Расчеты деревянных элементов беседки, крыльца, навеса: стропила, опорные балки, опоры, подкосы

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Это ж надо так забыть нагрузку привезти к линейной

 

Подскажите пожалуйста, я так понимаю в Вашем файле на листе арка идет расчет арки как трехшарнирная с приподнятой затяжкой?
Сужу по тому, что судя по отображению направления силы в затяжке, она работает на растяжение.

 

В "моем" файле:
- добавлены листы для расчета одно- и двухпролетного стропила со свесом;
- несколько модифицирован лист сбора нагрузок.
Больше ничего в нем не менялось, другие листы не проверялись на правильность расчета.
По тем листам, которые добавил, я готов объяснить каждую формулу. По тем, которые были раньше - не готов, я на них просто не смотрел.
Дата создания файла (если не ошибаюсь) 1998 год. Что написал первоначальный автор, что добавили и что исказили последующие редакторы - концов не найдешь. Можно посмотреть, что за эти годы понаписали в расчете стропил.

Как минимум, нужно исправлять еще и выявленные за это время ошибки на листе сбора нагрузок:
- неверный расчет при угле ската больше 60 градусов;
- неверный расчет обрешетки (неправильно определяется момент перехода от учета одной обрешетины к двум).
- может, еще какие-то неточности найдутся.
Когда-то, нужно это исправить и выложить обновление.

Если Вы разобрались с листом "Арка", готовы предложить его правильную версию и отвечать за результат - выкладывайте (здесь или в теме про этот файл). Я включу его в обновление, со ссылкой на Вас, будет понятно, к кому обращаться с возникающими вопросами

 

Да не, я самостройщик, который пытается разобраться)
Просто хотел уточнить в контексте арки одну вещь, чтобы понимать, по хардкору ли сделаны расчеты моментов.

 

Попробуйте сравнить с вот этим: https://mycalcs.ru/truss/a-frame.html
Автор @svg2000, кждый день на форуме, на вопросы отвечает.

 

Для уточнения, немножко не соображу. Для простоты, возьмем пролет 100 см. Получаем: свес 15 см, первый прогон 38 см, второй прогон 57 см и конек на 100 см?

 

Так будет понятнее?

Контрольный расчет:
- пролет 400 см, свес 60 см
- промежуточные опоры 152 см (38%) и 228 см (57%).

Равномерная нагрузка 1000 Н/м
Опорные реакции (считаем от конька): 638.09, 1258.64, 1247.80, 1455,47
Нагрузки на коньковый и дополнительные прогоны, чуть-чуть отличаются от 1:2:2, есть отклонение на 2.2%. Это результат округления размеров пролетов до целых процентов. Формально, их можно привести к соотношению 1:2:2, сдвинув прогоны на миллиметры, но вряд ли это практически реализуемо, и нужно за этим гнаться.

 

Из точки А в точку Б, или скромные развлечения

На досуге, приделал к этому калькулятору "двухслойных" конструкций https://www.forumhouse.ru/posts/25110857/ еще один лист. Раньше, на всех лагах была одинаковая нагрузка, теперь одну из них стало можно нагружать индивидуально.
Сижу, смотрю, как работают неразрезные лаги, опирающиеся на промежуточную балку.

Модельный пример такой:
- комната 6х6, со стеной по периметру;
- опорная балка 200х150, промежуточная опора делит ее в отношении 4:2 м;
- балка не по центру комнаты, делит пролет лаг в отношении 3.6:2.4;
- лаги неразрезные 200х50 с шагом 60 см, 9 лаг;
- лаги и балка вертикально связаны, чем-то вроде такого

Человек весом 1200 Н идет по лаге, от стенки до стенки (упитанный такой человек, типа меня ).

Теоретически, нагрузка с лаги передается на балку, балка прогибается, тянет за собой другие лаги. Будучи связанными с балкой, они принимают часть нагрузки на себя, балка и все лаги работают совместно.
В принципе, небольшой эффект от этого есть, лаги (та, на которой стоим, и 4-5 соседних) берут на себя по 3-5.5% нагрузки.
Дело в том, что лаги такого сечения и длины - недостаточно жесткие. Если, например, заменить сечение лаг на 300х50, или пропорционально уменьшить общий пролет лаг с 6 до 4 метров, они начнут брать на себя уже по 6-14% каждая. А дополнительный прогиб балки под нагрузкой, уменьшится на 40% (не забываем, что балка сама по себе непростая, двухпролетная с неравными пролетами).

На закуску, в качестве развлечения - картинка, след от перемещения нагрузки вдоль лаги, красная точка - положение нагрузки. Сетка, конечно, грубовата Не знаю, будет ли она воспроизводиться

 

@Anuralfh, @svg2000, @e1g1o, и другие сочувствующие!
Гулять, так гулять. Я знаю, вам понравится.
Я себе небольшой "оракул" написал.


Понимает только дерево, ОСП и фанеру не любит. Хотел еще поправки добавить, но плюнул.
Основной мотив, угадывает достаточно точно.

Предлагаю развлечение: вы выбираете размер помещения, сечение и шаг равномерно расставленных лаг и балок (не больше 12 лаг и не больше 2 балок). Можно еще доску сверху постелить, 1-2 слоя, но проверить потом нечем.
Соберем несколько конфигураций, и сразу все сравним с дискретным расчетом.

Лишнее, потом попросим удалить.

