- •2 Конструирование дощатоклееной балки
- •2.1 Определение нагрузок на раму
- •2.2 Статический расчет рамы
- •2.3 Конструирование дощатоклееной балки
- •2.4 Определение расчетных характеристик древесины
- •2.6 Расчет дощатоклееной балки по второй группе предельных состояний
- •2.5 Расчет дощатоклееной балки по первой группе предельных состояний
- •2.5.1 Проверка нормальных напряжений
- •2.5.2 Проверка сдвиговых напряжений
- •2.5.3 Проверка устойчивости плоской формы деформирования
- •3 Расчет колонны клееной деревянной постоянного сечения
- •3.1 Предварительный подбор сечения колонны
- •3.2 Расчет колонны на прочность
- •3.3 Расчет колонны на устойчивость плоской формы деформирования
- •4 Конструирование узлов
- •4.1 Расчет узла защемления колонны в фундаменте
- •4.2 Расчет опорного узла балки на стойку
- •5 Мероприятия по обеспечению пространственной жесткости и неизменяемости зданий
- •6 Мероприятия по обеспечению долговечности основных несущих и ограждающих конструкций
- •Приложение
3 Расчет колонны клееной деревянной постоянного сечения
3.1 Предварительный подбор сечения колонны
Предельная
гибкость для колонны равна 120 (таблица
7.7 [2]). При подборе сечения задаемся
.
Проектируем
колонну постоянного сечения. Ширину
сечения определяем (
мм)
из условия предельной гибкости из
плоскости рамы с учетом установки связи
по середине высоты колонны, тогда
гибкость относительно осей равна:


Требуемая высота сечения:

Требуемая ширина сечения:

Для
клеедеревянной колонны по конструктивным
соображениям принимаем сечение состоящее
из 25 слоев склеенных досок толщиной t
= 26 мм и шириной b
= 265 мм после фрезерования (до фрезерования
275х32). Тогда высота поперечного сечения
колонны
мм, а площадь поперечного сечения
.
3.2 Расчет колонны на прочность
Колонна
рамы является сжато-изгибаемым элементом.
Расчет ведем по максимальному усилию,
возникающему в стержне колонны при
комбинации нагрузок: постоянная нагрузка
+ снеговая нагрузка на весь пролет +
ветровая нагрузка (таблица 2.3):
а соответствующий изгибающий момент
равен:
.
Соответственно расчет ведем по формуле 7.21 [2]:

где
- изгибающий момент от действия поперечной
нагрузки;
-
расчетное сопротивление древесины
сжатию;
-
расчетный момент сопротивления
поперечного сечения;
-
площадь расчетного сечения нетто;
-
коэффициент, учитывающий дополнительный
момент от продольной силы вследствие
прогиба элемента.
Коэффициент
определяется по формуле 7.22 [2]:

где
- коэффициент продольного изгиба,
определяемый по формуле 7.6 или 7.7 [2]:


где
для древесины и
для фанеры;
для
древесины и
для фанеры.
Гибкость элементов цельного постоянного по длине сечения определяется по формуле 7.8 [2]:

где
- расчетная длина элемента;
-
радиус инерции сечения элемента;


Расчетную
длину элемента
следует определять по формуле

где
– коэффициент, определяемый в соответствии
с требованиями 7.7 [2];
–свободная
длина элемента.
Гибкость элементов верхнего пояса:

Следовательно, коэффициент продольного изгиба определяем по формуле 7.6 [2]:

Коэффициент
:

Расчетный момент сопротивления равен:

Значит, проверим колонну по формуле сжато-изгибаемых элементов:

Прочность колонны обеспечена.
3.3 Расчет колонны на устойчивость плоской формы деформирования
Колонна
рамы является сжато-изгибаемым элементом.
Расчет ведем по максимальному усилию,
возникающему в стержне колонны при
комбинации нагрузок: постоянная нагрузка
+ снеговая нагрузка на весь пролет +
ветровая нагрузка (табл. 2.3):
а соответствующий изгибающий момент
равен:
.
Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов сплошного сечения следует производить по формуле 7.24 [2]:

где
-
площадь брутто;
-
максимальный момент сопротивления
брутто;
n = 1 – для элементов с закреплением растянутой зоны из плоскости деформирования на участке lm;
-
расчетное сопротивление древесины
изгибу;
–коэффициент
продольного изгиба, определяемый по
7.7[2];
-
коэффициент, определяемый по формуле
7.22 [2];
-
коэффициент, определяемый по формуле
7.19 [2].
Расчетную
длину элемента
,
принимаем равный расстоянию между
точками закрепления из плоскости:

Гибкость элементов верхнего пояса:

Следовательно, коэффициент продольного изгиба определяем по формуле 7.6 [2]:

Коэффициент
:

Расчетный момент сопротивления равен:

Коэффициент
для изгибаемых элементов прямоугольного
поперечного сечения, шарнирно закрепленных
от смещения из плоскости изгиба и
закрепленных от поворота вокруг
продольной оси в опорных сечениях,
следует определять по формуле:

где
- расстояние между точками закрепления
сжатой кромки от смещения из плоскости
изгиба;
-
ширина поперечного сечения;
–максимальная
высота поперечного сечения на участке
;
–коэффициент,
зависящий от формы эпюры изгибающих
моментов на участке
,
определенный по таблице 7.4 [2].
Согласно
таблице 7.4 [2] при свободной растянутой
кромке и форме эпюры моментов, показанной
на рисунке 3.1, коэффициент
.

Рисунок 3.1 – Форма эпюры моментов
Значит,
коэффициент
равен:

Расчетное
сопротивление изгибу
:

где
- расчетное сопротивление кедра
Красноярского края сжатию для элементов
прямоугольного сечения шириной свыше
0,13 м при высоте поперечного сечения от
0,13 до 0,5 м (таблица 16 [2]).
Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов сплошного сечения:

Устойчивость плоской формы деформирования верхнего пояса балки обеспечена.
