Курсовой ДК Одноэтажное складское здание. Клееные деревянные конструкции

Чертежи.dwg

Условная полоса для расчета
Расчетная схема щита
Эпюра изгибающих моментов
Расчетная схема неразрезного прогона
Соединение прогонов на гвоздях
Заготовка полуарки АР-1
Спецификация элементов арки
Металлические элементы
Опорная пластина 8х220

Записка.docx

Расчет и проектирование щита покрытия4
Исходные данные для проектирования4
Сбор нагрузок на щит покрытия5
Первое сочетание нагрузок (постоянная+ снег)6
Второе сочетание нагрузок9
Расчет и конструирование неразрезного многопролетного прогона11
Исходные данные для проектирования11
Сбор нагрузок на прогон11
Расчет прогона по первой группе предельных состояний12
Проверка жесткости прогона14
Расчет стыков прогонов на металлических цилиндрических нагелях15
Расчет и проектирование клееной балки из досок17
Исходные данные для проектирования17
Расчет по первой группе предельных состояний17
Проверка жесткости принятого сечения балки19
Проверка сечения на скалывание вдоль волокон19
Расчет опорной подкладки под клееную балку20
Расчет и конструирование трехшарнирной треугольной арки21
Исходные данные для проектирования21
Подбор сечения верхнего пояса арки21
Расчет металлических частей арки28
Расчет конькового узла31
Расчет поперечной рамы и колонны по ряду Б32
Сбор нагрузок на раму32
Статический расчет рамы35
Подбор сечения клееной колонны по ряду Б36
В курсовом проекте выполняется расчет и проектирование основных несущих конструкций промышленного здания с нормативным сроком эксплуатации .
Здание трехпролетное бесподвальное бесчердачное двускатное. Длина здания – 66м ширина – 34м.
В качестве основных вертикальных несущих конструкций здания используются деревянные дощато-клееные колонны на которые опираются несущие конструкции покрытия. Для крайних пролетов в качестве основных несущих конструкций покрытия приняты деревянные дощато-клееные балки; для средних пролетов – треугольная арка с дощато-клееным верхним поясом. Балки опираются по ряду А на кирпичную стену по ряду Б – на деревянные колонны. Уклон боковых пролетов . Стрела подъема арки .
Кровля выполнена из щитов покрытия по неразрезным прогонам.
Щиты и прогоны – построечного изготовления; колонны балки арки – индустриального. Материал конструкций – древесина сосна.
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЩИТА ПОКРЫТИЯ
В качестве конструкций покрытия принят щит состоящий из сплошного (рабочего) настила – доски толщиной 19 22 25 32 40 44 50 мм (по расчету); с нижней стороны настила подшиты диагональные и поперечные бруски 40х40 мм обеспечивающие пространственную неизменяемость щита. Щиты покрытия укладывают по прогонам шаг прогонов 15 м. Прогоны оперты на две балки. Доски рабочего слоя укладываются не менее чем на три прогона.
В соответствии с СП 64.13330:2011 «Деревянные конструкции» (СНиП II-25-80) расчет щита покрытия рекомендуется выполнять на 2 сочетания нагрузок (п. 8.15 8.16):
- постоянная + снеговая нагрузка (процесс эксплуатации здания);
-собственный вес щита + кН (сосредоточенный груз) – вес монтажника с инструментом (процесс монтажа конструкций покрытия).
Расчет выполняют по первой и второй группе предельных состояний для сочетания (1) и только по первой группе предельных состояний для сочетания (2).
Исходные данные для проектирования
- размер среднего пролета: м;
- размер крайних пролетов: м;
- отметка низа несущих конструкций покрытия среднего пролета: м;
- материал деревянных конструкций: сосна класса С20.
