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 700мм. Сечение стропильной ноги составляет 80Ч150мм, сорт древесины — II, порода — сосна, уложена с шагом 700 мм. Обрешетка: брус сечением 50Ч50мм, из сосны III сорта, уложен с шагом 350мм. Кровля металлочерепица. Уклон составляет 25?.
Брусковые перемычки используются в качестве конструктивного элемента для перекрытия проемов оконных и дверных, кроме этого перемычки могут быть плитными и их расчет будет таким же.
Армирование перемычек производится плоскими, пространственными или гнутыми каркасами. Уточнение армирования лучше производить согласно альбому серии, по которому перемычка принята.
Маркировка перемычек принята по ГОСТ 948-84 в соответствии с требованиями ГОСТ 23009-78.
Первая цифра указывает на размеры сечения в мм., абривиатура ПБ — перемычка брусковая, вторая цифра — округленное значение длины в дм., третья цифра — округленное значение максимальной нагрузки в кН/м. В перемычках имеющих строповочные петли, добавлена строчная «п».
1. Расчет обрешетки
Сбор нагрузок на 1м 2 обрешетки
|
Нагрузка |
Расчет, м |
Норматив. значение, кН/м 2 |
Коэффиц. надежн. гf |
Расчетн. значение, кН/м 2 |
|
|
Постоянные: 1.Асбестоцементные листы |
0,025Ч27 |
0,15 |
1,2 |
0,18 |
|
|
2.Обрешетка |
0,05Ч0,05Ч5,5Ч |
0,019 |
1,2 |
0,0228 |
|
|
Всего постоянных: |
0,169 |
0,2028 |
|||
|
Временные: для II района |
0,85 |
1,4 |
1,2 |
||
|
Полная нагрузка: |
1,019 |
1,4028 |
|||
Производим перерасчет нагрузки на 1пм, с учетом угла наклона и коэффициента ответственности здания.
- нормативные значения нагрузки:
, (1)
, (2)
где: S — шаг обрешетки, м;
гп — коэффициент ответственности по надежности здания
- расчетные значения нагрузки:
, (3)
, (4)
Подставляя значения, получаем:
1.1 Статический расчет
Рисунок.1 Расчетная схема
Расчетный пролет обрешетки принимаем равным шагу стропильной ноги. Тогда изгибающие моменты от внешних расчетных нагрузок будут равны:
, (5)
Расчет производим по осям x и y :
1.2 Расчет прочности
Определяем моменты сопротивления, принятого сечения, по формулам:, (6)
, (7)
где: b -ширина сечения, см;
h -высота сечения, см
Прочность проверяем по условию:
, (8)
где: Rи -расчетное сопротивление древесины изгибу, для сосны III сорта
составляет 0,85кН/см 2
Подставляем значения в условие, проверяем прочность:
Условие выполняется, следовательно, принятое сечение обеспечивает прочность обрешетки.
1.3 Расчет жесткости
Расчет жесткости необходим, поскольку значительный прогиб может привести к невозможности эксплуатировать элемент.
Определяем прогиб бруса по формуле:
, (9)
где: qн -нормативное значение нагрузки, кН/м;
l -расчетная длина пролета, по сути шаг стропильной ноги, м;
E- модуль упругости древесины, кН/см 2;
I -момент инерции, см 4
Момент инерции определяем по формуле:
, (10)
, (11)
Производим расчет:
Моменты инерции также как и моменты сопротивления в обеих плоскостях равны, поскольку сечение бруса квадратное, в случае прямоугольного сечения расчет следует производить раздельно.
Прогиб рассчитывается по формуле:
, (12)
где: Е -модуль упругости древесины, кН/см 2;
I — момент инерции сечения, см 4
Полный прогиб бруса обрешетки составит:
, (13)
Критический прогиб составит:
, (14)
2. Характеристика изделия
Брусковая перемычка марки 2ПБ 16-2, с размерами поперечного сечения 250Ч220мм, длиной 1550 мм, предназначена для перекрытия оконного проема в кирпичной стене. Выполнена из тяжелого бетона класса В 20, с коэффициентом условий работы гb2 =0,9.
В качестве рабочей используется стержневая арматура класса А 400, поперечная — проволочная класса В 500.
Расчет производится по первой группе предельных состояний (на прочность).
|
Паркет тепло-звук изол. 20 мм |
0,01*8 |
0,08 |
1,2 |
0,096 |
|
|
Стяжка 20 мм |
0,02*20 |
0,4 |
1,2 |
0,48 |
|
|
Пенополистирол 50мм |
0,05*10 |
0,5 |
1,2 |
0,6 |
|
|
Плита 220 |
3 |
1,1 |
3,3 |
||
|
Временные |
2 |
1,2 |
2,4 |
||
|
Итого: |
5,98 |
6,876 |
|||
2.1 Сбор нагрузок на 1пм перемычки
При расчете необходимо учесть собственный вес перемычки, вес кирпичного столба над перемычкой, нагрузку от междуэтажного перекрытия.
