Розрахунок

Поперечник вважається один раз статично невизначеним за припущенням, що жорсткість ригеля (ЕІ)р=∞. Тоді як зайве невідоме приймається поздовжнє зусилля у ригелі, що визначається для окремих навантажень за правилами будівельної механіки.

Визначення Х_д від вітрового тиску на стіну

М_Д^І=1,07•4,8²/2=12,33кН•м; М_Д^ІІ=1,07•4,8²/8=3,08кН•м;

М_Д^ІІІ=0,8•4,8²/2=9,22кН•м; М_Д^ІV=0,8•4,8²/8=2,3кН•м.

Коефіцієнт

;

Коефіцієнт

;

Тому Х_д=-(17,933/ЕІ)/(73,728/ЕІ)=-0,24кН. Напрямок зусилля на колону.

Коефіцієнт

;

Тому Х_W=-(19,538/ЕІ)/(73,728/ЕІ)=-0,27кН. Напрямок зусилля на колону.

7. Розрахункові зусилля в перерізі 1-1

- зусилля, що діють на ліву колону:

М_лів=12,33+10,032-(0,24+0,27)•4,8=19,914кН•м;

Q_лів=1,07•4,8+2,09-0,24-0,27=6,716кН;

N_лів=78,3+40,98+1,42=120,7кН.

- зусилля, що діють на праву колону:

М_пр=9,22+7,488+(0,24+0,27)•4,8=17,218кН•м;

Q_пр=0,8•4,8+1,56+0,24+0,27=5,91кН;

N_пр=78,3+40,98+1,42=120,7кН.

8. Проектування клеєної колони рамного поперечника одноповерхової будівлі

Розрахункові зусилля: М=19,914кН•м; Q=6,716кН; N=120,7кН.

Нормативні дані для проектування колони. Коефіцієнт, що враховує групу експлуатації конструкцій, m_в=1. Коефіцієнт, що враховує дію вітрового навантаження m_Н=1,2. Коефіцієнт, що враховує висоту перерізу (попередньо приймаємо h≅50см), т_б=1. Коефіцієнт, що враховує товщину шару в клеєному елементі т_Ш=0,95. Коефіцієнт, що враховує захист деревини від гниття, т_а=0,9.

Базовий розрахунковий опір деревини другого сорту стискуванню вздовж волокон R_c=14МПа. Розрахунковий опір для умов проектування

R_c=R_i•m_в•m_Н•т_б•т_Ш•т_а/γ_n=14•1•1,2•1•0,95•0,9/0,9=15,96МПа.

Приймаємо колону прямокутного постійного за висотою перерізу. Згідно з рекомендаціями таблиці 3 [стор. 9, 2], ширина перерізу має бути рівною 12см. За сортаментом таблиці 11 [стор. 33, 2] обираємо дошки 125×50мм, які після стругання мають товщину 44мм. Переріз колони складаємо з 9 дощок – h=4,4•9=39,6см. Після механічної обробки клеєного пакета з боків маємо поперечний переріз колони b×h=12×39,6см.

Геометричні характеристики перерізу:

F_розр.=12•39,6=475,2см², W_розр.=12•39,6²/6=3136см³.

Перевірка на міцність колони за нормальним напруженням у площині рами

Конструктивна висота колони h_к=h-0,3-0,2=4,8-0,5=4,3м (тут 0,3м – відмітка верху фундаменту від підлоги; 0,2м – приблизна висота обв’язувального бруса).

Гнучкість колони

λ=2,2•4,3•10²/(0,289•39,6)=82,66;

коефіцієнт ϕ=3000/λ²=3000/82,66²=0,439,

коефіцієнт

.

Згинальний момент з урахуванням деформованої схеми колони

М_Д=М/ξ=19,914/0,637=31,26кН•м.

N/F_розр.+M/W_розр.=[120,7/475,2]•10+[31,26/3136]•10³=12,5МПа<R_c=15,96МПа.

Перевірка стійкості колони з площини рами при ширині b=12см передбачає вільну висоту її, але не більш як h_p.y.=[λ]•0,289b=120•0,289•12=416см, тобто ніж конструктивна висота колони h_к=430см. Для забезпечення стійкості колони розкріпляємо її вздовж ряду розпірками по середині висоти.

Розрахунок на стійкість плоскої форми деформування колони відповідно до вимог п. 4.18 БНіП ІІ-25-80 не робимо. Як показує практика проектування, при висоті колон до 7,5м і за діючих навантажень у разі розкріплення розтягнутої кромки колони (елементами стінового захисту) і зменшення вільної висоти стиснутої кромки з площини деформування (розпірками по висоті колони) ця перевірка стає формальністю, тобто залишається плоска форма деформування.

9. Розрахунок і конструювання анкерного кріплення колон до фундаменту

Розрахункові зусилля в з’єднанні М=19,914кН•м; Q=6,716кН; N=42,4кН.

Слід зауважити, що сила N відрізняється від тієї, що приймали при розрахунку колон. Снігове навантаження з покриття будівлі не враховують, оскільки воно збільшує це зусилля, зменшуючи тим самим розтягуючи зусилля в анкерах N_а.