- районы строительства: снеговой – 4;
Сбор нагрузок на щит покрытия
Нагрузки на 1м2 щита покрытия
Наименование нагрузок
Эксплуатационное и характеристическое значение нагрузки (Па)
Коэффициент надежности по нагрузке
Расчетная предельная нагрузка (Па)
Постоянная нагрузка:
Еврорубероид (1 – 2 слоя)
Асфальтовая стяжка (=001м;кгм3)
Утеплитель (фибролит)
Пароизоляция (1 слой толя)
Поперечные и диагональные бруски (50% от п. 5)
«Среднедлительная» снеговая нагрузка
Эксплуатационная расчетная снеговая нагрузка:
где – коэффициент надежности по эксплуатационному значению снеговой нагрузки принимается по табл. 8.3 ДБН В.1.2-2:2006 в зависимости от .
– доля времени эксплуатации в течение которого могут нарушаться условия второго предельного состояния. Для объектов массового строительства допускается принимать = 002. При = 002 по табл. 8.3 .
– характеристическое значение снеговой нагрузки в соответствии с ДБН В.1.2-2:2006:
С – коэффициент определяемый по формуле:
где - коэффициент перехода от веса снегового покрова на поверхности грунта к снеговой нагрузке на покрытие. При угле наклона кровли до 25º
Так как кровля имеет уклон i = 01 т.е. угол наклона кровли составляет 5º40’ то принимаем .
Се – коэффициент учитывающий режим эксплуатации кровли:
- Се = 1 – для отапливаемых зданий;
- Се = 08 – для неотапливаемых зданий;
Сalt – коэффициент географической высоты при расположении объекта до 05км над уровнем моря Сalt = 1.
Предельная расчетная снеговая нагрузка определяется по формуле:
где – коэффициент надежности по предельному значению снеговой нагрузки принимается по табл. 8.1 ДБН.
– нормативный срок эксплуатации; для складских и вспомогательных производственных зданий равен 60 лет.
Первое сочетание нагрузок (постоянная+ снег)
Расчет выполняем как для двухпролетной неразрезной балки с пролетами м (шаг прогонов).
Рис.2. Схема щита покрытия
В соответствии с ДБН В.2.6-161:2010 «Дерев’яні конструкції. Основні положення» по табл. 7.1 и 7.2 собственный вес конструкций является «постоянной» нагрузкой а снеговая (1 неделя – 6 месяцев) – нагрузка «средней продолжительности». Учитывая то что эти распределенные нагрузки относятся к разным классам продолжительности (см. табл. 7.2 ДБН) расчетное сопротивление древесины для них также будут отличаться и определяются по формуле (7.14) ДБН:
Для постоянной нагрузки расчетное сопротивление древесины щита на изгиб:
где: – коэффициент который учитывает класс эксплуатации конструкции и длительность действия нагрузки принимается по табл. 8.1 ДБН. Для 2 класса эксплуатации цельная древесина ;
– коэффициент надежности по материалу принимается по табл. 7.3 ДБН. Для цельной древесины ;
– характеристическое (нормативное) сопротивление древесины на изгиб. Для сосны класса С20 МПа.
– коэффициент который учитывает согласно п. 8.2.3 увеличение нормативного сопротивления при изгибе сечения из цельной древесины при высоте его менее 150мм. Предварительно доски щита приняты толщиной 22мм тогда:
Для снеговой нагрузки расчетное сопротивление древесины щита на изгиб:
где: – для загрузки средней продолжительности.
Вычислим изгибающий момент на средней опоре щита от:
а) постоянной нагрузки;
б) снеговой нагрузки.
Постоянная расчетная нагрузка на 1 м длины настила:
Снеговая расчетная нагрузка на 1 м длины настила:
Расчетное напряжение изгиба щита относительно оси у – у:
см3 – требуемый момент сопротивления полосы щита от постоянной нагрузки;
см3 - требуемый момент сопротивления полосы щита от снеговой нагрузки.
Требуемый момент сопротивления полосы настила от сочетания нагрузок (см):
Толщина досок рабочего настила щита:
Принимаем после острожки толщина составит:
Расчет деформативности настила щита (проверка по 2-му предельному состоянию)
– момент инерции сечения.
