Конструктивный расчет стропильной системы
Расчет стропильных ног
Проверка прочности по нормальным напряжениям в ослабленном сечении стропильной ноги от действия отрицательного изгибающего момента и сжимающей силы
.
Проверка прочности по нормальным напряжениям в середине нижнего участка стропильной ноги от действия изгибающего момента и силы
выполняется как для сжато-изгибаемого элемента по формуле:
Здесь - расчетное сопротивление древесины сосны второго сорта сжатию вдоль волокон (таблица 3 [1]).
Прочность стропильных ног обеспечена.
При определении прогиба стропильной ноги в соответствии с таблицей 19 [2] используется длительная снеговая нагрузка с пониженным нормативным значением, которая определяется умножением полного нормативного значения на коэффициент, значения которого приведены в п. 1.7к [2]. Для IV снегового района:
.
Полная линейная нормативная длительная нагрузка на стропильную ногу для расчета прогиба с учетом таблицы 1 составит:
Прогиб без учета деформаций сдвига:
Коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы (таблица 3 приложения 4 [1]): .
Прогиб с учетом деформаций сдвига:
Прогиб с учетом дополнительного момента от продольной сжимающей силы N (п. 4.35 [1]):
Согласно п.2а таблица 19 [2] для пролета предельно допустимый прогиб составляет:
;
и для пролета :
.
Для определения предельного прогиба стропильной ноги пролетом используется формула линейной интерполяции:
где ;
.
Следовательно, .
Таким образом, требование п. 10.1 [2] выполнено. Стропильная нога удовлетворяет требованиям жесткости.
Расчет подкоса
Ширина сечения подкоса равна ширине стропильной ноги, т.е. b=100 мм. Высота поперечного сечения подкоса определяется из условия предельной гибкости сжатого элемента .
В соответствии с существующим сортаментом пиломатериалов (Приложение 1 [3]) принимаем .
Площадь сечения подкоса:
Гибкость: .
Коэффициент продольного изгиба: .
Проверка устойчивости подкоса:
Устойчивость подкоса обеспечена.
Расчет соединения подкоса со стропильной ногой на смятие древесины
Подкос упирается в стропильную ногу лобовой врубкой под углом . Расчетное сопротивление древесины стропильной ноги смятию под углом
торцом подкоса:
где - расчетные сопротивления древесины сосны соответственно вдоль и поперек волокон древесины в лобовой врубке (таблица 3 [1].)
Площадь смятия врубки глубиной :
Проверка прочности древесины на смятие под углом :
Прочность на смятие обеспечена.
Расчет затяжки
Горизонтальная составляющая усилия в раскосе (рис. 4в), равная , создает распор стропильной системы, который воспринимается затяжкой.
Требуемая площадь сечения растянутой затяжки:
где ;
- табличное значение расчетного сопротивления древесины сосны второго сорта растяжению вдоль волокон (п. 2а таблицы 3 [1]);
0,7 – коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления растяжению в конструкциях построечного изготовления согласно примечанию 4 таблицы 3 [1].
Затяжку принимаем из одной доски сечением с площадью поперечного сечения:
.