Задача №4 «Расчет гвоздевого соединения»

Подобрать и проверить сечение рабочего настила по 1-й и 2-й группам предельных состояний. Покрытие имеет утепленную рулонную кровлю. Уклон кровли 5,7^○. Дощатый рабочий настил выполнен пустотной конструкцией с установленным сверху сплошным защитным настилом (см. рис. 6). Здание эксплуатируется при температуре 20 ^○С.

Исходные данные:

q = 0,24 кН/м; W=45%;

Снеговой район – 5

Шаг прогонов – 1,3 м

порода древесины – кедр;

сорт древесины – 1.

Размеры сечения назначаются по ГОСТ 24454-80:

Толщина = 22 мм;

Ширина b = 175 мм.

Рисунок 6 – Конструкция дощатого настила по прогонам кровли

Решение

1. Определение расчетных характеристик древесины по смятию вдоль и поперек волокон, скалыванию

m_п– коэффициент перехода для расчетных сопротивлений кедра к соответствующим величинам других пород древесины, определяемый по приложению 1, таблице 2. Для кедра принимается m_п= 0,9.

m_в – коэффициент условий эксплуатации конструкций, определяемый по приложению 1, таблице 3. Предварительно определяется класс влажности, согласно СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции». Влажности 45 % соответствует первый класс эксплуатации. Для первого класса эксплуатации принимается m_в=1.

m_дл – коэффициент, учитывающий длительную нагрузку, определяемый по приложению 1, таблице 4. Принимается m_дл = 0,66.

2. Принимается предварительное сечение доски рабочего настила с зазором между досками 10 см. Определяется нормативная нагрузка от полосы рабочего настила шириной 1 м:

= ,

– ускорение свободного паденияз, м/с²;

– плотность кедра согласно СП 64.13330.2017 «Деревянные конструкции», кг/м³;

b – ширина сечения, cм;

δ – толщина сечения, м;

s – шаг прогонов, cм;

– уклон кровли; cos 5,7^○ = 0,995.

= 9,81 = 0,0406 кН/м

3. Собрать полную постоянную нагрузку

q= q_кр+ q_н= 0,24 * 0,9 * 0,66 * 1,0 + 0,0406 = 0,1832 кН/м

4. Определить величину снеговой нагрузки Р_сн

где – коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под давлением ветра. Для покрытий, защищённых от прямого воздействия ветра, в том числе более высокими зданиями, а также для городской застройки с_Е=1,0 (п.10.6 СП 20.13330.2016).

– термический коэффициент, для неутепленных покрытий зданий с повышенными тепловыделениями, приводящими к таянию снега, равен 0,8.

μ – коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, рассчитываемый согласно приложению Б СП 20.13330.2016. Для двухскатной кровли коэффициент μ зависит от уровня уклона кровли: при угле наклона до 30° коэффициент μ равен 1.

S_g – нормативное значение веса снегового покрова. Для 5 снегового района Р_сн= 2,5 кН/м.

5. Определить максимальное усилие по двум сочетаниям нагрузки:

Рисунок 7 – Первое сочетание нагрузок

= 0,125 (q+Р_сн)L² = 0,125 (0,1832+2,5) * 1,3²* 0,9* 0,66 * 1,0 = 0,337 кНм

Рисунок 8 – Второе сочетание нагрузок

= 0,0703qL²+0,207PL = 0,0703 * 0,1832 * 1,3²+ 0,207 * 2,4 * 1,3= 0,668 кНм

P = = – расчетная сосредоточенная нагрузка, приходящая на 1 м ширины настила при наличии косого защитного настила, когда нагрузка 1 кН передается на ширину настила, равную 0,5 м. Коэффициент надежности по нагрузке = 1,2.