Расчетный модуль упругости:
– среднее значение модуля упругости принимается равным 10000МПа.
Эксплуатационная погонная нагрузка на рабочий настил щита:
Относительный прогиб щита:
Принимаем окончательную толщину настила .
Второе сочетание нагрузок
Расчет выполняем только по первому предельному состоянию.
Рис.3. Расчетная схема для второго сочетания
Расчетное значение собственного веса на 1 м длины настила:
Расчетное значение мгновенной нагрузки (2 монтажника на 1 м щита):
Расчет выполняется отдельно т.к. g – постоянная нагрузка (до 6 недель) Fd – мгновенная нагрузка.
Вычислим изгибающий момент в первом пролете щита от:
а) собственного веса щита:
где: 12 – коэффициент динамики.
Расчетное сопротивление древесины щита для собственного веса:
Расчетное сопротивление древесины щита для нагрузки от монтажников:
где: – для мгновенной нагрузки.
Требуемый момент сопротивления рабочего настила щита шириной 1м:
Требуемая толщина настила щита:
Прочность щита обеспечена.
Окончательно толщина рабочего настила щита принята см. После острожки с одной стороны толщина досок составляет 1975 см.
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ НЕРАЗРЕЗНОГО МНОГОПРОЛЕТНОГО ПРОГОНА
Прогон проектируем из двух брусьев прямоугольного сечения сшитых между собой гвоздями (тип гвоздей и количество по расчету). Прогон рассматриваем как многопролетную неразрезную балку с расстоянием между опорами равным шагу несущих конструкций.
- материал – древесина II сорта сосна с влажностью .
- класс древесины С20.
- состав кровли см. «Расчет и проектирование щита покрытия».
- снеговая нагрузка Па.
- шаг балок и колонн м; у торцов здания м;
Сбор нагрузок на прогон
Предварительно масса прогонов сечением:
b×h = 100(2 доски×50мм)×150мм составит:
кгм3 – плотность древесины;
– значение ускорения свободного падения;
Вычислим эксплуатационную погонную постоянную нагрузку на прогон:
Па – эксплуатационная постоянная нагрузка на щит покрытия (см. таблицу 1).
Эксплуатационная погонная снеговая нагрузка:
Па – эксплуатационная снеговая нагрузка на щит покрытия (см. таблицу 1).
Расчетная предельная погонная постоянная нагрузка на прогон:
Па – расчетная постоянная нагрузка на щит покрытия (см. таблицу 1).
Расчетная предельная погонная снеговая нагрузка на прогон:
Па – расчетная снеговая нагрузка на щит покрытия (см.таблицу1).
Расчет прогона по первой группе предельных состояний
При высоте прогона мм (задаемся предварительно).
Тогда расчетное сопротивление прогона на изгиб относительно оси у-у для постоянной нагрузки при :
МПа – для класса древесины С20.
То же для снеговой нагрузки при :
Рис.4. Прогон покрытия
Максимальные изгибающие моменты на средней опоре от постоянной и снеговой нагрузок (отдельно):
Требуемый момент сопротивления прогона:
Задаемся шириной прогона (2 доски по 50 мм) т.е. мм.
Тогда требуемая высота прогона составит:
Принимаем см – по сортаменту ГОСТ 24454-80Е.
Сечение 100×175 некорректно т.к. для обеспечения устойчивости рекомендуется принимать – условие не выполняется.
Пересчитаем высоту сечения по принятой ширине:
Принимаем сечение (2×60)·175мм – по ГОСТ 24454-80Е.
Проверка прочности прогона выполняется по формуле:
Пересчитаем расчетное сопротивление сечения прогона на изгиб:
– прочность прогона обеспечена.
Проверка жесткости прогона
Так как нагрузки (постоянная + снег) действуют одновременно то:
Максимальный полный прогиб будет составлять:
Вычислим предельное значение прогиба прогона при м:
Так как – жесткость прогона обеспечена.
