Деревянные конструкции

 

Сечение балки в середине пролета из 44 досок толщиной 34 мм и шириной 225 мм.

Таким образом, с учетом острожки:

 

                                              ,                                       (43)

 

.

 

Высота сечения балки на опоре:

 

                            ,                        (44)

 

С учетом толщины доски 34 мм получим:

 

                                                  ,                                       (45)

 

Расстояние от оси опоры двускатной балки до наиболее напряженного сечения при работе на изгиб, принимая нагрузку на балку равномерно распределенной, определяется по формуле:

 

                                           ,                          (46)

 

                                     ,                     (47)

 

 

Рисунок 6 – Конструктивная схема стропильной конструкции

 

 

5.2 Сбор  нагрузок на стропильную конструкцию

 

 

Вес от плит покрытия и снега:

- нормативная:

 

                               ,                  (48)

 

- расчетная:

 

                                  ,                   (49)

 

Нагрузка от собственного веса стропильной конструкции:

 

,                                               (50)

 

                                   ,                            (51)

 

                                                                   (52)

 

                                                        (53)

 

Итого:

 

                                  (54)

 

                                  (55)

 

                                                              (56)

 

 

Рисунок 7 – Геометрические размеры балки

 

 

5.3 Проверка опорного сечения на скалывание

 

 

Проверяем условие:

 

                                                                                                      (57)

 

где Q – расчетная поперечная сила;

S – статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

I – момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

b – расчетная ширина сечения.

Положение нейтральной линии:

 

                                                                                       (58)

 

Статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси:

 

                                               (59)

 

Момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси:

 

                                                             (60)

 

                                                           (61)

 

                                                          (62)

 

Расчетная ширина балки равна .

 

 

 

следовательно, условие выполняется.

 

 

5.4 Проверка балки на действие нормальных напряжений

 

 

Проверяем условие:

 

                                                                                         (63)

 

где – коэффициент, учитывающий влияние размеров поперечного сечения, равен 0,8, так как высота сечения более 120 см;

 – коэффициент, учитывающий толщину слоев, равен 0,994, так как толщина слоя 34 мм.

Тогда расчётное сопротивление равно:

 

                                             (64)

 

Определяем положение расчетного сечения:

 

                                                                           (65)

 

Изгибающий момент в расчетном сечении:

 

                        (66)

 

Высота расчетного сечения:

 

                  ,       (67)

 

,

 

следовательно, условие выполняется.

 

 

5.5 Определение прогиба балки

 

 

Коэффициент, учитывающий переменность сечения:

 

                             ,                    (68)

 

Коэффициент, учитывающий деформации сдвига:

 

                                                   (69)

 

Прогиб без учета переменности сечения и деформации сдвига равен:

 

                              ,                         (70)

 

Относительный прогиб:

 

                                               (71)

 

Тогда

 

 

 

то есть, условие выполняется.

 

 

5.6 Расчет опорного узла балки

 

 

Расчет опорного узла балки сводится к проверке ее опорной площади на смятие поперек волокон.

 

                                                                                                    (72)

 

где площадь опирания балки;

 расчетное сопротивление смятию;

A – опорная реакция балки.

 

                                              ,                       (73)

 

Принимаю длину площадки опирания равной 40 см.

 

,

 

следовательно, условие выполняется и усиление узла не требуется.

 

 

 

6 Расчет поперечника с подбором сечения колонны

 

 

6.1 Определение размеров поперечного сечения колонны

 

 

Для изготовления колонны принимаем сосну 2-го сорта. Колонна клеедощатая прямоугольного поперечного сечения. Расчетная высота равна:

 

                                     ,                             (74)

 

Предварительно определяем требуемую высоту сечения колонны:

 

                       ,            (75)

 

Принимаем .

Проверяем выполнение условий:

 

,

 

 

 

Сечение колонны из 18 досок сечением 225х40мм.