- собственный вес перемычки:
- Где: b — ширина сечения, м;
- h — высота сечения, м;
p — плотность ж/б плотность железобетона 25 кн/
- коэффициент надежности по нагрузке составляет, 1.1
кН/м
- вес кирпичного столба над перемычкой:
Где: H- высота кирпичного столба над перемычкой, м.
P — плотность кирпичной кладки, плотность кирпичной кладки 18, кн/
Полная нагрузка составит:
Уq=0,462+1,584=2,046кН/м
2.2 Статический расчет
За расчетную схему перемычки принята балка свободно лежащая на двух опорах с равномерно распределенной нагрузкой.
Расчетная длина балки составит, по формуле 2.3.1:
рис.1 Расчетная схема
Согласно принятой расчетной схеме максимальные значения усилий действующих на перемычку определяем по формулам 2 и 3:
2.3 Расчет прочности по нормальному сечению
Расчетная высота сечения перемычки составляет, по формуле 4:
рис.2 Расчетное сечение
Определяем значение коэффициента б0 по формуле 6:
Производим сравнение коэффициента б0 < бR =0,443, получаем, одиночное армирование сечения; располагаем арматуру в растянутой части сечения, значение коэффициента з =0,985. Площадь поперечного сечения рабочей арматуры по формуле 7, составит:
По сортаменту подбираем рабочую арматуру 1Ш14мм класса А 400, площадью As =0,1229см 2. Арматуру объединяем в два плоских каркаса с хомутами Ш5мм из проволоки класса В 500 и продольным монтажным стержнем Ш5мм из стержневой арматуры класса В 500
2.4 Расчет прочности на образование наклонных сечений
Необходимость расчета проверяем по условию 1:
Условие выполняется, проверяем какое количество поперечной силы, бетон воспримет при совместной работе с поперечной арматурой. Для выяснения необходимости дальнейшего расчета проверим условие 1, для этого определяем количество поперечной силы воспринимаемой бетоном по формуле 3: стропильный нагрузка сопротивление
Длина проекции наклонной трещины рассчитывают по формуле 4:
Определяем усилия в поперечных стержнях на единице длины элемента, по формуле 6, шаг поперечных стержней принимаем равным половине высоты Ѕ
- 140=70мм, принимаем 70мм=7см:
Проверяем усилия воспринимаемые поперечной арматурой, по формуле:
Проверяем условие:
Q
Условие выполняется, следовательно, прочность достигнута за счет установки поперечных стержней.
2.5 Армирование перемычки
Брусковую перемычку армируем пространственным каркасом, полученным в результате объединения двух плоских каркасов, в которых в растянутой части располагаем, рабочие стержни Ш6мм класса А 400, в качестве конструктивной используем проволочную арматуру класса В 500. Поперечные стержни и соединительные стержни устанавливаем Ш5мм, продольные монтажные Ш5мм. На приопорных участках стержни устанавливаем с шагом 150мм.
Для строповки перемычки установлены петли Ш12мм из проволочной арматуры класса А 240.
Спецификация арматурных изделий
|
Марка |
Поз |
Наименование |
Кол. |
Масса ед.кг |
Масса, кг |
|
|
КР-1 |
1 |
Ш6 А 400 l=1550 |
1 |
0.335 |
0.335 |
|
|
2 |
Ш5 B500 l=1550 |
1 |
0.232 |
0.232 |
||
|
3 |
Ш4 B500 l=120 |
13 |
0.011 |
0.143 |
||
|
П-1 |
4 |
Ш12 А 240 l=1150 |
2 |
1.02 |
2.04 |
|
Ведомость расхода стали на элемент, кг
|
Марка элемента |
Изделия арматурные |
||||||||
|
Арматура класса |
|||||||||
|
А 400 |
В 500 |
А 240 |
Всего |
||||||
|
2 ПБ 16-2 |
ГОСТ 5781-82 |
ГОСТ 5781-82 |
ГОСТ 6727-83 |
||||||
|
Ш6 |
Итого |
Ш5 |
Ш4 |
Итого |
Ш12 |
Итого |
|||
|
0.335 |
0.335 |
0.232 |
0.143 |
0.361 |
1.02 |
2.04 |
2.756 |
||
Библиографический список
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/po-jelezobetonnyim-konstruktsiyam/
1. Байков В.Н., Сигалов Э.Е.. Железобетонные конструкции. — М.: Строиздат, 1991
2. Байков В.Н., Попов Г.И.. Строительные конструкции. — М.: Высшая школа, 1986
3. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций. — М.: Стойиздат, 1989
4. Цай Т.Н. Строительные конструкции. В 2-х томах.- М.: Стройиздат, 1985
5. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия.
6. СНиП 11-25-80. Деревянные конструкции.
7. СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные конструкции
8. СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции
9. СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного наряжения арматуры.