Расчет стыков прогонов на металлических цилиндрических нагелях
Предварительно задаемся гвоздями: .
Для гвоздей отверстия не нужно предварительно высверливать так как (сосна).
Согласно п. 13.3.1.2.1 ДБН В.2.6-161:2010 для гладких гвоздей глубина проникновения в поперечном направлении должна составлять не менее:
Согласно п. 13.3.1.1.9 ДБН в соединении должно быть не менее 2-х гвоздей.
Для определения количества гвоздей в стыке необходимо определить минимальную несущую способность одного гвоздя.
Несущая способность определяется по табл. 20 СП 13330-2011.
Для односрезных элементов равной толщины из условия смятия в крайних элементах для несимметричного соединения:
с – равные по толщине элементы.
б)кН но не более чем:
где: – длина защемления гвоздя во втором элементе определяется по формуле:
где: см – толщина элемента.
Из значений а) б) в) выбираем меньшее:
Определим количество гвоздей в одном вертикальном ряду:
м – расстояние от опоры прогона до соединения прогонов;
Расстановка гвоздей:
Шаг гвоздей в направлении параллельном наплавлению волокон древесины:
Шаг гвоздей в наплавлении перпендикулярном направлению волокон древесины:
Расстояние до нижней и верхней граней прогона:
Принимаем: см; см; см.
Кроме гвоздей в стыках по всей длине прогона через 500 мм ставим по 2 гвоздя в шахматном порядке для облегчения совместной работы элементов прогона.
Рис.5. Соединение прогона на гвоздях
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КЛЕЕНОЙ БАЛКИ ИЗ ДОСОК
- материал: сосна класса С20;
Для дощатоклееных балок работающих на изгиб принята базовая высота сечения мм.
Ориентировочно принимаем мм.
Проектируем балку прямоугольного сечения из досок толщиной 40 или 50мм которые после острожки с двух сторон составят 33 и 43мм соответственно.
Древесину принимаем I-го II-го III-го сортов. В растянутой зоне – твердые породы I-го сорта; II сорт – сосна; III сорт – тополь.
Балки изготавливаю индустриальным методом из досок которые соединены с помощью зубчатого соединения 8×32мм на клею.
Расчет по первой группе предельных состояний
Определим ориентировочную нагрузку от собственного веса балки:
где: – принимается равным 4 6 для значений .
Расчетная эксплуатационная погонная постоянная нагрузка:
Расчетная предельная погонная постоянная нагрузка:
Вычислим расчетный изгибающий момент от постоянной нагрузки:
Расчетная эксплуатационная погонная снеговая нагрузка:
Расчетная предельная погонная снеговая нагрузка:
Расчетный изгибающий момент от снеговой нагрузки:
Вычислим расчетное сопротивление клееной древесины из досок при изгибе:
а) для постоянной нагрузки:
где: – для клееной древесины.
б) для снеговой нагрузки:
Требуемый момент сопротивления балки:
Принимаем тогда определим b из формулы:
Вычислим ширину балки из условия прочности ее на скалывание на опоре по формуле:
где:– расчетное сопротивление древесины на скалывание определяемое по формуле:
где: МПа – для древесины класса С20.
Определим высоту балки:
С целью увеличения жесткости балки увеличиваем полученное значение на 10%. Принимаем высоту балки h = 33·21 = 693 см.
Прочность клееной балки проверяем по формуле:
– прочность балки обеспечена.
Проверка жесткости принятого сечения балки
– жесткость балки обеспечена.
Проверка сечения на скалывание вдоль волокон
Проверка прочности сечения балки на сдвиг (скалывание вдоль волокон) производится из условия:
– условие выполнено прочность обеспечена.
Расчет опорной подкладки под клееную балку
В соответствии с п.6.2 ТКП EN1995-1-1 должно выполняться условие:
где: – расчетное напряжение сжатия в зоне контакта перпендикулярно волокнам;
– расчетное сопротивление сжатия перпендикулярно волокнам;
– коэффициент учитывающий конфигурацию нагрузки возможность скалывания степень сжимающих деформаций.
