 |
Расчет стропильной системы
|
|
|
|
Общая схема
Главный элемент наслонных стропил − стропильные ноги. Верхним концом они опираются на коньковый брус (прогон), а нижним − на обвязку.
Стропильная система состоит из обрешетки, стропильных ног с подкосами, затяжки, воспринимающей распор, подстропильных конструкций, состоящих из стоек и конькового прогона. Для стропил применены доски и брусья 2 сорта, обработанные по всей поверхности антипиренами.
Рисунок 7.1 – Конструкция стропильной системы
Исходные данные
Расстояние между продольными стенами – 5,1 м.
Уклон кровли 
.
Кровельный материал - 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 по табл. 1 СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции»: эксплуатационная влажность древесины – до 
, максимальная влажность воздуха при температуре 
– 75%.
Место строительства – г. Кемь
Вес снегового покрова: 
Н/м2
Геометрические размеры элементов стропильной системы
Рисунок 7.2 – Геометрические размеры стропил
, 
, 
, 
, 
, 
,
, 
, 
.
Расстояние от оси лежня до оси внутренней стены 
мм. Высота стропил в коньке 
мм. Высота стропил в коньке
Подкос направлен под углом 
, следовательно 
Длина подкоса
Сбор нагрузок
Таблица 7.1 – Нагрузка на стропила, кН/м2
| Вид нагрузки и ее подсчет | Нормативная | Коэффициент надежности по нагрузке 
| Расчетная |
| Постоянная нагрузка от кровли и обрешетки | 0,174 | – | 0,1964 |
Постоянная нагрузка от кровли и обрешётки с учетом угла наклона кровли:
 ;
 .
| 0,201 | 0,227 | |
Стропильная нога (ориентировочное сечение 
| 0,126 | 1,1 | 0,139 |
Противоконденсатная плёнка
| 0,023 | 1,2 | 0,028 |
Контрейка (сечением  )
| 0,012 | 1,1 | 0,013 |
| Итого постоянная нагрузка: | 0,536 | – | 0,6034 |
| Временная нагрузка | 2,49 | – | 3,49 |
| Всего: | 3,026 | – | 4,09 |
|
|
|
Нагрузка при шаге стропил 1 м:
Расчёт стропильной ноги
Расчётная схема и эпюра изгибающих моментов стропильной ноги представлены на рисунке 7.3. Стропило рассматриваем как неразрезную балку с наклонной осью на трех опорах.
Рис. 7.3 - Расчётная схема и эпюра изгибающих моментов стропильной ноги
Опасным сечением стропильной ноги является сечение в месте примыкания подкоса. Изгибающий момент определяется по формуле:
Так как 
, определим значение момента 
в середине этого пролёта. определяем как для простой балки на двух опорах, считая в запас прочности, что вследствие возможной осадки среднего узла опорный момент будет равен нулю.
, поэтому за расчётный момент принимаем значение 
Требуемый момент сопротивления
–расчётный изгибающий момент;
Задаем ширину сечения 
. Тогда требуемая высота сечения
Рассчитаем стропила из досок. Предварительно принимаем ширину стропил из 2 досок (сечение доски 
мм).
Момент сопротивления принятого сечения доски
Напряжение изгиба
–расчётный изгибающий момент;
–момент сопротивления сечения стропильной ноги;
–продольная сила (см. п. «Расчёт подкоса и затяжки»);
– площадь сечения;
– расчётное сопротивление древесины сжатию
Проверка прогиба стропильной ноги:
Вертикальный предельный прогиб, принимаемый согласно табл. Е.1 СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия»:
Окончательно принимаем сечение стропил из двух досок 
Расчёт подкоса и затяжки
Определим вертикальную составляющую реактивного усилия на средней опоре 
по формуле:
Это усилие раскладывается на усилие 
, сжимающее подкос, и усилие 
, направленное вдоль стропил. С помощью уравнения синусов определим и :
|
|
|
Принимаем подкос шириной 6 см, равной ширине стропила.
Подкос рассчитывается как центрально-сжатый элемент
Принимаем гибкость подкоса
Коэффициент продольного изгиба
Требуемая площадь сечения подкоса
Требуемая высота подкоса равна
Принимаем высоту подкоса 10 см.
Принимаем сечение подкоса 
мм.
Площадь сечения 
Горизонтальная составляющая усилия , равная 
создаёт распор стропильной системе, который погашается затяжкой.
Затяжку проектируем из доски 
см, крепление к стропилам гвоздями 
мм.
Несущая способность гвоздя
Несущая способность гвоздя по 1 срезу
Несущая способность гвоздя по 2 срезу
Необходимое количество гвоздей
Принимаем 8 гвоздей мм.
Для восприятия усилия H ставим по 4 гвоздя с каждой стороны.
Рис. 7.4 – Крепление затяжки
Полная несущая способность соединения
|
|
|
