РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА ЗДАНИЯ Вариант задания № 258 РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист Задача №1. Тема: "Проектирование стропильной системы покрытия" Исходные данные: 1. Объект проектирования - поперечная стропильная портальная однопролетная двухшарнирная рама пространственного каркаса, образованная из стоек С1 с ригелем в виде фермы Ф1, в узлах верхнего пояса которой установлены прогоны П1. 2. Размеры крыши в крайних координационных «А – В» / «1 – 6» осях плане – Lзд x Bзд = 5 x 9 м; 3. Пролет фермы в координационных осях "А" - "В" равен ширине здания l =Bзд = 2 x L= 2 x 8=16 м; 4. Шаг ферм Ф1 по заданию равен шагу колонн К1 продольной рамы B=5м ; 5. Уклон ската =200; 6. Режим эксплуатации и назначение помещений этажа – холодный, технический ; 7. Параметры режима эксплуатации: температура внутри помещения T = 20 ºС, относительная влажность воздуха =60 %. 8. Высота технического этажа h=1,5·hэ = 5,4м 9. Материалы несущих конструкций каркасной системы покрытия (ферм Ф1, прогонов П1, стоек-колонн С1, связей жесткости СГ1, СВ1 и др.) – сталь класса C235 по ГОСТ 27772-2088 10. Ограждающие конструкции последнего этажа (стены: кирпичные или из навесных панелей; выбрать своё решение). Предпочтительна кладка из кирпича, поскольку нижележащие стены здания кирпичные. В кладке кирпичных стен потребуются ниши для размещения стоек С1 и утепление тонких участков стен. В варианте с навесными панелями появятся поперечные рамы, расположенные по крайним цифровым осям, как на рисунке в задании. 11. Место строительства – г. Уфа РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист 12. Условия опирания ферм Ф1 на стойки С1 - шарнирное, а стоек-колонн С1 (по рисунку в общем задании) - на стены, через монолитный ж/б пояс ПМ, - жесткая заделка. 13. Материалы стен : кладка из кирпича керамического марки М100 на растворе цемента марки М100; монолитный пояс из бетона и арматуры классов В22,5 и А400 ; древесина сосна сорта/класса К24 14. Монтажные соединения конструкций каркаса выполнены на болтах класса точности В по ГОСТ…, класса прочности …. по ГОСТ …, а заводские соединения элементов стальных ферм Ф1 и стоек С1 сварные. Цели (задачи) проектирования крыши : Разработка конструкции стропильной крыши в виде пространственного (полного) каркаса, состоящего из однопролетных поперечных двухшарнирных портальных рам, ригелем которых служит ферма Ф1, шарнирно опертая сверху на стойки С1. Результаты проектирования : - уточнение геометрии фермы с размерами стержневых элементов и углами между ними (чертеж-схема с размерами элементов и привязками к координационным осям и узлам); - монтажная схема крыши в плане и разрезах - продольном и поперечном – с выделением (заключением в кружок) основных узлов (чертежи); - узлы опирания ферм Ф1 на стойки С1 и стоек С1 на стены через монолитный ж/б пояс ПМ; - назначение формы и размеров сечения элементов ферм Ф1, стоек-колонн С1 и прогонов покрытия П1 (см. методические рекомендации в общем задании); - шаг прогонов П1 по узлам верхнего пояса с учетом принятой геометрии фермы и размеров панелей верхнего пояса; - конструкция (схема) и расположение в покрытии скатных (марка СГ) и вертикальных (марка СВ) связей жесткости, а также связей по стойкам С1; РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист - послойный состав покрытия с обоснованием выбора слоёв (гидроизоляции, пароизоляции, теплоизоляции и др.) и их свойствами (название материала, толщина, плотность, ГОСТ); - теплотехнический расчет (если нужен по заданию; для теплых покрытий) - сбор нормативных и расчетных нагрузок в Excel с обоснованиями числовых значений; - составление основных расчетных сочетаний нагрузок по СП 20.13330.2016; - составление расчетной схемы фермы с определением узловых сосредоточенных нагрузок с грузовых площадей, равных произведению шага ферм В на размер панели верхнего пояса. Решение: Компоновка каркаса Стропильная конструкция двускатной крыши принята в виде треугольной деревянной фермы с пролетом в осях «А-В» L=16 м. Шаг ферм В = 5 м. Материал конструкции стропильной системы: сосна класса К24 Покрытие здания холодное с уклоном ската крыши =200 Опирание фермы на деревянные стойки С1 шарнирное. Поперечная треугольная стропильная рама ,состоящая из двускатной фермы с покрытием по прогонам ,опертая на стойки С1 ,заложенные в нишах кирпичной кладки наружных продольных