Так как свес вычисляется по формуле:
где: – длина контакта балки и подкладки;
– высота сечения балки.
Принимаем для цельной древесины(п.6.1.5 EN1995-1-1).
Подберем значение по формуле при различных значениях l:
Таким образом при мм .
Расчетное сопротивление древесины на смятие поперек волокон:
где: – для древесины класса С20;
Вычислим напряжение в зоне контакта:
Так как требуемая площадь подкладки составит:
Эффективная длина контакта:
Фактическая длина контакта составит:
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ТРЕХШАРНИРНОЙ ТРЕУГОЛЬНОЙ АРКИ
- стрела подъема арки м;
- материал верхнего пояса: сосна класса С20;
- класс стали металлических частей арки: С245;
- класс арматурной стали затяжки: А400С;
Подбор сечения верхнего пояса арки
Верхний пояс арки проектируем клееным из досок древесина – сосна II сорта. Доски толщиной 33 или 43 мм после острожки. Для склеивания досок применяем клей ФР-12.
Расчет арки выполняется на 2 варианта загружения снеговой нагрузкой:
) снег на весь пролет арки;
) снег на левой половине арки () и снег на правой половине арки () – приложение Ж ДБН В.1.2-2:2006.
Определение геометрических параметров арки:
Для сплошностенчатых клееных арок пролетом 12 36м рекомендуется высоту арки принимать исходя из следующего условия:
Учитывая то что расчетное сопротивление клееной древесины верхнего пояса арки зависит от продолжительности действия нагрузок то значения H Q N M вычисляем отдельно для постоянной нагрузки от покрытия и собственного веса арки при и для снеговой нагрузки средней продолжительности при .
Рассматриваем полуарку как балку на двух опорах опертую шарнирно. Так как арка имеет уклон необходимо учитывать при сборе нагрузок на балку.
Рис.6. Расчетная схема полуарки
Нагрузка от собственного веса арки c учетом коэффициента собственного веса :
Расчетная постоянная погонная нагрузка на арку при :
Изгибающий момент от постоянной нагрузки для полуарки:
Усилие в верхнем поясе арки от постоянной нагрузки:
) снег на весь пролет арки ():
Рис.7. Расчетная схема для снега на весь пролет
Расчетная погонная снеговая нагрузка на балку:
Изгибающий момент от снеговой нагрузки для полуарки:
Усилие в верхнем поясе арки от снеговой нагрузки:
) снег на левой половине арки()и снег на правой половине арки():
Рис.8. Расчетная схема для снега на левой и на правой половине арки
- для левой полуарки:
- для правой полуарки:
Усилие в верхнем поясе от снеговой нагрузки:
Так как – в расчет принимаем второй вариант снеговой нагрузки.
Вычислим расчетное сопротивление древесины приняв за высоту сечения базовую высоту h = 600мм. Тогда .
Расчетное сопротивление полуарки на изгиб относительно оси у-у для постоянной нагрузки при :
Из опыта проектирования принимаем соотношение высоты сечения к его ширине .
Требуемую ширину сечения вычисляем из следующего условия:
Высота сечения: . Принимаем на 10% больше для учета влияния сжатия в верхнем поясе арки: h = 33·21 = 693 см.
Опорную часть верхнего пояса арки проектируем с эксцентриситетом для создания разгружающего момента.
Вычислим значение эксцентриситета:
С учетом эксцентриситета изгибающие моменты от постоянной и снеговой нагрузок соответственно будут равны:
- от постоянной нагрузки:
- от снеговой нагрузки:
Момент сопротивления принятого сечения верхнего пояса арки:
Определяем площадь сечения:
Вычислим гибкость верхнего пояса:
Приведенная гибкость:
где: – характеристическое значение сопротивления древесины на сжатие вдоль волокон для класса С20;
– 5% квантиль модуля упругости для древесины класса С20;
Так как – устойчивость верхнего пояса арки проверяем по формуле:
где: – коэффициент устойчивости вычисляемы по формуле:
– для клееной древесины согласно ДБН.
