Расчет и конструирование стропил

Расчетная схема стропил представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Расчетная схема стропил

Расчетный пролет стропильной ноги вычисляется по формуле:

lсн = d / cosα = 2,15 / 0,93 = 2,31 м,

где d – длина панели фермы (d = 2,15 м).

Сбор нагрузок.

Ширину грузовой площади принимаем равной пролету настила с = 1 м. Нормативное и расчетное значения погонной нагрузки собственного веса qn и q соответственно на метр длины балки определяется по формулам:

qn =gn ∙ c ∙ cosα + gc = 40,5 ∙ 1 ∙ 0,93 + 5 = 42,66 кг/м,

где gс – вес 1 пм стропилы ( предварительно назначается gс = 5 кг/м),

cosα учитывает нормальную составляющую распределенной нагрузки. Касательную составляющую воспринимает защитный настил.

q = g ∙ c ∙ cosα + gc ∙ ϒf = 48,55 ∙ 1 ∙ 0,93 + 5 ∙ 1,1 = 50,65 кг/м,

p = p* ∙ c ∙ cosα = 167 ∙ 1 ∙ 0,93 = 155,31 кг/м,

pn = p ∙ 0,7 = 108,72 кг/м.

Расчет по прочности:

Mmax = 0,125 ∙ (q + p) ∙ lсн2 = 0,125 ∙ (50,65 + 155,31) ∙ 2,312 = 137,4 кг∙м,

Wmin = Mmax / (Ru ∙ mв) = 137,4 / (13 ∙ 105 ∙ 1) = 106 ∙ 10-6 м3 = 106 см3.

Принимаем сечение 100х125 мм. Вес 1 пм бруска такого сечения составляет:

gc = b ∙ h ∙ ρд = 0,1 ∙ 0,125 ∙ 500 = 6,25 кг/м.

Таким образом, необходимо пересчитать нагрузки:

qn =gn ∙ c ∙ cosα + gc = 40,5 ∙ 1 ∙ 0,93 + 6,25 = 43,91 кг/м,

q = g ∙ c ∙ cosα + gc ∙ ϒf = 48,55 ∙ 1 ∙ 0,93 + 6,25 ∙ 1,1 = 52,02 кг/м.

Расчет по прочности:

Mmax = 0,125 ∙ (q + p) ∙ lсн2 = 0,125 ∙ (52,02 + 155,31) ∙ 2,312 = 138,3 кг∙м,

Wmin = Mmax / (Ru ∙ mв) = 138,3 / (13 ∙ 105 ∙ 1) = 106 ∙ 10-6 м3 = 106 см3.

Принимаем сечение 100х125 мм.

Момент сопротивления W и момент инерции I принятого сечения:

W = b ∙ h2 / 6 = 10 ∙ 12,52 / 6 = 260,4 см3,

I = b ∙ h3 / 12 = 10 ∙ 12,53 / 12 = 1627,6 см3.

Расчет на жесткость:

fmax = 5 ∙ (qн + pn) ∙ lсн4 / (384 ∙ E ∙ I) ≤ 1/200 ∙ lсн,

f = 5 ∙ (43,91 + 108,72) ∙ 2,314 / (384 ∙ 109 ∙ 12,2 ∙ 10-6) = 4,64 ∙ 10-3 м,

1/200 ∙ lсн = 2,31 / 200 = 11,55 ∙ 10-3 м,

4,64 ∙ 10-3 м < 11,55 ∙ 10-3 м.

Условие жесткости выполняется.