Бруски обрешетки размещены по стропильным ногам, которые нижними
Рис. 3.1- Расчетная схема обрешетки
Таблица 3.1
Сбор нагрузки на 1м.п. обрешетки, кН/м
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка | 
| Расчетная нагрузка |
I Постоянная
1.Сталь Ruukki 52F+ толщиной 0,5 мм
| 0,039 | 1,05 | 0,041 |
2.Обрешетка
| 0,2 | 1,1 | 0,22 |
| Итого | 0,239 | 0,261 | |
I I Временная
Снеговая
| 1,68 | 1,4 | 2,352 |
| Итого | 1,919 | 2,613 |
При загружении балки равномерно распределенной нагрузкой от собственного веса и снега наибольший изгибающий момент равен:
кН 
м 
При углах наклона кровли a³10° учитывают, что собственный вес кровли и обрешетки равномерно распределен по поверхности (скату) крыши, а снег - по ее горизонтальной проекции :
Mx = M*cos a = 0,327 *cos 290 = 0,286 кН´м
My= M*sin a = 0,327*sin 290 = 0,159 кН´м
Момент сопротивления:
см 
Прочность брусков обрешетки проверяют с учетом косого изгиба по формуле:
,
где Mx и My - составляющие расчетного изгибающего момента относительно главных осей X и Y.
Ry=13 МПа - расчетное сопротивление древесины изгибу.
gn=0,95 - коэффициент надежности по назначению.
,
Момент инерции бруска определяем по формуле:
cм4
cм4
Прогиб в плоскости, перпендикулярной скату:
м
Прогиб в плоскости, параллельной скату:
м ,
где Е=1010Па - модуль упругости древесины вдоль волокон.
Полный прогиб:
= 
м
Проверка прогиба: 
,
где 
= 
*L - предельно допустимый относительный прогиб, определяемый по табл. 16 [6].
При загружении балки собственным весом и сосредоточенным грузом наибольший момент в пролете равен:
кН´м
Проверка прочности нормальных сечений:
,
где Ry=13 МПа - расчетное сопротивление древесины изгибу.
gn=0,95 - коэффициент надежности по назначению.
Условия по первому и второму сочетаниям выполняются, следовательно принимаем обрешетку сечением b´h=0,1´0,05 с шагом 350 мм.
Расчет стропильных ног
Рассчитаем наклонные стропила из брусьев с однорядным расположением промежуточных опор под кровлю из оцинк. кр. железо. Основанием кровли служит обрешетка из брусков сечением 50 100 мм с шагом 
=0,35 м. Шаг стропильных ног =1 м. Материал для всех деревянных элементов – сосна 2-го сорта. Условия эксплуатации – Б2. Район строительства – г. Вологда.
Рис. 3.2 - Расчетная схема стропильной ноги
Бруски обрешетки размещены по стропильным ногам, которые нижними
концами опираются на мауэрлаты (100*100), уложенные по внутреннему обрезу наружных стен. В коньковом узле стропила скрепляются двумя дощатыми накладками. Для погашения распора стропильные ноги стянуты ригелем – двумя парными досками. Угол наклона кровли 400.
Производим сбор нагрузок на 1 м2 наклонной поверхности покрытия, данные заносим в таблицу 3.2.
Таблица 3.2
Сбор нагрузки на 1м.п. стропильной ноги, кН/м
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка | 
|
| Расчетная нагрузка |
I Постоянная
1.Кровля металлическая
| 0,55 | 0,95 | 1,05 | 0,55 |
2.Обрешетка
| 0,025 | 0,95 | 1,1 | 0,026 |
3.Стропильная нога
| 0,1 | 0,95 | 1,1 | 0,105 |
4.Утеплитель
| 0,052 | 0,95 | 1,2 | 0,059 |
5.Пароизоляция
| 0,036 | 0,95 | 1,2 | 0,041 |
6.Подшивка
| 0,1 | 0,95 | 1,3 | 0,12 |
7.Гипсокартон 2 слоя
| 0,31 | 0,95 | 1,2 | 0,35 |
| Итого | 1,15 | 1,22 | ||
II Временная
Снеговая
 
| 0,96 | 0,7 | 1,37 | |
| Итого | 2,11 | 2,59 |
где Sq - расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое по табл. СНиП 4 [6], для IV снегового района Sq = 2,4 кПа;
m - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый по п. 5.3 – 5.6 [6].
