Федеральное агенство по образованию

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО образованиЮ

Российской Федерации

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГОПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

новгородский государственный университет

имени ярослава мудрого

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДВУХСКАТНОЙ КРЫШИ

Методические указания

по выполнению курсового проекта

по курсу "Конструкции из дерева и пластмасс"

ВЕликий новгород

УДК 624.014 Печатается по решению

РИС НовГУ

Проектирование двухскатной крыши: Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу " Конструкции из дерева и пластмасс" / Авт. - сост. Д.В.Латышев, М.Ю.Петров, А.С.Вареник; НовГУ им. Ярослава Мудрого. - Новгород, 2006. - 13 с.

Приводится методика расчета и конструирования элементов двух скатной крыши. Содержатся варианты заданий для курсового проектирования.

Предназначены для студентов очного и заочного обучения специальностей 270102 "Промышленное и гражданское строительство" и 270105 “Городское строительство и хозяйство”.

УДК 624.014

Рецензент: В.П. Кудряшов, канд.

техн. наук, доцент

ã Новгородский государственный

университет, 2006

ã Д.В.Латышев, М.Ю.Петров,

А.С.Вареник, составление, 2006

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Двухскатная крыша обычно состоит из:

- мауэрлатов, обеспечивающих пространственную жесткость конструкции и опирающихся на вертикальные несущие конструкции здания;

- лежней, обеспечивающих пространственную жесткость конструкции и опирающихся на вертикальные несущие конструкции здания;

- прогонов, опирающихся на стойки;

- стоек, опорами которых служат лежни;

- стропильных ног, опирающегося на мауэрлат, прогон и подкос;

- кобылок, крепящихся к стропильным ногам и обеспечивающим карнизный свес;

- подкосов, опирающихся на лежень;

- ригелей, крепящихся к стропильным ногам и воспринимающих распор;

- обрешетки, опирающейся на стропильные ноги;

- кровельного покрытия, опирающегося на обрешетку.

В курсовой работе необходимо произвести расчёт и конструирование элементов двухскатной крыши из бруса квадратного или прямоугольного сечения, в соответствии с заданием на проектирование и исходными данными согласно расчетным схемам, с одной стойкой и подкосами (рис. 1), и двумя стойками и ригелем (рис.2). Студенты выбирают исходные данные по двум последним цифрам шифра (прил. 1).

Рис. 1. Вариант двухскатной крыши с одной стойкой и подкосами

Рис. 2. Вариант двухскатной крыши с двумя стойками и ригелем

Курсовая работа состоит из расчётно-пояснительной записки и чертежей, располагаемых на одном листе формата А2.

Текст расчётно-пояснительной записки должен быть написан чернилами или пастой на одной стороне стандартных листов писчей бумаги с оставлением полей: слева - 20 мм, справа - 5¼10 мм. Рисунки выполнять карандашом в удобном для их изображения масштабе. Сбор нагрузок производиться в табличной форме. Изложенный в пояснительной записке материал рекомендуется выполнять в последовательности, указанной в методических указаниях.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

В задание на выполнение курсовой работы входит:

- пролёт стропил (L, см. рис.1)

или расстояния (L₁ и L₂ , см. рис2);

- угол наклона стропил (α);

- нормативная снеговая нагрузка;

- тип покрытия кровли выбирается самостоятельно.

2. РАСЧЕТ ОБРЕШЕТКИ

Обрешетку под кровлю рассчитывают по двум вариантам сочетания нагрузок:

1) собственный вес и снег (расчет на прочность и прогиб);

2) собственный вес и сосредоточенный груз 100кгс (1000Н), величина которого умножается на коэффициент условий работы 1,15. при расчете на сосредоточенный груз, кроме того, расчетное сопротивление умножают на коэффициент 1,2 (монтажная нагрузка).

Обрешетку рассчитывают с учетом неразрезности в пределах двух пролетов. За расчетный пролет l принимают расстояние между осями стропильных ног.

При загружении двухпролетной балки равномерно распределенной нагрузкой от собственного веса и снега наибольший изгибающий момент на средней опоре равен:

М´=0,125ql² (2.1)

а относительный прогиб в пролете

(2.2)

При загружении двухпролетной балки собственным весом q исосредоточенным грузом P наибольший момент в пролете равен:

М"=0,07gl2+0.207Pl (3.3)

При расчете брусков обрешетки полагают, что сосредоточенный груз P передается на один брусок.