 

Выбор расчетной снеговой нагрузки

Любопытных нет? Ну ладно. Если коротко, считается деревянная пластина с опертым краем, без главной (диагональной) жесткости. Поэтому, ОСП, фанера, и даже шпунтованная доска (имеющая некоторую диагональную жесткость) не подходят. Подходят перекрестные системы балок, лаг, дощатых настилов. Пара примеров:

В первом случае, дискретный расчет дает 13.88 мм, во втором - 24.32, то есть ошибка в доли процента. Когда центр пластины попадает на лагу, калькулятор показывает чуть больше, чем дискретный расчет, когда центр попадает на настил - чуть меньше.

Собственно, я хотел рассказать про одну статью, которая мне попалась (ну, если честно, я ее специально искал ), из сборника трудов ЦНИИПСК им. Мельникова. Называется "Предложения по назначению расчетной снеговой нагрузки", серьезный коллектив авторов, из которых 3 доктора наук.
Вкратце, о чем идет речь:
- изменчивость максимумов снегового покрова, наилучшим образом аппроксимируется двойным экспоненциальным распределением Гумбеля;
- ряд авторов (ЦНИИСК им. Кучеренко) определил параметры этого рапределения для Москвы, по данным многолетних наблюдений;
- установленная на момент написания, расчетная нагрузка 1800 Па (1.8 кН/м2 или около 183.5 кг/м2), за 50-летний срок эксплуатации давала вероятность ее превышения около 88.5%, то есть превышалась достаточно уверенно;
- проектировщикам ответственных сооружений (особенно со сроком эксплуатации 100 лет), предлагалось самостоятельно определять расчетную снеговую нагрузку, принимая значения, гораздо выше указанных в СП.

Собственно, после увеличения расчетной нагрузки в 2016 году, до 2100 Па для 3-го снегового района, ситуация коренным образом не изменилась. До обеспеченности 95% при типичных сроках эксплуатации, расчетные нагрузки еще повышать и повышать.

Я сделал по упомянутой модели пару табличек. чтобы было понятнее, о чем идет речь. В первой таблице, вероятность не превысить заданый уровень нагрузки за периоды различной продолжительности. Вероятность превысить хотя бы один раз, естественным образом, 1-P

Во второй таблице - какие уровни расчетной нагрузки нужно использовать (в Па), чтобы получить обеспеченность 90%, 95% и 99% на различных периодах.

То есть, чтобы иметь вероятность не превышения расчетной нагрузки за 50 лет 95%, нужно задаваться ее величиной 2852 Па.

 

@SergeChe, это хорошо, ещё больше свободы дачным постройкам.

Ни капли не удивлён. Ибо в своих краях один раз наблюдал полутораметровый слой снега. А у нас согласно СП снега не бывает. Хорошо такой слой не держится на крыше, дома просто аккуратно целиком заметает.

 

@SergeChe, приветствую, небольшой вопрос по калькулятору, возможно уже рассматривался но поиск мне не помог
В нем как то учитывается что разное опирание балки на конструкцию, соответственно если балка 4м общей длинной, опирается на 15см с каждой стороны, пролет получается 3,7м, если выставить "базовая опора 1" = 0, "базовая опора 2" = 400, то мне кажется расчет будет не совсем верный, где то я встречал вроде в формулах, где величина опоры участвует в расчете моментов и т. п.

 

Вообще, у нас "идеализированный" случай, где опоры точечные.
Калькуляторов, учитывающих глубину опорной площадки, я как-то не встречал.

Что, как мне кажется, должно происходить:

Балка опирается на 2 опорные площадки. Под нагрузкой, балка прогибается, и фактически опирается на края площадок, ее концы приподнимаются. По краям опорных площадок, балка (или балка и площадка) несколько деформируются.

Деформации обратимы, или необратимы (смятие). В любом случае, места опирания смещены к краям площадок.

Как мы можем посчитать это в калькуляторе, не примере 4-метровой балки с пролетом 3.7 "в свету".
1. Балка с пролетом 370 см, для примера, равномерно нагруженная.

2. Балка длиной 400 см, с пролетом 370 см (опоры смещены на 15 см от концов балки), нагружен только участок над пролетом. Все основные характеристики такие же, кроме линии прогиба - концы балки приподнимаются над опорами:

3. Балка длиной 400 см, с пролетом 370 см (опоры смещены на 15 см от концов балки), нагружена вся балка. Характеристики немного изменились, в т. ч. изменились опорные реакции (добавилась нагрузка на 30 см длины балки над опорами).

Но это, для равномерной нагрузки. Для одной или нескольких точечных нагрузок внутри пролета, не изменилось бы ровным счетом ничего.

Я так думаю, что в простых случаях нужно брать пролет "в свету" (в примере - 370 см).
Когда нам нужно более точно учесть действительно равномерно распределенную нагрузку (например, у нас по балкам настил, на который действует снеговая нагрузка) - нужно считать по 3-му варианту.

 

@SergeChe, добрый день

В расчётном, Stropila2020-001.xls при изменении снеговой нагрузки (например 1000) не меняется
Кз= 1.31

Это нормально?
статус - не квалифицированный пользователь

 

Добрый! На каком листе, при каких прочих параметрах? Кз чего?
Лучше всего, сделать скриншот, чтобы все было видно. Напрмер, PrintScreen-запустить Paint-вставить-сохранить в png или jpg.