Сбор нагрузок

Нагрузки на 1 м² площади настила (КН/м²)

Наименование нагрузки.	Нормативная нагрузка.	Коэф-т надежн. по нагрузке	Расчетная нагрузка.
Постоянная нагрузка:
1)Рулонная трехслойная кровля	0,09	1,3	0,117
2)Цементная стяжка = 2 см		1,3	0,468
3)Утеплитель полистирольный пенопласт		1,2	0,060
4)Пароизоляция – 1 слой пергамина	0,02	1,2	0,024
5) Собственный вес настила (предварительно толщина досок 0,019 м +50% веса досок на обрешетку)	0,019 5+0,05==0,15	1,1	0,165
Всего:	gн = 0,670		g =0,834
Временная: Снеговая нагрузка кН/м,2, где	1,26	1/0,7	S = 1,8

I. Подбор сечения досок и проверка прочности настила:

1. При первом сочетании нагрузок:

Нормативная:

Расчетная:

(МН/м)

Максимальный момент:

Требуемый момент сопротивления сечения настила:

= 53 (см³)

Расчетная ширина настила ,

Требуемый момент сопротивления сечения, см³: ,

Требуемая толщина досок, см: ,

Принимаем доски толщиной

Геометрические характеристики сечения настила:

Напряжения изгиба:

Проверка прогиба настила:

2. При втором сочетании нагрузок.

Постоянная

Монтажная

Максимальный момент под сосредоточенной силой:

Прочность при 2-м сочетании нагрузок: коэффициент, учитывающий кратковременность действия сосредоточенной силы табл.6 [1] ^*Примечание: в состав коэффициентов условий работы настила входят коэффициенты, оговоренные п.3.2. [1], а также коэффициент перехода породы m_п табл.4 [1] _..

Настил щита изготавливаем из досок (15 шт.) 100 х 19

мм. Каждая доска настила присоединяется к раскосам и поперечинам двумя гвоздями

6.2. Пример расчета многопролетного консольно-балочного прогона.

Данные в примере 6.1.

Пролет прогона 4,5м

1) Определим ориентировочную нагрузку от прогона: Нормативная:

Расчетная:

Где к_с.в.= 2….4 – коэффициент собственного веса прогона

Нагрузки на 1 погонный метр пролета прогона:

Нормативная: где шаг прогонов.

Скатные составляющие нагрузок воспринимаются настилами, которые закрепляют прогон от косого изгиба. Расчетная схема прогона – неразрезная многопролетная балка (Рис. 10).

слева и справа от опор (равномоментный вариант).

Максимальный момент:

Требуемый момент сопротивления:

Задаемся отношением высоты сечения прогона к его ширине (h:в = 1,3…1,5) и определяем требуемую высоту сечений:

Принимаем прогон из бруса сечением h в = 15 10см.

Геометрические характеристики сечения:

Напряжения изгиба:

.

Относительный прогиб прогона:

В равномоментных консольно-балочных прогонах необходимо проверить сечение прогона в крайних пролетах, т.к. на первой промежуточной опоре изгибающий момент больше:

Требуемый момент сопротивления:

При h=0,15 м (высота принятого прогона в средних пролетах) ширина:

)

Принимаем сечение прогонов в крайних пролетах равным

Проверим прогиб в крайнем пролёте:

Где - момент инерции прогона в крайних пролётах.

6.3. Пример расчета щитовой обрешетки.

Задача. Рассчитать и запроектировать щитовую обрешетку под холодную кровлю из профилированных листов марки Н57-750-0,7. Основная несущая конструкция – рама пролетом L = 20 м. и шагом расстановки В = 3 м. Уклон верхнего пояса ригеля рамы i = 1:2,5 (cos = 0.928, sin = 0.371). Место строительства – район г. Челябинск.

1) Выбор конструктивной схемы и назначение размеров.

Максимальные размеры щитовой обрешетки 3 2м. Обрешетка состоит из 3-4 прогонов, опирающихся на три стойки щита, и соединяющихся между собой двумя раскосами. Бруски крайних стоек решетки щита прибиваются к верхнему поясу ригеля рамы, обеспечивая устойчивость сжатых поясов основных несущих конструкций из плоскости.

Длина щита обрешетки l = В = 3м., ширину подбираем после определения длины верхнего пояса ригеля:

Ширина щитовой обрешетки:

n = 6 – целое число щитов, т.е. на верхний пояс полурамы укладывается 6 щитов. Проектируем щит из четырех прогонов сечением с шагом расстановки = 0,445м., тогда ширина щита равна:

в_о = 4 0,445 = 1,78(м).