Таким образом, с учетом острожки, получаем:

 

                                                                                     (76)

 

                                                 ,                                          (77)

 

Тогда площадь поперечного сечения колонны:

 

                                    ,                            (78)

 

Эксцентриситет приложения нагрузки от веса стеновых панелей (высоту панелей принимаем аналогично плите покрытия):

 

                                      ,                              (79)

 

Собственный вес колонны:

 

             ,       (80)

 

 

6.2 Сбор нагрузок на раму и  конструирование колонны

 

 

Постоянная нагрузка на колонну:

 

                             ,                        (81)

 

Нагрузка от веса стропильных конструкций:

 

                                  ,                             (82)

 

Снеговая нагрузка:

 

                             ,                        (83)

 

Нагрузка от веса стен:

 

                        ,            (84)

 

Ветровые нагрузки:

 

                                        (85)

 

                       ,                 (86)

 

где wo — нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от района строительства (г. Уфа) wo= 0,30 кН/м2;

k —  коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления в зависимости от высоты здания ≤ 10м = 0,65;

Сосредоточенная нагрузка от давления ветра:

 

                      (87)

 

          ,           (88)

 

 

Рисунок 8 – Расчетная схема поперечной рамы

 

 

6.3 Раскрытие  статической неопределимости поперечной  рамы

 

 

                                                 ,                                              (89)

                              ,                       (90)

 

                                               ,                                          (91)

 

 

 

                               ,                          (92)

 

 

 

 

6.4 Определение  расчетных усилий для основной  колонны

 

 

Сечение с максимальными сжимающей и поперечной силами и изгибающим моментом находится в заделке.

Расчетные значения М, Q, N определяются с учетом коэффициента сочетания 0,9, который вводится к временный нагрузкам (снеговым, ветровым).

 

 

Рисунок 9 – Расчетная схема основной колонны

 

               ,         (93)

 

 

 

                           ,                       (94)

 

 

 

                  ,              (95)

 

 

 

 

6.5 Проверка  колонны по предельной гибкости

 

 

В плоскости стены колонны раскреплена распоркой.

Определяем расчетные длины:

                                          ,                                (96)

 

                                              ,                                (97)

 

Коэффициент определяем по п. 4.21 СНиП II-25-80.

Фактическая гибкость колонны в плоскости поперечной рамы:

 

                                    ,                    (98)

 

Фактическая гибкость колонны из плоскости поперечной рамы с учетом того, что колонна раскреплена из плоскости распорками в середине и в опорном узле фермы:

 

                                    ,                    (98)

 

следовательно, условие не выполняется. Вводим дополнительную распорку, которая будет проходить по всей длине здания, тогда:

 

                                    ,                     (99)

 

условие выполняется.

 

 

6.6 Проверка  сечения колонны по нормальным  напряжениям

 

 

Изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок:

 

                                        ,                               (100)

 

где – изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый по деформированной схеме;

 коэффициент учитывающий  влияние размеров поперечного  сечения;

 коэффициент учитывающий толщину слоев.

 

                 ,        (101)

 

Коэффициент , учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента:

 

                          ,             (102)

 

                                     ,                     (103)

 

Проверяем условие:

 

(),

 

условие выполняется.

 

 

 

7 Конструирование и расчет узла защемления колонны в фундаменте

 

7.1 Определение требуемого момента сопротивления швеллера

 

 

Требуемый момент сопротивления швеллер определим по формуле:

 

                                  ,                             (104)

 

Принимаю швеллер №14. (

Проверяем условие:

 

                                                   ,                                            (105)

 

                                      ,                       (106)

 

,

 

следовательно, условие выполняется.

 

 

7.2 Назначение  расстояния между осями тяжей

 

 

                                         ,                            (107)

 

                                          ,                           (108)

 

                                                ,                                        (109)

 

 

7.3 Проверка  принятого сечения колонны на  скалывание

 

 

                                                ,                                            (110)

 

                                        ,                        (111)