Конструирование и расчёт деревянных конструкций одноэтажного промышленного здания

 

т.е. прочность обеспечена с большим  запасом прочности. Однако, оставляем  ранее принятые размеры поперечного сечения, исходя из необходимости ограничения гибкости.

 

Расчет  колонны на устойчивость плоской  формы деформирования

(в плоскости  рамы).

 

Предварительно принимаем, что  распорки по колоннам (в плоскости, параллельной наружным стенам) идут только по верху колонн, т.е. использована крестовая схема вертикальных связей по колоннам без дополнительных распорок.

Тогда в формуле (33) [1] принимаем n = 2, т.к. по принятой схеме вертикальных связей по колоннам нет раскрепления растянутой зоны из плоскости деформирования. По той же причине принимаем расчетную длину колонны из плоскости рамы равной высоте колонны:

l_y = Н = 9 м

Найдем значения гибкости и коэффициенты продольного изгиба из плоскости  рамы:

 

 

 

Для нахождения значения коэффициента j_м предварительно найдем коэффициент «к_ф» по табл. 2 прил 4 [1]:

 

к_ф = 1,75 – 0,75 * d = 1,75, т.к. d = 0 из-за того, что момент в верхней части колонны равен нулю.

 

 

Проверяем устойчивость:

, т.е.

устойчивость в плоскости рамы обеспечена.

 

Расчет  колонны на устойчивость из плоскости  рамы.

Расчет производят по формуле (8) [1]:

 

j_y – коэффициент, который уже должен быть определен в предыдущем расчете.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VI.Расчет узла защемления колонны в фундаменте.

 

Определим расчетные усилия:

 

 

М = 17.1кНм

 

Из расчета колонны на прочность  в плоскости рамы уже известны j_к = 0,306, R_с = 16,74 МПа, А_бр = 0,225 м²

 

Найдем значения коэффициентов   x,    к_н     и значение   М_Д

 

 

Определим значения относительного эксцентриситета

 

, следовательно сечение колонны сжато не по всей площади.

Высота сжатой зоны сечения

Растягивающее усилие

 

1. Приняв ширину анкерной полосы равной ширине колонны определим требуемую толщину.

 

 

Конструктивно принимаем толщину d_а = 6 мм.

 

2. Усилие в наклонных тяжах

 

 

Требуемая площадь наклонных тяжей

 

 

Принимаем тяжи диаметром 12 мм, для которых А_Т.КТ = 0,744 см² .

3. Конструктивная длина уголка

 

 

0,005 м – зазор между колонной  и тяжем.

Нагрузка на уголок

 

Изгибающий момент в уголке

 

 

Требуемый момент сопротивления

 

 

Принимаем равнополочный уголок ∟40х7 мм с I_х = 14,84 см⁴    и   z₀ = 1,5 см. Момент сопротивления уголка:

 

 т.е. прочность уголка  обеспечена.

 

4. Назначим размеры уширения колонны внизу. Расчетное сопротивление древесины смятию под углом 45⁰определим по формуле (2) [1]:

 

 

 

С учетом коэффициента условий работы     m_н = 1,2           R_СМ = 7,45 Мпа

Площадь смятия древесины под углом

 

 

Напряжения смятия

 

 

Принимаем толщину уширения колонны  равной двум толщинам досок после фрезерования d = 2 * 0,033 = 0,066 м, что достаточно для размещения уголка ∟40х7 мм под углом 45⁰, т.к.:

 

 

С учетом принятых уширений получим  высоту сечения колонны понизу:

 

 

Высоту накладок, учитывая конструктивное решение узла и расположение тяжей  по углом 45⁰, принимаем равной высоте сечения колонны плюс 150 мм.

 

 

5. Проверим прочность по скалыванию в плоскости приклейки досок-накладок, на которые опираются уголки.

Среднее по площадке скалывания расчетное  сопротивление древесины скалыванию определим по формуле (54) [1]:

 

, где l_СК = l_накл = 0,975 м

 

 

b = 0,125, т.к. скалывание промежуточное

 

R_СК = R_СК * m_н = 2,1 * 1,2 = 2,52 Мпа

 

Напряжения скалывания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Расчет опорного бруса

 

Предельная гибкость для элементов  связей λ=200

Принимаем по конструктивным соображениям брус сечением 110х110мм. Для него  расчетная длина равна расстояние между точками закрепления =400см,

 

Проверяем брус на смятие поперек  волокон. Принимаем 1 сорт древесины.

т.к.  уклон  , а , то берем прочность древесины поперек волокон .

Принимаем брус 125х125,

  

Принимаем брус сечением 150х150мм.

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы.

 

 

 

1. Пшенов А.А. Компоновка конструктивной схемы здания проектирование плит покрытия. Мет. Указания. Сарат. гос. техн. унив. 1995.-25с.
2. Пшенов А.А. Конструирование и расчёт дощатоклеёных и клеефанерных балок.  Мет. Указания. Сарат. гос. техн. унив. 1995.-25с.
3. Пшенов А.А. Конструирование расчёт дощатоклеёных колонн. Мет. Указания. Сарат. гос. техн. унив. 1995.-25с.
4. СНиП 2-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования/ Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1983. – 31 с.
5. Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования/ Ю.В. Слицкоухов и др.- М.: Стройиздат, 1991. – 256 с.
6. Конструкции из дерева и пластмасс: Г.Г. Карлсен. – М.: Стройиздат, 1986. – 543 с.,ил.