Производим статический расчет стропильной ноги как двухпролетной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой. Опасным сечением стропильной ноги является сечение на средней опоре.
Изгибающий момент в этом сечении:
кН м
Вертикальное давление в точке С, равное правой опорной реакции двухпролетной балки составляет:
=4,4 кН
При симметричной нагрузке обоих скатов вертикальное давление в точке С удваивается: 
кН.
Раскладывая это давление по направлению стропильных ног, находим сжимающее усилие в верхней части стропильной ноги:
кН
Растягивающее усилие в ригеле равно горизонтальной проекции усилия N.
кН.
Проверяем сечение стропильной ноги.
Из условия прочности при изгибе определяем требуемый момент инерции, вводя коэффициент 1,3 для возможности восприятия сечением продольной силы и момента.
м3
Сечение 200*100 мм удовлетворяет требованиям.
Wx=667 см3, Jx=6667 см4.
Производим проверку сечения на сжатие с изгибом:
< 
Расчетная длина большей части стропильной ноги:
м.
Гибкость в плоскости изгиба: 
Коэффициент, учитывающий увеличение изгибающего момента при деформировании оси:
Условие
< Rc 
Па – выполняется .
Проверяем сечение по деформациям.
Относительный прогиб:
< 
=0,005
Оставляем сечение 200*100 мм.
Проверим напряжение в середине нижнего участка. Изгибающий момент в этом месте составит:
кН×м.
М1< М , поэтому дальнейшая проверка не требуется.
Виду небольших значений усилий в ригеле, стойке и подкосах их расчет не производим.
Расчет фундаментов
Расчет фундаментов выполняется по трем сечениям:
- по наружной несущей стене реконструируемого здания;
- по наружной ненесущей стене реконструируемого здания;
- по внутренней несущей стене реконструируемого здания.
3.2.1. Сбор нагрузок на фундамент
Сбор нагрузок выполняется в табличной форме (таблица 3.3-3.5).
Таблица 3.3
Сбор нагрузки от кровли, кН/м2
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка |
|
| Расчетная нагрузка |
I Постоянная
1.Кровля металлическая
| 0,55 | 0,95 | 1,05 | 0,55 |
2.Обрешетка
| 0,025 | 0,95 | 1,1 | 0,026 |
3.Стропильная нога
| 0,1 | 0,95 | 1,1 | 0,105 |
4.Утеплитель
| 0,052 | 0,95 | 1,2 | 0,059 |
5.Пароизоляция
| 0,036 | 0,95 | 1,2 | 0,041 |
6.Подшивка
| 0,1 | 0,95 | 1,3 | 0,12 |
7.Гипсокартон 2 слоя
| 0,31 | 0,95 | 1,2 | 0,35 |
| Итого | 1,15 | 1,22 | ||
II Временная
Снеговая
| 0,96 | 0,7 | 1,37 | |
| Итого | 2,11 | 2,59 |
Таблица 3.4
Сбор нагрузки от междуэтажного перекрытия, кН/м2
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка |
|
| Расчетная нагрузка | ||
I Постоянная
1. Конструкция пола
1.1 Доски половые шпунтованные
| 0,135 | 0,95 | 1,1 | 0,14 | ||
1.2 Лаги шаг 500мм
| 0,032 | 0,95 | 1,1 | 0,033 | ||
| 1.3 Звукоизоляция | 0,02 | 0,95 | 1,2 | 0,02 | ||
| Наименование нагрузки |
|
|
| Расчетная нагрузка | ||
1.4 Ц.П. стяжка
| 0,36 | 0,95 | 1,3 | 0,44 | ||
1.5Ж/б плита
| 2,75 | 0,95 | 1,1 | 2,87 | ||
2. Вес перегородок
| 1,92 | 0,95 | 1,3 | 2,37 | ||
| Итого | 5,22 | 5,87 | ||||
| II Временная От людей и оборудования | 1,5 | 1,3 | 1,95 | |||
| Итого | 6,72 | 7,82 |
Таблица 3.5
Сбор нагрузки от перекрытия первого этажа, кН/м2