Расчетное сопротивление древесины класса С20 на сжатие вдоль волокон от постоянной нагрузки при:
Уточняем коэффициент исходя из принятых размеров сечения:
Уточняем значение сопротивления арки на изгиб согласно принятым размерам сечения:
- для постоянной нагрузки:
- для снеговой нагрузки:
Выполняем проверку принятого сечения:
Устойчивость верхнего пояса арки обеспечена.
Проверка верхнего пояса арки на сдвиг (скалывание вдоль волокон):
Вычислим расчетное сопротивление древесины II сорта на сдвиг:
где: – характеристическое значение сопротивления древесины II сорта на сдвиг вдоль волокон.
– прочность обеспечена.
Расчет металлических частей арки
Расчет и конструирование затяжки
Затяжку арки конструируем из парных стержней гладкой арматурной стали. Расчетное сопротивление арматурной стали на растяжение ; стали стяжной муфты .
Рис. 9. Опорный узел арки
Вычислим требуемую площадь сечения нижнего пояса арки:
В середине пролета арки спаянные стержни соединяем стяжной муфтой которая позволяет менять угол наклона верхнего пояса арки.
Расчет пластины лобового упора башмака
Расчетная схема – двухпролетная неразрезная балка.
Рис.10. Расчетная схема пластины лобового упора
Принимаем толщину листа .
Расчет опорной пластины
При опирании арки на железобетонный пояс или на железобетонную колонну – необходимо определить толщину горизонтального листа который распределяет опорную реакцию арки на железобетонный пояс.
Рис.11. План опорного узла
Вычислим погонную нагрузку на подкладку:
Изгибающий момент в листе:
Определим толщину листа:
Принимаем толщину листа
Расчет сварных швов опорного узла арки
Вычислим усилие в двух стержнях затяжки нижнего пояса диаметром 18мм:
В опорном узле каждый стержень привариваем двумя горизонтальными швами с катетом . Сварка ручная электроды Э42 по ГОСТ9467-75.
Определим необходимую длину сварного шва:
Принимаем длину сварного шва .
При опирании на клееную деревянную колонну сплошного прямоугольного сечения размеры опорной подкладки определим из условия смятия торца колонны в соответствии с формулой (6.2) EN1995-1-1.
– расчетное сопротивление древесины на смятие поперек волокон:
Требуемая площадь контакта:
– для цельной и клееной древесины.
Определим длину подкладки из условия:
Расчет конькового узла
Рис.12. Коньковый узел арки
Определим толщину накладки:
Вычислим общую ширину в коньковом узле:
Минимальный диаметр болта принимается из условия:
Определим расстояние от середины конькового узла до первого ряда болтов:
Расстояние от первого ряда болтов до второго ряда болтов:
Расстояние между горизонтальными рядами болтов:
Определим усилия в болтах:
При несимметричной нагрузке накладка вращается вокруг первых двух рядов болтов. Вычислим усилия из следующего условия:
Вычислим несущую способность одного болта диаметром 24мм исходя из следующих условий:
а) смятие в более толстом элементе:
б) в более тонком элементе:
в) из условия изгиба болта:
- для восприятия силы T1:
- для восприятия силы T2:
Размеры накладки принимаем равными 1200×225мм.
РАСЧЕТ ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ И КОЛОННЫ ПО РЯДУ Б
Сбор нагрузок на раму
На поперечную раму здания действуют следующие виды нагрузок:
- постоянная (вес конструкций);
Для трехпролетного здания горизонтальные нагрузки от ветра действующего на стеновое ограждение по ряду А заменяем горизонтальной сосредоточенной силой W2 приложенной в месте опирания балки АБ на колонну по ряду Б а пролет ВГ – силой W2 на колонну ряда В.
Рекомендуется во избежание образования снеговых мешков верх покрытия крайнего пролета совмещать с отметкой низа арки.
