий в ригеле, стойке и подкосах их расчет не производим.

Расчет фундаментов

Расчет фундаментов выполняется по трем сечениям:

- по наружной несущей стене реконструируемого здания;

- по наружной ненесущей стене реконструируемого здания;

- по внутренней несущей стене реконструируемого здания.

3.2.1. Сбор нагрузок на фундамент

Сбор нагрузок выполняется в табличной форме (таблица 3.3-3.5).

Таблица 3.3

Сбор нагрузки от кровли, кН/м²

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка			Расчетная нагрузка
I Постоянная 1.Кровля металлическая	0,55	0,95	1,05	0,55
2.Обрешетка	0,025	0,95	1,1	0,026
3.Стропильная нога	0,1	0,95	1,1	0,105
4.Утеплитель	0,052	0,95	1,2	0,059
5.Пароизоляция	0,036	0,95	1,2	0,041
6.Подшивка	0,1	0,95	1,3	0,12
7.Гипсокартон 2 слоя	0,31	0,95	1,2	0,35
Итого	1,15			1,22
II Временная Снеговая	0,96		0,7	1,37
Итого	2,11			2,59

Таблица 3.4

Сбор нагрузки от междуэтажного перекрытия, кН/м²

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка			Расчетная нагрузка
I Постоянная 1. Конструкция пола 1.1 Доски половые шпунтованные	0,135	0,95	1,1	0,14
1.2 Лаги шаг 500мм	0,032	0,95	1,1	0,033
1.3 Звукоизоляция	0,02	0,95	1,2	0,02
Наименование нагрузки	Продолжение таблицы 3.4 Нормативная нагрузка			Расчетная нагрузка
1.4 Ц.П. стяжка	0,36	0,95	1,3	0,44
1.5Ж/б плита	2,75	0,95	1,1	2,87
2. Вес перегородок	1,92	0,95	1,3	2,37
Итого	5,22			5,87
II Временная От людей и оборудования	1,5		1,3	1,95
Итого	6,72			7,82

Таблица 3.5

Сбор нагрузки от перекрытия первого этажа, кН/м²

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка			Расчетная нагрузка
I Постоянная 1. Конструкция пола 1.1 Доски половые шпунтованные	0,135	0,95	1,1	0,14
1.2 Лаги шаг 500мм	0,032	0,95	1,1	0,033
1.3 Пароизоляция	0,036	0,95	1,2	0,041
1.4 Утеплитель	0,22	0,95	1,2	0,025
1.5 Ц.П. стяжка	0,36	0,95	1,3	0,44
1.6Ж/б плита	2,75	0,95	1,1	2,87
2. Вес перегородок	1,92	0,95	1,3	2,37
Итого	5,45			5,92
II Временная От людей и оборудования	1,5		1,3	1,95
Итого	6,95			7,87

Сбор нагрузок по сечениям (см. рис. 3.3)

Рис. 3.3 Расчетные сечения

Сечение 1-1

Сбор нагрузок от кровли:

-нормативная

-расчетная

Сбор нагрузок от перекрытия:

-нормативная

-расчетная

Сбор нагрузок от стены.

на рис.3.4 представлена фрагмент стены.

Рис.3.4 - Фрагмент стены.

В данном сечении необходимо предусмотреть наличие оконных проемов. Если имеются оконные проемы, то необходимо ввести коэффициент остекления. В сечении имеются оконные проемы, поэтому мы вводим коэффициент остекления.

- нормативная

-расчетная

Сбор нагрузок от фундамента:

-нормативная

-расчетная

Полная нагрузка по сечению 1-1 будет равна:

-нормативная

-расчетная

Сечение 2-2.

Сбор нагрузок от кровли:

-нормативная

-расчетная

Сбор нагрузок от перекрытия:

-нормативная

-расчетная

Сбор нагрузок от стены:

- нормативная

-расчетная

Сбор нагрузок от фундамента:

-нормативная

-расчетная

Сбор нагрузок от несущих элементов:

стойка

-нормативная

-расчетная

ригель

-нормативная

-расчетная

лежень

-нормативная

-расчетная

подкосы

-нормативная

-расчетная

Полная нагрузка по сечению 2-2 будет равна:

- нормативная

- расчетная

Сечение 3-3

Сбор нагрузок от кровли:

-нормативная

-расчетная

Сбор нагрузок от перекрытия: (отсутствует)

Сбор нагрузок от стены:

-нормативная

-расчетная

Сбор нагрузок от фундамента: (как в сечении 1-1)

Полная нагрузка по сечению 3-3 будет равна:

- нормативная

- расчетная

3.2.3. Проверка несущей способности фундамента

Были выполнены инженерно-геологические испытания для определения характеристик грунтов основания под фундаментом здания в г.Вологда. По данным изысканий было выявлено, что существующие фундаменты опираются на суглинок бурый полутвердый моренный. Глубина промерзания определяется по [7]. Для г. Вологда она составляет 1,5м.

Расчетное сопротивление грунта основания R, кПа:

R=

γ_с1, γ_с2 – коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 3 [7]:

γ_с1=1

γ_с2 =1,1

κ – коэффициент, принимаемый равным 1,1, т.к. характеристики грунта определены непосредственными испытаниями

M_γ , M_q , M_c – коэффициенты, принимаемые по табл.4 [7]:

M_γ = 1,06

M_q = 5,25

M_c = 7,67

κ _z – коэффициент, принимаемый равным 1, т.к. в‹10 м

в – ширина подошвы фундамента, м. в = 0,8м

γ_II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), γ_II = 21,6 кН/м³

γ_II^I - то же залегающих выше подошвы

γ_II^I =19,6 кН/м³

с_II - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, с_II = 0,04 кПа

d_I –глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки d_I=1,7м