Деревянные конструкции

   1-е  сочетание нагрузок:

   N= Gпокр+Gриг+Gст+Gкол+Р∙φ1=56+7,26+17,85+12,56+94,2∙0,95=184,87кН;

   момент  в уровне верха фундаментов:                                                                                                    Млев. = Млев.ст+Млев.в.∙φ1 =1,06+77,45∙0,95=74,63кНм

   Мпр. = Мпр.ст+Мпр.в.∙φ1 =-1,06+42,57∙0,95=39,38кНм

   Qлев.= Qлев.в∙φ +Qлев.ст=17∙0,95+1,12=17,3кН;

   2-е  сочетание:

   Для расчета  колонн на прочность и устойчивость плоской формы деформирования принимаем значения: 

   N= Gпокр+Gриг+Gст+Gкол+Рсн=56+7,26+17,85+12,56+60=153,67кН;

   3-е  сочетание нагрузок (φ1 не учитывается  т.к. одна временная нагрузка)

   Изгибающий  момент в уровне фундаментов:                                                                                         

   Млев. = Млев.ст+Млев.в = 1,06+77,45=78,5кНм

   Мпр. = Мпр.ст+Мпр.в. =-1,06+42,57=41,5кНм

   Поперечная  сила Qлев.в= Qлев.ст+ Qлев.в =17+1,12=18,12кН

   Нормальную  силу (продольную силу) определяют при γf=0,9

   N= (Gпокр+Gриг+Gст+Gкол)0,9=(56+7,26+17,85+12,56+60)0,9=138,3кН

   5.4 Расчет колонн на прочность по нормальным напряжениям.

   Расчет  проводится на действие N и М при 1-ом сочетании нагрузок.

   М = 74,63кНм;  N=184,87кН;

    расчетная  длина (в плоскости рамы) 1о=2,2Н=2,2∙8,6=18,92м.

   площадь сечения колонны Fнт=Fбр=hк∙bк=0,759∙0,35=0,266м²;

   момент  сопротивления Wнт=Wбр= hк²∙bк/6=0,759²∙0,35/6=0,0336м³;

   

   гибкость  λ=lo/r= lo/0.289hк=18,92/0,289∙0,759=86,254;

         φ=3000/λ²= 3000/86,254²= 0,403.

   При древесине 3-го сорта и при принятых размерах сечения Rc=11МПа;

   С учетом м_н,  м_сл =1 и коэф. надежности γn=0,95получим                     

   Rc=11∙1,2∙1∙1/0,95=13,89МПа;                                                                  

   

   Кн = а_н+ξ∙(1- а_н)=1,22+0,832∙(1-1,22)=1,04;

   

   

   Оставляем ранее принятое сечение исходя из ограничения гибкости.

   5.5 Расчет на устойчивость плоской формы деформирования.

   

   показатель  степени n=2 т.к. закреплений нет  

   Rи  =Rc = 13,89МПа;

   λу=1о/r_у=1о/(0,289bк)=8,6/(0,289∙0,35)=85>70 => 

   φ_у=3000/λ²= 3000/85²= 0,415. 

   к_ф=1,75-0,75∙d=1,75,.d=0 т.к момент в верхней части колонны =0.

   

   устойчивость  обеспечена.

   5.6 Расчет на устойчивость из плоскости как центрально - сжатого стержня.

         φ_у=0,415; N=184,87кН; 

   

   Fрасч= Fнт =Fбр=0,266 м²; Rc=11/0,95=11,57МПа;

   5.7 Расчет опорного узла колонны.

   Принимаем вариант крепления опорного узла в виде вклеенных стальных стержней.

   

    Кн= а_н+ξ∙(1- а_н)=1,22+0,87(1-1,22)=1,03;

   

Принимаем вклеенные  стальные стержни из арматуры классаА-III диаметром 14мм.

    Диаметр отверстия :dотв=dа+5=14+5=19 мм

Rc= Rcм=13,89МПа;

   Расстояние  между осью арматурного стержня  до наружных граней колонны должно быть не менее 2∙dа=2∙14=28мм .

   При определении усилий в арматурных стержнях учитываем, что прочность  бетона на смятие более прочности  древесины.

   Пренебрегая работой сжатых арматурных стержней, усилия в растянутых арматурных стержнях находим, используя 2 условия равновесия.

   SУ=-Nа-N₃+Rсм∙х/2∙b=0;

   SМ=Мд+N₃∙(0,759/2-0,028)-(Rсм∙х/2∙b) ∙(h-a-х/3)=0

   91,8+48,61-13890∙х/2∙0,35∙(0,759-0,028-х/3)=140-1845∙х+68,1∙х+810,2∙х²;

   810,2∙х²-1776,9х+140=0;

   Д=b²-4ас=(-1776,9)²-4∙810,2∙140=2703773; х₁=2,11;х₂=0,07;

   Nа=-N₃+ Rсм∙х/2∙в; Nа=-138,3+13890∙2,11/2∙0,35=41,73кН;

Проверяем условие прочности на растяжение

σ=N/А <Rа.ст.=295МПа;  

Проверяем на выдергивание.

Т=Rск∙π∙dотв∙bвкл∙Кн>N_а

Рисунок 5.3 – Расчет опорного узла колонны

Кн=1,2-0,02∙1/dарм=1,2-0,02∙0,28/0,014=0,8

Принимаем : 1=20∙dарм=20∙14=280мм.

Т=2100∙3,14∙0,019∙0,28∙0,8=28,1 кН;

Т_{2-х стер.}=56,2<64,6

Увеличиваем длину вклеивания: 1=25∙dарм=25∙14=350мм.

Т=2100∙3,14∙0,019∙0,35∙0,8=35,1 кН;

Т_{2-х стер.}=70,2>64,6 
 
 
 
 
 
 

 

Список  литературы: 

1 Зубарев  Г.Н. «Конструкции из дерева  и пластмасс». – М., 1990

2 «Проектирование  и расчет деревянных конструкций.  Справочник». Под ред. И.М.Гриня.  – К.,1988

3 Маилян  Р.Л. и др. «Строительные конструкции». Учебное пособие – Ростов на/Д.,2004

4 СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»

5 СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»