Деревянные колонны каркасного здания
Поперечная рама здания, состоящая из двух жестко защемленных в фундаментах колонн, шарнирно соединенных с ригелем (балкой, фермой, аркой), рассчитывается на вертикальные и горизонтальные нагрузки: собственный вес конструкций, снеговую и ветровую. Эпюры ветрового и снегового давления на поперечник по СП 20.13330.2011 приведены в приложении. Ветровую нагрузку в пределах высоты колонны до 10 м можно принимать равномерно распределенной. Давление ветра на ригель заменяется сосредоточенной силой, приложенной к верху колонны.
Рисунок 1 - Расчетная схема двухшарнирной рамы
Двухшарнирная поперечная рама однопролетного здания - единожды статически неопределимая система при расчете методом сил. При условно бесконечно большой жесткости ригеля за лишнее неизвестное удобно принять продольную силу в нем. Значение этой силы при действии ветровой нагрузки определяется по формуле x = x 1 + x 2.(2) Усилие в ригеле от равномерно распределенной нагрузки на колонны:
где wак и wот соответственно абсолютные величины расчетных значений активного давления и ветрового отсоса, вычисляемых в соответствии с требованиями СП 20.13330.2011. Усилие в ригеле от сосредоточенных ветровых нагрузок на уровне верха колонн:
где Для унификации размеров панелей стенового ограждения привязка колонн к разбивочным осям принимается нулевой по их наружным граням. Расстояние между осями опор ригелей - расчетный пролет - обычно принимают на 0,3 м меньше расстояния между разбивочными осями (номинального пролета). При высоте колонн более 4,5 м высота поперечного сечения их превышает 30 см и ось споры ригеля не совпадает с осью колонны. Вес покрытия и снеговал нагрузка создают изгибающие моменты в колонне. Их также нужно учесть в расчете. Высота поперечного сечения дощатоклееных колонн обычно принимается в пределах 1/8-1/15 высоты колонны. Если в здании нет мостовых кранов, опирающихся на колонны, размеры сечения получаются близкими к минимальному значению, устанавливаемому по предельной гибкости колонны λ;u = 120. При подборе сечения для начала следует задаться его высотой, h min = l 0/(0,289∙ λ;u) = l 0/34,7. Ширину сечения дощатоклееных колонн принимают в пределах 1/2-1/4 высоты сечения с учетом сортамента пиломатериалов и припуска на фрезерование боковых граней после склеивания. Расчет колонн следует производить в соответствии с п. 6.50-6.56 пособия [14] методом последовательного приближения. При определении гибкости расчетная длина в плоскости рамы принимается равной 2,2 действительной длины. Гибкость из плоскости рамы вычисляется по расчетной длине l 0y, равной расстоянию между узлами вертикальных связей, установленных в плоскости продольных стен через 20-30 м. Если гибкость из плоскости рамы превышает предельную λ;u = 120, кроме обвязочного бруса по верху колонн следует установить продольные распорки в середине длины колонн вдоль всей наружной стены здания, уменьшающие расчетную длину вдвое. Необходимо выполнить подробный расчет анкерного крепления колонны к фундаменту. Рекомендуется прикрепление на наклонно вклеенных стержнях из арматуры периодического профиля класса А400 диаметром 12-25 мм. Требуется подобрать и проверить прочность вклейки стержней, сечение анкерных пластин, траверс, анкерных болтов и шайб. Пример расчета такого узла содержится в пособии [14]. При расчете вклеенных стержней следует учитывать требования пп. 7.30-7.49 СП 64.13330.2011. Конструкцию стенового ограждения следует принять самостоятельно. Это могут быть утепленные панели с обшивками из стеклопластика, алюминия, плоских асбестоцементных листов, древесных пластиков и средним слоем из пенопласта. Для зданий с холодным режимомможно использовать стеклопластиковые или асбестоцементные листы, доски малоценных лиственных пород, цементно-стружечные плиты и др. Производить конструктивный расчет ограждения не требуется. Примеры статического расчета двухшарнирной рамы и дощатоклееных колонн имеются в пособиях [14, 24, 25].
|
, (3)
, (4)
- разность горизонтальных проекций равнодействующих ветрового напора и отсоса, собранных с участков выше уровня опор ригеля.
