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

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Немного не так:
- некоторое время назад, до определенных событий на форуме, имело значение, в каком разделе "твоя" тема, и кто в этом разделе модераторы.
- в свое время, когда создавалась тема, я выбрал этот раздел, где оба модератора меня более чем устраивали
- чтобы как-то обосновать присутствие темы именно в этом разделе, было придумано длинное название про "беседки, крыльцо и навес".
На самом деле, речь идет про деревянные балки, "балочные клетки", наслонные стропильные системы, какие-то составные конструкции из дерева. Про металл, мне почему-то не очень интересно.

Давайте, господа, заканчивать. Ну, написал человек "не туда", бывает.

 

Доброго всем. Подскажите пожалуйста. Вопрос по подкосам.
Если я правильно нашёл инфу, подкос делается 45-50°, а вот расчёт нагрузки на балку считать от подкосов или они не полностью её снимают? И ещё вопрос: Нижняя часть подкоса упирается в стойку, а верхняя зажата (закреплена) меж двух досок. Здесь как считать? Спасибо.

 

Мне кажется, модератор абсолютно не обязан ориентироваться в предметном вопросе. Он что, должен вмешиваться в какие-то споры, "присуждать победу" и тереть сообщения, содержание которых ему не нравится? Нет. Его задача - чтобы обсуждения велись корректно, и в соответствии с правилами форума.
В прежние времена, можно было получить предупреждение (или того хуже), сославшись на какой-то коммерческий сайт, даже если ты не хотел что-то рекламировать.
К примеру, я как-то сослался на перевод статьи, но он был размещен в разделе "Статьи" коммерческого сайта. Думаете, я что-то хотел оттуда продать?
Так вот, оба модератора были адекватными людьми, не пытавшимися использовать административные полномочия в дискуссиях (а такое тут бывало), и толерантно относились к случайным нарушениям.

Это тяжелый вопрос, когда нет конкретного примера. Посмотрите схему вот тут https://www.forumhouse.ru/posts/26746315/
1. По нагрузкам. Вполне возможно, что наличие подкоса даст отрицательную опорную реакцию (отрыв) на стойке. То есть, суммарная нагрузка на подкосы будет больше, чем на стойки без подкосов.
2. Балка с подкосами, из изогнутой превращается в сжато-растянуто-изогнутую.
3. Стойка из сжатой - в сжато-изогнутую или сжато-растянуто-изогнутую, зачастую с ослаблением сечения.
4. Сам подкос работает на сжатие, вот тут были сечения и допустимые нагрузки https://www.forumhouse.ru/posts/24355084/

При смещениях (усушка, плохая подгонка) или деформациях соединений (просто за счет податливости гвоздей и прочих нагелей) на считанные миллиметры, подкосы могут начать работать не так, как оно задумывалось https://www.forumhouse.ru/posts/26779604/

 

Немного о прочности, или почему не валятся эти сараи из палок

Сегодня, на примере сопротивления дерева статическому изгибу, я попробую привести мысли в порядок и восстановить всю цепочку: от сопротивления изгибу малых чистых образцов дерева хвойных пород, до расчетного сопротивления изгибу в СП 64.13330. Заодно и посмотрим, где и какие запасы прочности тут «прячутся».

Малые чистые образцы.
Это образцы, отобранные по определенным правилам, без сучков, косослоя и прочих пороков дерева. Для каждого показателя, образцы делают своей определенной формы, в частности для статического изгиба – в виде брусков 300х20х20 мм.

Итак, при статическом изгибе, предел прочности (временное сопротивление) малых чистых образцов сосны и ели влажностью 12% - соответственно 84 и 78 МПа. Средний коэффициент вариации предела прочности при статическом изгибе ν =15%. При этих параметрах, схема эксперимента и распределение предела прочности малых чистых образцов сосны будет иметь примерно следующий вид:

Отметим для себя:
- среднее значение прочности (временного сопротивления) чистых образцов Rчвр – 84 МПа
- нормативное сопротивление (обеспеченность 95%, то есть 95% образцов имеют прочность такую или выше) Rчн = 84 * (1 - 1,645 * ν)=84 * 0,7533 = 64,275 МПа
- расчетное сопротивление (обеспеченность 99%) Řч = 84 * (1 – 2,326 * ν)=84 * 0,651 = 54,688 МПа
- 80% образцов имеют предел прочности не хуже 84 * 87,4% = 73,4 МПа.
Кстати, помимо профильных организаций, характеристики малых чистых образцов ежегодно, на лабораторных работах, определяют сотни студентов соответствующих специальностей. И у них все (более или менее) сходится.

Крупные образцы из пиломатериалов и круглого леса
Есть 2 способа выяснить характеристики крупного образца (доски, бруса или бревна):
- более предпочтительный – испытать множество крупных образцов на соответствующей испытательной машине.

- менее предпочтительный – воспользоваться данными испытаний малых чистых образцов. Для малых образцов, гораздо проще делать массовые испытания, это вам не ломка 4-6-метровых бревен и брусьев на здоровенной испытательной машине. Но придется применить к этим данным поправочные коэффициенты:
Kп - переходный коэффициент, учитывающий влияние пороков на прочность древесины;
Kр - переходный коэффициент, учитывающий влияние размеров рабочего сечения на прочность древесины.
Известно, например, что для бревен и бруса крупных сечений Kр выше, чем для досок и бруса небольших сечений.
Самих коэффициентов не будет – основные работы по ним, сосредоточены в сборниках трудов ЦНИИСК им. Кучеренко за 80-е годы, в сети я их не нашел.
Перейдем сразу к результатам для крупных образцов.

