Sergey65: 25 дек 2013, 18:08
Доброго времени суток, уважаемые форумчане!
Хоть это и не специализированный кровельный форум, решил создать тему здесь, т.к. определенные расчеты тоже имеют место быть. Тем более что, после просмотра изложенной на сайте информации, наконец-то начало что-то абстрактное (даже после просмотра массы информации из Интернета, по большому счету, дающее только общее представление об объекте) приобретать (правда, пока не совсем резкие) контуры. В этом огромнейшее спасибо за доходчивые статьи создателям сайта! Где напрямую, а где интуитивно, но материал понятен (в свое время грызть гранит науки, связанный с изучением сопромата, мне не пришлось).
Прилагаю чертеж (то, к чему я пришел на данный момент, но, конечно же, в сыром виде).
Проблема (для меня) в расчете стропильной системы в том, что внутренняя несущая стена смещена относительно конька. Имеется типовое решение стропилки для данного случая, но вся беда (опять же для меня) в том, что примеры расчета везде приводятся для идеализированных условий (несущая стена под коньком).
Пока из переписки с Doctor Lom для себя выяснил, что:
А) Прогон целесообразен – увеличивает продольную устойчивость системы.
Б) Затяжка обеспечивает дополнительную геометрическую неизменяемость системы в плоскости чертежа. Для упрощения расчетов ее наличие можно не учитывать.
В) В расчетах (сечение, шаг стропила) основываться на пролет в правой стропильной ноге (самый большой), правда, в этом случае для левого стропила будет некоторая избыточность по прочности.
Т.е теперь можно собрать нагрузки и приступить к расчетам по примерам, приведенным на сайте, применительно к моему случаю. Пока иду по легкому пути – делаю расчет для правой стропильной ноги.
В связи с вышеизложенным первые вопросы:
1) Надо ли учитывать при расчетах участок балки от мауэрлата до карниза? Или влияние его на общую картину при расчете стропил незначительно и его можно опустить?
2) Если при общем расчете балки участок балки от мауэрлата до карниза учитывается, в этом случае левую стропильную ногу рассматривать как четырехпролетную, а правую – как трехпролетную неразрезную балку?
Порецензируйте, пожалуйста (критика интересует даже более, чем хвалебные деферамбы), у кого какое мнение по данному вопросу, да и посоветовать – тоже бы даже не помешало. Может, кто уже сталкивался с подобной стропильной системой?
Doctor Lom: 26 дек 2013, 15:25
1) Если кобылка (участок стропильной ноги от мауэрлата до конца стропильной ноги) и основная стропильная нога будут из одного бруса, то наличие кобылки можно учитывать. Это приведет к некоторому уменьшению изгибающего момента в максимальном пролете. Впрочем уменьшение это будет относительно небольшим и для упрощения расчетов наличием кобылок можно пренебречь. К тому же часто кобылки выполняются из отдельного бруса по ряду причин: из-за технических ограничений длины стропильной ноги (не более 6 м), с целью экономии материала (для кобылок может использоваться брус меньшего сечения), для упрощения обработки кобылок (раньше кобылки имели достаточно сложную геометрическую форму иногда даже резьбу и внешним видом действительно напоминали головы лошадей). И при соединении кобылки со стропильной ногой без расчета влияние таких кобылок на максимальный изгибающий момент еще меньше.
2) Участок стропильной ноги от мауэрлата до конца кобылки можно рассматривать, как консоль балки. Консоль - это не дополнительный пролет, а потому степень статической неопределимости стропильных ног при учете кобылок не изменится. Просто без учета кобылок левая стропильная нога может рассматриваться как трехпролетная шарнирно опертая безконсольная балка, а с учетом кобылок - как трехпролетная шарнирно опертая балка с одной консолью. Соответственно правая стропильная нога - как двухпролетная шарнирно опертая балка с одной консолью.
Sergey65: 26 дек 2013, 22:40
Спасибо за ответ.
Рассчитал опорные реакции для правой стропильной ноги (пока разобрался только с этим). Считал как для двухпролетной балки при равномерно распределенной нагрузке. Величина распределенной нагрузки на 1 погонный метр 246,5 кг. (при предварительном шаге стропил = 1 м.). Сумма опорных реакций совпала с общей распределенной нагрузкой на 5,48 м. (общая длина балки), что, как я понимаю, подтверждает правильность вычислений. Rа = 401,302 кг. (опора на мауэлрат), Rб = 1035,99 кг. (средняя опора), Rс = -86,472 кг. (верхняя опора).
Собственно вопрос: Поясните, пожалуйста, по поводу минуса в реакции верхней опоры: я думаю так - общая нагрузка в пролете 4,03 м. превышает общую нагрузку в пролете 1,45 м. настолько, что появляющийся на средней опоре изгибающий момент как бы отрывает стропило от верхней опоры и сила отрыва от верхней опоры = 86,472 кг. Прошу прощения, объяснил по-крестьянски, но как мог.