При углах наклона кровли α ≥ 10° учитывают, что собственный вес кровли и обрешетки равномерно распределен по поверхности (скату) крыши, а снег- по ее горизонтальной проекции. Поэтому полная нагрузка на 1 пог. М бруска составляет:

q=gs+p_cscos α (3.4)

где g – постоянная нагрузка на 1 м² ската кровли;

p_c – снеговая нагрузка на горизонтальной проекции кровли;

s – расстояние между осями брусков по скату кровли.

Прочность брусков обрешетки проверяют с учетом косого изгиба по формуле:

s= , (3.5)

где M_x и М_y – составляющие расчетного изгибающего момента относительно главных осей X и Y.

W_x и W_y – моменты сопротивления поперечного сечения бруска для осей X и Y.

Составляющие изгибающего момента относительно главных осей бруска равны:

М_х =Мcosα

M_y =Msinα

Полный прогиб бруска с учетом косого изгиба определяют по формуле;

где и – прогибы бруска по осям X и Y.

3. РАСЧЕТ СТРОПИЛЬНОЙ НОГИ

Стропильные ноги при углах наклона кровли α ≥ 10° рассчитываются как неразрезную двухпролетную балку с наклонной осью. Постоянная нагрузка, вычисленная на 1м ² горизонтальной поверхности (ската) кровли, делят cosα, приводя ее к нагрузке на 1 м ² плана покрытия. Нагрузка на стропильную ногу собирается с грузовой площади, ширина которой равна шагу расстановки стропил.

Жесткость стропильных ног проверяют с учетом наклона оси по формуле:

, для расчетной схемы согласно рис. 1

, для расчетной схемы согласно рис. 2

Рис. 3. Расчет стропил

Стропильную ногу рассчитываем как двухпролетную неразрезную балку.

Изгибающий момент в сечении над средней опорой определяют по формуле:

М= , (3.3)

где l ₁ и l ₂ – расстояние по горизонтали от крайних опор до средней опоры стропильной ноги.

Прочность сечения на средней опоре проверяют с учетом ослабления стропильной ноги врубкой. Кроме проверки прочности стропильной ноги в сечении на средней опоре проверяют еще сечение в середине нижнего участка стропил. Изгибающий момент в этом сечении определяют как для простой балки пролетом l ₁, полагая, что вследствие возможной осадки промежуточной опоры опорный момент будет равен нулю.

4. РАСЧЕТ СТОЙКИ И РИГЕЛЯ

Стойку (ригель) рассчитываем как центрально-сжатый элемент большой гибкости.

Стержни большой гибкости рассчитывают только на устойчивость по формуле:

s (4.1)

Коэффициент продольного изгиба φ определяют в зависимости от расчетной гибкости элемента по формуле:

при λ>75 (4.2)

Гибкость λ цельных стержней определяют по формуле:

, (4.3)

где l₀ – расчетная длина;

i – радиус инерции сечения элемента.

Расчетная гибкость сжатых элементов не должна превышать 120.

Подбор сечений центрально-сжатых гибких стержней производят в следующем порядке;

а) задаются гибкостью стержня (для основных элементов-стоек, λ=80…100; для второстепенных-ригелей, λ=120…130) и находят соответствующее ей значение коэффициента φ;

б) определяют требуемый радиус инерции и устанавливают меньший размер поперечного сечения;

в) определяют требуемую площадь и устанавливают второй размер поперечного сечения;

г) проверяют принятое сечение по формуле (4.1)

5. РАСЧЕТ ПОДКОСА

Подкос, как сжато-изгибаемый элемент подвергается одновременному воздействию осевых сил и изгибающего момента, возникающего в результате поперечного изгиба стержня или внецентренного приложения продольных сил.