стен . Стойки С1 жестко оперты на монолитные ж/б пояс при помощи анкеров. Устойчивость стропильной системы обеспечивается двускатной геометрией покрытия , а также вертикальными связями жесткости , установленными между стойками C1. Для соединения элементов фермы использованы гвоздевые пластины (PSE) МЗП-2 РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист Число панелей верхнего пояса фермы Ф1 принимаем из условия, что рекомендуемый её размер а=1,5…2 м и не должен превышать 3 м. Высота фермы Ф1 h= 2,1м Размер панели нижнего пояса с = l/n (четное) = 1,6 м Размер панели верхнего пояса а= 1,7 м Предварительно приняли размеры сечения элементов ферм из стропил : деревянных – bxh= 150x250, прогоны покрытия по фермам – сосновый брус 120x220 ГОСТ 8486-86Е при шаге прогонов S= 1,7м. Деревянная стойка стропильной рамы С1- bxh= 100x100м . РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист Рисунок-1 . Монтажная схема стропил. У холодной кровли утеплителя нет . Следовательно ,нужен только один защитный слой , который одновременно выполняет функцию гидроизоляции , используется гидроизоляционная пленка – универсальный материал, который отличается высокими гидроизоляционными свойствами . Рисунок- 2. Состав покрытия кровли РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист Рисунок-3. Поперечный разрез 1-1 Геометрическая неизменяемость и жесткость пространственного каркаса стропильной системы обеспечивается работой колонн , ригелей и перекрытий , образующих геометрически неизменяемую систему ; устройством между стойками каркаса стенок жесткости ; укладкой настилов- распоров ; надежным соединением узлов . Рисунок – 4. Узел 1. РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист Рисунок – 5. Узел 2 . Рисунок – 6 . Узел 3. РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист Рисунок – 6. Узел 4 . Сбор постоянных и временных нагрузок на покрытие 1) Постоянные нагрузки (кПа) на покрытие вычислены в таблице 2 по формулам: q H = · g - нормативная нагрузка; q P = q H f - расчетная нагрузка, где - толщина сплошного однородного или приведенного к нему слоя конструкции, м; - плотность материала, кг/м3 ; g =9,81 м/с2 – ускорение свободного падения; f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый для постоянных нагрузок по таблице 7.1 [1]. Приведенная толщина ПР дискретного слоя конструкции, например, обрешетки или балки с площадью поперечного сечения А и шагом S вычисляется по формуле ПР = A / S. 2) Снеговая нагрузка для г. Уфа определена по карте 1 Приложения Ж и разделу 10 [1]. Уфа относится к V снеговому району. Sg=2,5 кПа Полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определено по формуле 10.1 [1 S0 H = ce · ct · · Sg , где сe =1 - коэффициент, учитывающий снос снега ветром с покрытия здания, принимаем в соответствии с п. 10.5... 10.9 [1]; 𝑆g = 3,2 кПа (𝑉 снеговой район, г. Уфа ) – вес снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли. Уклон кровли 20°, принимаем, что µ=1. РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист № Наименование и обоснование нагрузки I Постоянная нагрузка напокрытие Нормативная Коэффициент Расчетная нагрузка qH , надежности по нагрузка кПа qP , кПа нагрузке f 1 Кровельная сталь , t=0,7 мм = 0,007м , 0,053 1,05 0,056 2 Дощатый настил t = 25 мм = 0,25 м , ρ = 500 кг/м3 0,0125 1,1 0,0137 3 Гидроизоляция « Изоспан» t = 4 мм = 0,004 м 0,0039 1,3 0,0051 4 Стропила деревянные (сосна) t x b=0,1 x 0,1 м с шагом 1 м , ρ= 500 кг/м3 0,05 1,1 0,055 6 Прогоны (сосна ) t x b = 0,15 x 0,175 м с шагом 1,7 м , ρ= 500 кг/м3 0,075 1,1 0,0825 7 Собственный вес деревянной фермы 0,2 1,1 0,22 Итого постоянная Pd: 0,3944 0,4322 II Временная нагрузка от снега на горизонтальную проекцию покрытия 1 Максимальная кратковременная PHMAX = ce · ct · · Sg =0,85·1·1·3,2= 2,72 кПа 2,72 1,4 3,8 2а Длительная PHL= 0,5 PHMAX=0,7 · 2,72 = 1,36 кПа 1,36 1,4 1,9 PHMIN 0,7 1,4 0,95 2б Минимальная кратковременная =0,5PHMAX =0,5 · 1,36 = кПа III Основные сочетания нагрузок: S1P=(PdP+PPMAX·ψt,1· cos(α)) 0,4322+3,8·1·0,93 = 1,527 кПа = S2H=(PdH+PLH·ψt,1· cos(α)) 0,3944+1,36·1·0,93= кПа = 1,527 1,659 Табл. 2. Нагрузки на покрытие РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист Определение угловых нагрузок: Нормативная нагрузка FH =S2H *B*c=1,659*5*1,6=13,272 кН Расчетная нагрузка FP =S1 P *B*c=1,527*1,6*5=12,2 кН РГР «Основы строительных конструкций» Изм. № докум. Подпись Дата Лист