2) Сбор нагрузок на 1 пог.м. пролета обрешетины.

Наименование нагрузки.	Нормативная нагрузка кН/м	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчетная нагрузка КН/м
Постоянная нагрузка 1) Профнастил Н57-750-0,7 . = 0,15 кН/м2	0,06675	1,05	0,0701
2) Обрешетины ()	0,030	1,1	0,033
3) Решетка щитов (50% от веса обрешетки)	0,0125	1,1	0,014
Временная нагрузка Снеговая расчётная	0,561		0,801

Итого: q^н = 0,670 q = 0,978

Т.к. обрешетины работают на косой изгиб, определяем составляющие нагрузки:

а) перпендикулярная скату:

(кН/м),

(кН/м);

б) параллельная скату:

(кН/м),

(кН/м);

3) Проверка подобранных размеров щитовой обрешетки

В плоскости, перпендикулярной скату обрешетина работает как разрезная балка, а в плоскости ската – как двухпролетная неразрезная балка с пролетом l₁ = 0,5 l = 1,5м. (рис. 10).

Моменты в обеих плоскостях:

Геометрические характеристики сечения обрешетины:

(см³);

(см³);

(см⁴);

(см⁴).

Проверка прочности обрешетины:

^*Примечание: в состав коэффициентов условий работы настила входят коэффициенты, оговоренные п.3.2. [1], а также коэффициент перехода породы m_п..

Проверка относительного прогиба прогона:

Учитывая, что нагрузка от собственного веса незначительная, проверяем прочность обрешетины при действии сосредоточенной силы (монтажного груза Р^н = 1 КН).

Расчетная монтажная нагрузка, кН:

Момент от действия монтажной нагрузки:

Прочность при действии монтажной нагрузки, МПа:

,

где m_н = 1,2 – коэффициент, учитывающий кратковременность действия монтажной нагрузки.

4) Расчет прикрепления элементов щита.

Полная скатная составляющая, приходящаяся на весь щит, кН: , где n – количество обрешетин.

Часть этой нагрузки передается непосредственно от прогонов на крайние стойки. Оставшаяся часть скатной составляющей (75%) передается через раскосы на упорные бобышки. Усилие, воспринимаемое одной бобышкой, кН:

а) Бобышки к стойке крепим гвоздями 4 х 100 мм. Несущая способность одного среднего гвоздя, кН:

.

Необходимое число гвоздей

,

принимаем три гвоздя.

б) Крайние стойки щита прибиваем гвоздями 4 120 мм, к верхнему поясу несущей конструкции. Через них скатная составляющая от щита передается поясу.

Необходимое число гвоздей на одну стойку:

принимаем 4 гвоздя.

в) На среднюю стойку от обрешетины передается нагрузка

равная средней опорной реакции двухпролетной балки, нагруженной равномерно-распределенной нагрузкой, кН:

Следовательно, в каждое пересечение элемента решетки с прогоном ставим по одному гвоздю размерами 4 100 мм.

6.4. Пример расчёта двойного перекрестного настила.

При конструировании двойного дощато-гвоздевого настила доски верхнего защитного слоя настила проектируем толщиной 16 мм и шириной 100 мм. Его крепят гвоздями к рабочему настилу под углом 45⁰ 60⁰ . Доски рабочего настила располагают разреженно или сплошным рядом вдоль щита. Зазор между досками рабочего настила рекомендован в пределах Щит настила опирают на 3 прогона. Размеры щита назначают после определения длины верхнего пояса основной несущей конструкции (полурамы, полуарки, полуфермы и т.д.)

Для полурамы (L_рам = 20м) длина верхнего пояса равна, м:

; i=1:5=0,2; ; С учетом конструктивных требований принимаем длину щита: ;

ширину щита: 2м,

где n₁ и n₂ – целые числа, показывающие количество щитов.

Сбор нагрузок на 1 м² площади настила.

Наименование нагрузок. Подсчет нагрузок.	Нормат. нагр. Кн/м2		Расчетные нагрузки
I. Постоянная: 1. Рулонная трехслойная кровля 2. Щиты настила Защитный слой ; 0,016 . 5 Рабочий слой ; 0,019 . 5 . 0,7	0,09 0,08 0,07	1,1 1,1 1,1	0,099 0,088 0,077
Всего	gn =0,24	–	g=0,264
Снеговая нагрузка	1,26	1/0,7	S=1,8