Рис.13. Сбор нагрузок на раму
Определим значения некоторых геометрических параметров рамы.
Так как низ колонн по рядам Б и В находится на отметке +0.150 (для исключения замокания деревянной колонны) то:
Высота клееной балки пролетом 8м составляет . Тогда:
где: 03 м – толщина кровли принимаемая равной 03÷04м.
Таким образом отметка верха покрытия .
Сосредоточенные нагрузки на раму
а) Вертикальные нагрузки.
В соответствие с рекомендациями п.5.6.15 ДСТУ Б.В.2.6-2016 рекомендуется при действии постоянной и снеговой нагрузок принимать расчетное сопротивление древесины для обеих с коэффициентом .
Опорная реакция арки на колонну:
Собственный вес колонны:
где: g = 1÷2 кНм – из опыта проектирования для .
б) Горизонтальные нагрузки.
В соответствие с ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия» промышленные здания проектируют в III зоне по типу местности.
Предельная расчетная нагрузка от ветра для наветренной стороны здания до 129 м высоты (активное давление):
где: – коэффициент надежности по нагрузке для .
– характеристическое значение ветровой нагрузки для 1-го района.
С – коэффициент вычисляемый по формуле:
где: – среднее эквивалентное значение Сh для 129 м.
Для подветренной стороны здания (пассивное давление):
Погонная активная ветровая нагрузка:
Погонная пассивная ветровая нагрузка:
Сосредоточенные горизонтальные силы:
Принято что ветровая нагрузка на высоту воспринимается фундаментом.
Статический расчет рамы
Рис.14. Расчетная схема рамы
Решаем раму по методу сил. Неизвестное Х получим разрезав ригель и приложив единичную силу Х=1.
Каноническое уравнение имеет вид:
Подбор сечения клееной колонны по ряду Б
Рис.15. Расчетная схема колонны
Поперечная сила от ветра:
Изгибающий момент в сечении I-I по ряду Б:
Колонну подбираем как сжато-изгибаемый стержень и проверяем по формуле:
Задаемся гибкостью колонны т.е.:
– из условия устойчивости колонны.
Определим требуемую ширину колонны из условия обеспечения прочности ее на скалывание от поперечной силы создаваемой ветром:
– характеристическое значение сопротивления сдвигу для древесины класса С20.
– для ветровой нагрузки при 1 и 2 классе условий эксплуатации.
– принимаем условно при h = 600 мм с последующим уточнением после подбора сечения.
Таким образом окончательно принимаем .
Определим требуемый момент сопротивления колонны из условия работы ее на изгиб от ветровой нагрузки:
– учитывает влияние вертикальной силы N.
Тогда высота сечения составит:
Принимаем h = 33·14 = 462 см. Принятое сечение: 265×462см.
Проверка принятого сечения колонны как сжато-изогнутого стержня
Для принятого сечения определяем площадь и момент сопротивления:
Уточняем значения расчетного сопротивления клееной древесины класса прочности С20 для h = 462 см.
– при сжатии вдоль волокон.
Определим коэффициент устойчивости в плоскости рамы:
Вычислим гибкость колонны по ряду Б:
Вычислим напряжения:
Прочность и устойчивость колонны обеспечена.
Окончательное сечение колонны: 265×462см.
Крепление колонны к фундаменту выполняется анкерными болтами диаметром (принимаем конструктивно). Заглубление болтов в фундамент должно быть не менее .
ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия»
ДБН В.2.6-161:2010 «Дерев’яні конструкції. Основні положення»
СП 64. 13330. 2011 «Деревянные конструкции»
ТКП 45-5.05-75 «Деревянные конструкции. Правила расчета»
ДСТУ Б.В.1.2-3:2006 «Прогибы и перемещения»
ДСТУ Б.В.2.6-2016 «Проектування будівельних конструкцій з цільної деревини»
ГОСТ-24454-80 «Пиломатериалы хвойных пород»