С уважением.
Sergey65
Doctor Lom: 27 дек 2013, 00:30
Вообще-то при расчете статически неопределимых конструкций, какой является двухпролетная балка, желательно выполнить дополнительную проверку по деформациям (на всех опорах прогибы должны быть равны нулю). Но в целом похоже, что в расчетах вы не ошиблись.
Минус на верхней опоре - коньке, означает, что на стыке стропила будут не давить друг на друга, а наоборот будут расходиться и чтобы обеспечить соответствие расчетной схемы реальным условиям стропильные ноги нужно скреплять между собой, при этом соединение нужно рассчитывать на возникающие растягивающие нагрузки.
Если вы немного уменьшите угол подкоса, то не только уменьшите длину максимального пролета, но и измените значение опорной реакции на верхней опоре (впрочем это не обязательно).
По поводу минуса на верхней опоре - прогиб от действующей нагрузки в пролете 4.03 м настолько велик, что нагрузка, действующая в пролете 1.45 м, не может изогнуть балку до конца в обратном направлении. Это тоже не совсем полное и точное объяснение, но думаю, вы поймете.
Sergey65: 27 дек 2013, 23:57
Доброй ночи!
Расчеты по прогибам на опорах оставляю на потом – сейчас для меня более важно (для того, чтобы разобраться в теме) по Вашим примерам на сайте сделать расчет для правой стропильной ноги.
Спасибо за Ваш ответ, он развеял мои сомнения. Угол подкоса правой стропильной ноги изменять не собираюсь, ввиду того, что по типовым техническим решениям угол как раз идет от 45º до 53º. Выше поднять его смысла нет, а опускать ниже - не позволяют технические решения, да и передача нагрузки на подкос совсем иная, я как понимаю, более касательная.
Считал по сечению правой стропильной ноги – но мысли все завтра (вернее уже сегодня) – сил нет, иду спать.
С уважением.
Sergey65
Sergey65: 30 дек 2013, 09:40
Доброго дня (или ночи) – кому как! Долго не появлялся – приходится работу, приход гостей и домашние дела перемежевывать с расчетами, да и пока разберешься в формулах…
Первое и самое главное – всех с наступающим Новым годом!!! Желаю всем здоровья, благополучия, душевного спокойствия, любви ближних! Ну а себе (как же себя забыть-то) - только остается пожелать, чтобы вся эта каша в голове разложилась по полочкам и началась стройка.
Сделал расчет по Вашим примерам на сайте для правой стропильной ноги. При сечении балки 5 х 20см. и шаге стропил = 1м. (первичный расчет), значения поперечного сечения балки на опоре В: 113,3 < 130 кгс/см² - условие выполнено. А при расчете для середины пролета 4,03 м. значения поперечного сечения балки: 148,31 > 130 кгс/см² - условие далеко НЕ выполнено (для той нагрузки, которую я задал).
Т.е. теперь все внимание - на сечение балки в середине пролета. Для этого уменьшаю шаг стропил – для уменьшения нагрузки на стропильную ногу. Равномерно – распределенный шаг стропил для размеров моей крыши – 99см., для 13 стропил (убедился уже, что не проходит по расчетам), 91 см., для 14 стропил, 85 см. для 15 стропил.
Вопрос:
1) При шаге стропила 1м. и нагрузке на кровлю, например 50 кг/м², нагрузка на 1 погонный метр стропила = 50 кг/м. Теперь при уменьшении шага стропил до 85см. нагрузка на 1 погонный метр стропила уменьшится на поправочный коэффициент 0,85, т.е. теперь нагрузка на 1 погонный метр стропила = 50 х 0,85 = 42,5 кг/м. Можно считать таким образом при сборе нагрузок?
Посчитал для шага стропил 91 см. Теперь при расчете для середины пролета 4,03 м. значения поперечного сечения балки: 135,31 > 130 кгс/см² - условие опять НЕ выполнено.
Посчитал для шага стропил 85 см. Теперь при расчете для середины пролета 4,03 м. значения поперечного сечения балки: 126,61 < 130 кгс/см² - условие выполнено!
Т.е. при сечении стропила = 50 х 200 мм. и шагом стропил = 85 см. условие по прочности выполняется – «… и увидел он, что это хорошо…».
Расчет по прочности обрешетки при пролете 0,8 м. (от стропила до стропила), нагрузки при этом = 210,37 кг/погонный метр стропила, шага обрешетки = 0,35 м. сечении обрешетки 2,5 х 10 см. (под металлочерепицу) – даже с очень большим запасом: 56,04 < 130 кгс/см² - условие выполнено!