| Наименование нагрузки | Нормативная нагрузка |
|
| Расчетная нагрузка |
| I Постоянная
1. Конструкция пола
1.1 Доски половые шпунтованные
| 0,135 | 0,95 | 1,1 | 0,14 |
| 1.2 Лаги шаг 500мм
| 0,032 | 0,95 | 1,1 | 0,033 |
1.3 Пароизоляция
| 0,036 | 0,95 | 1,2 | 0,041 |
1.4 Утеплитель
| 0,22 | 0,95 | 1,2 | 0,025 |
| 1.5 Ц.П. стяжка
| 0,36 | 0,95 | 1,3 | 0,44 |
| 1.6Ж/б плита
| 2,75 | 0,95 | 1,1 | 2,87 |
| 2. Вес перегородок
| 1,92 | 0,95 | 1,3 | 2,37 |
| Итого | 5,45 | 5,92 | ||
| II Временная От людей и оборудования | 1,5 | 1,3 | 1,95 | |
| Итого | 6,95 | 7,87 |
Сбор нагрузок по сечениям (см. рис. 3.3)
Рис. 3.3 Расчетные сечения
Сечение 1-1
Сбор нагрузок от кровли:
-нормативная 
-расчетная 
Сбор нагрузок от перекрытия:
-нормативная 
-расчетная 
Сбор нагрузок от стены.
на рис.3.4 представлена фрагмент стены.
Рис.3.4 - Фрагмент стены.
В данном сечении необходимо предусмотреть наличие оконных проемов. Если имеются оконные проемы, то необходимо ввести коэффициент остекления. В сечении имеются оконные проемы, поэтому мы вводим коэффициент остекления.
- нормативная
-расчетная
Сбор нагрузок от фундамента:
-нормативная 
-расчетная 
Полная нагрузка по сечению 1-1 будет равна:
-нормативная 
-расчетная 
Сечение 2-2.
Сбор нагрузок от кровли:
-нормативная 
-расчетная 
Сбор нагрузок от перекрытия:
-нормативная 
-расчетная 
Сбор нагрузок от стены:
- нормативная
-расчетная
Сбор нагрузок от фундамента:
-нормативная 
-расчетная 
Сбор нагрузок от несущих элементов:
стойка
-нормативная 
-расчетная 
ригель
-нормативная 
-расчетная 
лежень
-нормативная 
-расчетная 
подкосы
-нормативная 
-расчетная 
Полная нагрузка по сечению 2-2 будет равна:
- нормативная
- расчетная
Сечение 3-3
Сбор нагрузок от кровли:
-нормативная 
-расчетная 
Сбор нагрузок от перекрытия: (отсутствует)
Сбор нагрузок от стены:
-нормативная
-расчетная 
Сбор нагрузок от фундамента: (как в сечении 1-1)
Полная нагрузка по сечению 3-3 будет равна:
- нормативная 
- расчетная 
3.2.3. Проверка несущей способности фундамента
Были выполнены инженерно-геологические испытания для определения характеристик грунтов основания под фундаментом здания в г.Вологда. По данным изысканий было выявлено, что существующие фундаменты опираются на суглинок бурый полутвердый моренный. Глубина промерзания определяется по [7]. Для г. Вологда она составляет 1,5м.
Расчетное сопротивление грунта основания R, кПа:
R= 
γс1, γс2 – коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 3 [7]:
γс1=1
γс2 =1,1
κ – коэффициент, принимаемый равным 1,1, т.к. характеристики грунта определены непосредственными испытаниями
Mγ , Mq , Mc – коэффициенты, принимаемые по табл.4 [7]:
Mγ = 1,06
Mq = 5,25
Mc = 7,67
κ z – коэффициент, принимаемый равным 1, т.к. в‹10 м
в – ширина подошвы фундамента, м. в = 0,8м
γII – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод определяется с учетом взвешивающего действия воды), γII = 21,6 кН/м3
γIII - то же залегающих выше подошвы
γIII =19,6 кН/м3
сII - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, сII = 0,04 кПа
dI –глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки dI=1,7м