Контрольная работа: Расчет строительной ноги

Название: Расчет строительной ноги
Раздел: Рефераты по строительству
Тип: контрольная работа

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

ФГОУ СПО «Санкт-Петербургский Архитектурно-Строительный Колледж»

Контрольная работа

по курсу Ос o бенности проектирования

Выполнил:

студент группы 511 Сз-07

Васильев Михаил Викторович

шифр 28

Руководитель: Е.И. Кирнос


Задача

Рассчитать строительную ногу, если:

• Дерево Граб 1 сорта;

• Тепловлажностный режим эксплуатации A1

• Город Иванова

• Класс ответственности здания III у N = 0.9 кН / м 3

• Шаг стропильных ног 1,3м

• Пролет стропильных ног 4,45 м

• Угол наклона кровли к горизонту 29°

Состав покрытия:

о - кровля и настил q n = 0,20 кН / м 2

q р = 0,25 кН / м 2

о - утеплитель δ = 12 см, у = 3,2 кН / м 3

о - пароизоляция q n = 50 кН / м 2

о - подшивка δ = 19 мм, у = 6,0 кН / м 3


Решение

1. Сбор нагрузок

а) Нагрузка на 1м 2 перекрытия

Наименование Норм. γ f Расчетная
п/п нагрузок кн/м 2 кн/м 2
I Постоянные
1. Кровля и настил 0. 20 0. 25
2. Утеплитель 0.38 1.30 0.494
δ = 0,12 м, у = 3,2 кН / м 3
3. пароизоляция 0,05 1.30 0,065
q n = 0,05 кН / м 2
4 подшивка 0,114 1.30 0.148
δ = 0,019 м, у = 6,0 кН / м 3
Итого постоянные 0,744 0,957
II

Временные

II снег район

Sр.= S табл р

Sр.= 1.2 x 0.881 = 1,057

0,74

СНиП

II-25-80

(п 5.7)

0,7

1,057
Итого временные 0,74 1,057
Полная нагрузка 1,48 2,01

µ прилож.3* учитывает характер кровли для односкатных и двухскатных покрытий.

Схемы снеговых нагрузок и коэффициенты m

Номер схемы Профили покрытий и схемы снеговых нагрузок

Коэффициент m и область

применения схем

1

Здания с односкатными и двускатными покрытиями

m = 1 при a £ 25 ° ;

m = 0 « a ³ 60 ° .

Варианты 2 и 3 следует учитывать для зданий с двускатными покрытиями (профиль б ), при этом вариант 2 — при 20 ° £ a £ 30 ° ; вариант 3 — при 10 ° £ a £ 30 ° только при наличии ходовых мостиков или аэрационных устройств по коньку покрытия

m = 1 при a £ 25 ° ; (промежуточные значения a принимаем по интерполяции)

m = 0 « a ³ 60 ° .

Для a = 29 ° m = 0.886

S табл р = 1.2 кН / м 2 ( табл. 4 СНиП 2.01.07-85*)

Sр.= 1.2 x 0.881= 1,057 кН / м 2

б) Нагрузка на 1м.п. стропильной ноги с учетом собственного веса (линейный элемент), т.к. взборе нагрузок на 1 м 2 покрытия , собственный вес стропил неучтен (незнаем сечение) для древесины , вводится коэффициент K=1,05 учитывающий собственный вес определяется равнораспределенная нагрузка.

в) q = q полн. табл.р. x L x у N x K x cos a

q = 2.01 x 1.3 x 0.95 x 0.9 x 1.05 x 0.87 = 2.04 кН / м 2

cos29 ° = 0.87

2. Статический расчет

Рассматриваем более невыгодную схему нагружения.

Полная нагрузка + сосредаточенный груз .

Полная нагрузка (человек с инструментом) ( q+p), где P н. = 100кг = 1 кН

P = P н x γ f = 1 x 1.2= 1.2 кН

γ f = 1.2

перекрытие прогиб нагрузка сечение

Определяем изгибающий момент действующий в сечении.

М max = q x L 2 /8 + p x L x cos a / 4 = 2.04 x 4.45 2 / 8 + 1.2 x 4.45 x 0.87/ 4 = 6.2 кНм

3. Подбор сечения элемента

Из опыта проектирования принимаем толщину бруса не менее 100 мм.

Находим расчетное сопротивления на изгиб.

R u табл.= 14 Мпа (СНиП II-25-80)

Таблица 3

Напряженное

состояние и

характеристика элементов

Обозначение Расчетные сопротивления, , для сортов древесины
1 2 3
1. Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон:
а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах “б”, “в”) высотой до 50 см R и , R с , R см

14

140

13

130

8,5

85

Уточняем для нашего дерева и тепловлажностного режима, переводные коэффициенты.

Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в табл. 3, на переходные коэффициенты m п , указанные в табл. 4. (СНиП II-25-80)

m п = 1.3

Таблица 4

Коэффициент m п для расчетных сопротивлений

Древесные породы

растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон R р , R и , R с , R см сжатию и смятию поперек волокон R с90 , R см90 скалыванию R ск
Хвойные
1. Лиственница, кроме европейской и японской 1,2 1,2 1
2. Кедр сибирский, кроме Красноярского края 0,9 0,9 0,9
3. Кедр Красноярского края, сосна веймутова 0,65 0,65 0,65
4. Пихта 0,8 0,8 0,8
Твердые лиственные
5. Дуб 1,3 2 1,3
6. Ясень, клен, граб 1,3 2 1,6
7. Акация 1,5 2,2 1,8
8. Береза, бук 1,1 1,6 1,3
9. Вяз, ильм 1 1,6 1

Для различных условий эксплуатации конструкций – на значения коэффициент m в , указанные в табл. 5;

m в = 1

Таблица 5

Условия эксплуатации (по табл. 1) Коэффициент mв Условия эксплуатации (по табл. 1) Коэффициент mв
А1, А2, Б1, Б2 1 В2, В3, Г1 0,85
А3, Б3, В1 0,9 Г2, Г3 0,75

R u = R u табл x m п x m в

R u = 14 x 10 3 x 1.3 x 1 = 18.2 x 10 3 кПА

Определяем геометрические характеристики сечения , в частности момент сопротивления.


W x тр = М max / R u = 6.2 кНм/ 18.2 x 10 3 кн/м 2 = 0.34 x 10 -3 м 3

W x тр = 340 см 3

Зная W x тр можно определить высоту (ширину) сечения бруса.

W x тр = b x h 2 / 6 (геометрическая формула для прямоугольного сечения)

h = √ 6 x W x тр / b = 6 x 340 см 3 / 10см = 14.28 см

По сортаменту пиломатериалов принимаем сечение бруса

b x h = 100 x 150

Проверки принятого сечения ( b x h = 100 x 150)

а) σ =М max / W x ≤ R u ; W x = b x h 2 / 6 = 10 x 15 2 / 6 = 375 см 3

σ =6.2 кНм / 375 x 10 -6 м 3 = 16.53 x 10 3 ≤ R u = 18.2 x 10 3 кПА

б) Проверка жесткости (прогиба).

Деформационный расчет по нормативным нагрузкам, определяем нормативную нагрузку на 1м.п. элемента от собственного веса ; + снег; + сосредаточенный груз.

q н = q табл. н. x L x у n x cos a + b c x h c x у q

q табл. н = 1.42 кн/м 2

у q = 8 кн/м 3

Плотность древесины и фанеры. Приложение 3 (СНиП II-25-80)

q н = 1.42 кн/м 2 x 1,3м x 0.9 кн/м 3 x 0.87 + 0.1 x 0.15 x 8 = 1.57 кн/м


Находим стрелу прогиба

F = 5 x q н x L 4 / 384 x E x Y x + P н x L 3 x cos a / 48 x E x Y x

Y x – момент энерции сечения

Y x = b x h 3 / 12 = 10 x 15 3 / 12 = 2812.5 см 4

E = 10 x 10 6 кПа ( const )

F = 5 x 1.42 кн/м 2 x 4.45 4 / 384 x 10 x 10 6 кПа x 2812.5 см 4 + 1 x 4.45 3 x 0.87 / 48 x 10 x 10 6 кПа x

x 2812.5 см 4 = 0.031 м

Относительный прогиб равен:

F/ L ≤ [ F/ L ] = 1/200

Прогибы элементов зданий и сооружений не должны превышать величин, приведенных в табл. 16

Таблица 16 . (СНиП II-25-80)

Элементы конструкций

Предельные прогибы в долях пролета, не более
1. Балки междуэтажных перекрытий 1/250
2. Балки чердачных перекрытий 1/200
3. Покрытия (кроме ендов):
а) прогоны, стропильные ноги 1/200
б) балки консольные 1/150
в) фермы, клееные балки (кроме консольных) 1/300
г) плиты 1/250
д) обрешетки, настилы 1/150
4. Несущие элементы ендов 1/400
5. Панели и элементы фахверка 1/250

F/ L = 0.031/4.45 = 0.0069 = 1/143 (в долях пролета)

F/ L = 1/143 ≤ [ F/ L ] = 1/200

Вывод: Относительный прогиб больше допустимого , значит жесткость данного сечения обеспечена, принимаем сечение бруса для стропильной ноги b x h = 100 x 150.