Вопрос:
2) При сборе нагрузок при проверке сечения обрешетки необходимо учитывать нагрузку от стропила. Но это вопрос так, для общего развития, т.к. если не учесть, запас по прочности еще больше – я учитывал.
Расчет по прогибу пролета 4,03 м. (при шаге стропила 0,85м.) прошел нормально: 2,015мм. (нормативный прогиб) > 1,4мм. (расчетный прогиб) для 2-го предельного состояния.
Никак не получается расчет по прогибу обрешетки. Значения прогиба при пролете 0,8 м. (от стропила до стропила) очень уж вылезают за расчетные. Но у меня подозрения, что неправильно собираю нагрузки на обрешетину.
Вопрос по расчету прогиба обрешетки:
3) Нагрузку от веса стропила учитываем?
4) Расчетная формула прогиба обрешетки такая-же, как и для стропила?
5) При сборе нагрузок можно ли так: собрать все нагрузки, действующие на обрешетку (ветер, снег по 2му предельному состоянию, обрешетка, металлочерепица), умножить на шаг стропил (0,85м.) и умножить на шаг обрешетки (0,35м.) – получаем нагрузку на одну обрешетину.
Прошу прощенья, если утомил – вроде хотелось расписать последовательность мыслительного процесса. Покритикуйте, пожалуйста, мои рассуждения – все ли верно?
Еще раз с праздником!
С уважением.
Sergey65
Doctor Lom: 30 дек 2013, 12:16
1. Да, при уменьшении шага стропил уменьшается нагрузка на стропила. При этом при определении нагрузки на погонный метр нагрузка на квадратный метр умножается на расстояние между стропилами.
У древесины 1 сорта расчетное сопротивление 140 кг/см2, и если вы будете использовать древесину 1 сорта, то можете принять расстояние между стропилами 91 см.
2, 3. При сборе нагрузок на обрешетку вес стропил не учитывается.
5. При сборе нагрузок на одну балку - обрешетку сначала также определяется нагрузка на квадратный метр (ветер, снег, металлочерепица и обрешетка), а затем это значение для определения погонной нагрузки умножается на расстояние между обрешетками. Умножать на шаг стропил не нужно, так как шаг стропил - это и есть расчетная длина балки - обрешетки.
4. Формула для определения прогиба в общем виде выглядит так:
fх = - θаx + Мх^2/2EI + Ax^3/6EI - qx^4/24ЕI
т.е. для двухпролетной балки стропильной ноги сначала нужно определить угол поворота поперечного сечения на опоре А (а это - отдельная история).
Для обрешетки (наиболее неблагоприятный вариант - однопролетная балка) можно воспользоваться упрощенной формулой
f(0.5l) = - 5ql^4/384ЕI.
где l - расстояние между стропилами.
Но вообще для перекрытий нежилых помещений расчет по прогибу не обязателен.
Sergey65: 30 дек 2013, 14:44
Спасибо за быстрый ответ.
На этом эксперименты по двиганию стропил заканчиваю. Шаг стропил оставляю 0,85м. при сечении стропила 50 х 200мм. и сечении обрешетки 25 х 100мм. Для правой стропильной ноги (я как понял, для нее самые неблагоприятные условия эксплуатации) сошлись и расчеты по прочности и по прогибу (проверил на всякий случай). То же самое и для обрешетки. Что и требовалось доказать.
Конечно, я как понимаю, возможны и другие мероприятия по усилению пролета 4,03 м. – например сдвоенная балка на этом пролете при остальном сечении стропильной ноги, например, 50 х 150мм. или 40 х 150мм. Надо просчитывать, но тут основной эффект – экономический, т.е. при соблюдении условий – наименьшее кол-во древесины (соответственно, и деньжат), а рыбацкая интуиция мне подсказывает, что если и будет эффект, то незначительный – может, чуть сэкономим на древесине, но увеличится трудоемкость работ – но это мысли вслух.
С этим вопросом закончил – спасибо за помощь. Перехожу к изучению расчетов прогона, стойки и подкосов.
С уважением.
Sergey65: 03 янв 2014, 18:19
Скажите, при расчетах при сборе нагрузок в вес самой стропильной системы входит ли вес подкосов стропил, прогона, стоек прогона, подкосов прогона, лежня? А то что-то засомневался, правильно ли считаю. Я понимаю, стропильные ноги с затяжкой – под нагрузкой, собственным весом прогиб и все такое. Могу понять как-то про подкосы стропильных ног (т.к. подкос не перпендикулярен к плоскости стропильной ноги). А остальные элементы стропилки – нагрузки на них вертикальные, все уперто вертикально в центральную несущую стену, прогиба нет (не считаю смятие). Развейте сомнения, пожалуйста.
С уважением.
Sergey65
Читать дальше | 