Сжато-изгибаемые стержни рассчитываются по формуле:

(5.1)

где ξ – коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы при деформации стержня, определяемый по формуле:

(5.2)

Сжато-изгибаемые стержни с меньшей жесткостью поперечного сечения в плоскости, перпендикулярной изгибу, необходимо проверить в этой плоскости на общую устойчивость без учета изгибающего момента по формуле (4.1)

6. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЯ НА ВРУБКАХ

Лобовые врубки рассчитывают на смятие из условия, что расчетное усилие действующее на соединение, не превышает расчетной несущей способности последнего.

Расчет лобовых врубок на смятие производят по основной рабочей плоскости смятия, располагаемой перпендикулярно оси примыкающего сжатого элемента, на полное усилие, действующее на этот элемент.

Расчетную несущую способность соединения из условия смятия определяют по формуле:

(6.1)

где F_см – площадь смятия;

R_смα – расчетное сопротивление древесины смятию под углом к направлению волокон, определяемое по формуле:

(6.2)

Глубина врубок в опорных узлах стержневых конструкций должна быть не более ⅓h, в промежуточных узлах – не более 1/4 h, где h – размер сечения элемента по направлению врубки.

Спецификация древесины
№ поз.	Наименование	Сечение, мм	Длина одного элемента, м	Число элементов	Общая длина, м	Объем древесины, м^3		20
одного элемента	всего
1	Стропила	50×150	-	-	70,8	-	0,53		³8
2	Затяжка	40×150	2,8	4	11,2	0,017	0,068
3	Прогон	2×50×140	-	-	26,8	-	0,118
4	Мауэрлат	2×50×140	-	-	70,8	-	0,496
5	Брус	100×100	-	-	10,5	-	0,105
6	Доска	25×100	-	-	10,0	-	0,025
10	55			15	20	20	20
185

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. СНиП II-25-80 Деревянные конструкции;

2. СНиП 2.01.07-85^* Нагрузки и воздействия;

3. Ю.В. Слицкоухов, В.Д. Буданов Конструкции из дерева и пластмасс. Учеб. Для вузов,– 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1986. - 543 с., ил.

4. Шишкин В. Е. Примеры расчёта конструкций из дерева и пластмасс. Учеб. пособие для техникумов. М., Стройиздат, 1974, 219 с.

содержание

Общие сведения………………………………………………………..3

1. Исходные данные……………………………………………………………4

2. Выбор основных расчетных характеристик……………………………….4

3. Расчет стального настила…………………………………………………...5

4. Расчет вспомогательных балок и балок настила………………………….6

4.1. Нормальный вариант балочной площадки………….…………….……..6

4.2. Усложненный вариант балочной площадки………………...…………...7

5. Сравнение вариантов балочной площадки…………………….…………..8

6. Расчет и конструирование главной балки…………………………………8

6.1. Расчетная схема. Расчетные нагрузки и усилия…………………………8

6.2. Определение высоты балки……………………………………………….9

6.3. Подбор сечения балки…………………………………………………...10

6.4. Проверка прогиба балки…………………………………………………12

6.5. Расчет изменения сечения балки по длине……………………………..12

6.6. Проверка общей устойчивости балки…………………………………..14

6.7. Проверка местной устойчивости стенки балки……………….……..…14

6.8. Расчет соединения поясов балки со стенкой…………………………..18

6.9. Расчет опорной части балки……………………………………………..19

6.10. Расчет и конструирование монтажного стыка балки……….………...20

7. Расчет и конструирование колонны………………………………………22

7.1. Расчетная схема. Расчетное усилие……………………………………..22

7.2. Подбор сечения колонны………………………………………………..23

7.2.1. Подбор сечения сплошной колонны………………………………….23

7.2.2. Подбор сечения сквозной колонны………………………...………...25

7.2.3. Выбор типа сечения колонны…………………………………………27

7.3. Расчет планок…………………………………………………….……….27

7.4. Расчет оголовка колонны………………………………………………..28

7.5. Расчет базы колонны…………………………………………………….29

Приложения…………………………………………………………………...32

Литература…………………………………………………………………….39

Учебно-методическое издание

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДВУХСКАТНОЙ КРЫШИ

Методические указания

по выполнению курсового проекта по курсу

"Конструкции из дерева и пластмасс"

Авторы - составители

Вареник Александр Станиславович

Латышев Дмитрий Викторович

Редактор И.И. Иванов

______________________________________________________________

Дата добавления: 2015-08-29