Это данные из Пособия к СНиП II-25-80. Например, временная прочность крупных образцов досок и нетолстых брусьев 2-го сорта 33 МПа, коэффициент вариации тоже уточнен, он 17%.
То есть, отдельные участки доски вполне могут иметь прочность на уровне чистых образцов, но когда мы эту доску сгибаем именно «в местах расположения сортообразующих пороков» (крупные сучки, не допустимые для 1-го сорта, повышенная концентрация сучков на метр длины и т. п.) – прочность в среднем в 2.5 раза ниже.

Длительная прочность древесины
Пока что, речь шла о временной прочности дерева, когда нарастающая нагрузка разрушает образец за пару минут. Как некоторые слышали, особенностью древесины является большое влияние фактора времени на показатели ее механических свойств. Количественной оценкой снижения прочности древесины под нагрузкой с течением времени служит коэффициент длительного сопротивления. Формула у него такая:
Например, за 50 лет под постоянной нагрузкой (это 1.577*10⁹ секунд), основные прочностные характеристики дерева уменьшатся в 1.03 * (1-lg (1.577*10⁹)/18.5) ≈ 0.52 раза.

Когда нагрузка непостоянна, вычисляют эквивалентное время действия. Например, для режима «совместное действие постоянной и кратковременной снеговой нагрузок» (типичного для стропильных систем и взятого в качестве «базового» в СП 64.13330.2011) эквивалентное время за 50 лет составит 3.7*10⁶ секунд, а коэффициент mдл ≈ 0.66. То есть, в этом режиме нагружения, прочность за 50 лет снизится в 1.5 раза.
Можем нарисовать для режима «постоянная и кратковременная снеговая», какими будут кривые распределения, начиная с кратковременного нагружения, через 1, 5, 20 лет, и через 50 лет.

И вот тут, на самом левом краю малинового «колокола», приютилась наша любимая циферка 13 МПа (около 130 кг/см2). Это:
- расчетное сопротивление (с обеспеченностью 99%)
- для дерева, 50 лет подвергавшегося эксплуатации в режиме «совместное действие постоянной и кратковременной снеговой нагрузок»
- в наиболее «слабых» его местах («местах расположения сортообразующих пороков»).

Краткое напоминание:
Наши нормы и правила, ориентированы на надежное строительство. Чтобы с постройкой, спроектированной по нормам, что-то случилось, необходимо сочетание следующих факторов:
- достигнуты или превышены расчетные нагрузки. Обычно, они выбираются так, чтобы это случалось крайне редко, например снеговые нагрузки берутся исходя из 50-летних снеговых максимумов. Ряд неучтенных факторов, может препятствовать их реализации, например не учитываемая «скользкость» кровельного материала, или преимущественное направление ветров, препятствующее снегонакоплению.
- при строительстве использован материал, характеристики которого попадают в худшие 1% для своего сорта
- максимальные нагрузки приходятся точно в самые «плохие» места пиломатериала, где сосредоточены крупные сучки и другие пороки дерева
- постройка простояла под нагрузками несколько десятков лет, так что дерево в значительной мере потеряло свои изначальные характеристики. В принципе, в расчете коэффициента длительного сопротивления, тоже имеется «запас». Насколько я вижу, предполагается, что расчетные нагрузки повторяются каждый год, а не раз в 50 лет.

Отсюда, значительные запасы прочности деревянных строений. И особенно, если при строительстве принимать во внимание свойства дерева, не ставить места концентрации «сортообразующих пороков» в средние трети пролетов или возле опор многопролетных балок, и минимизировать число пороков на «растянутой» кромке балки (для однопролетных балок – на нижней кромке).

 

Добрый день. Знающие люди, подскажите с выбором сечения бруса. Достаточно ли:
Передние опоры (столбы ворот, уже стоят, труба круглая диаметр около 120мм)
Задние опоры профтруба 80х80х3
Передняя балка на двух опорах. Расстояние 5.5-6м сечение 100х200
Задняя балка на трех опорах сечение 150х150
Стропила двойные, шаг 600мм, длина 6 м, сечение 50х200

 

А если передняя балка будет двутавр 16?

 

Проверил двутавр 16 - подходит

 

Или я не правильно посчитал?
А три опоры по заднему пролета из профтрубы 80*80*3 выдержат?

 

Снеговая нагрузка в Тульской области 180.
36*230=8200
На переднюю балку 4100
На метр балки 680
Правильно?

 

Нет.
1. Нормативная снеговая нагрузка, конкретно для Новомосковска, около 148 кг/м2, расчетная 207 кг/м2. Вместе со стропилами, обрешеткой и кровельным материалом, получим где-то 240+ кг/м2.
2. Ширина грузовой площади передней балки 3 м (половина крыши), плюс вес самой балки - выйдем на линейную нагрузку на балку в районе 750 кг/м.
3. По расчету, сечение недостаточно.

Я брал параметры двутавра 16Б1 по ГОСТ 26020-83

С Вашими параметрами тоже не проходит, почему - не знаю


Вам не трудно было, прежде чем писать, посмотреть, о чем тема?
Вот тут, есть специальная тема про 6-7-метровые навесы, для автомобилистов https://www.forumhouse.ru/threads/383575/