Конструирование и расчёт деревянных конструкций одноэтажного промышленного здания

=0,8МПа (для семислойной фанеры);

- суммарная длина вертикальных  швов между стенкой и поясами

=0,27*2-0,006*2=0,528 м

 
 

7. Проверка  прогиба от действия нормальной нагрузки

 

Прогиб балки  определяем с учетом коэффициента, учитывающего влияние переменности высоты сечения, и коэффициента, учитывающего влияние деформаций сдвига от поперечной силы.

<

 

   l =17.7 м – пролет балки

k – коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения;

с – коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от   

            поперечной силы.

     k и с – значение коэффициентов по СНиП II-25-80:7

      

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

V.  Конструирование и расчёт дощатоклеенной колонны 

Предварительный подбор сечения колонн 

     Задаемся  гибкостью колонны l=100. Предварительные размеры сечения колонны примем: 

                 

     Из-за отсутствия досок такой ширины принимаем  доски шириной 125 мм и 225 мм с предварительной  склейкой их по кромкам в щит. Фактическая  ширина с учетом припусков на усушку и механическую обработку составит: 

     b_к = ( 125 – 10 ) + ( 225 – 15 ) = 325 мм 

     Для изготовления колонн используем сосновые доски 2-го сорта толщиной 40 мм. После  двухстороннего фрезерования (острожки) толщина досок составит: 

     t_ф = 40 – 2*3,5 = 33 мм 

     С учетом принятой толщины досок высота сечения колонн будет: 

     h_к = 33 * 21 = 693 мм 

     Сбор  нагрузок:  

     Нагрузка  от собственного веса колонны:

     Р_С.К. = h_k * b_k * H * r = 0,693 * 0,325 * 9 * 500 = 1013,5 кг = 10,14 кН

     Вертикальные  нагрузки, действующие на поперечную раму, можно свести в таблицу.

Итого                                                  12,53                                                    14,27

     По  карте прил. 5 [2] г. Вологда относится к I ветровому району и, значит нормативное значение ветрового давления принимаем w₀ = 0,23 кН/м². Для типа местности «С» находим значение коэффициента к = 0,4.

     По  приложению 4 [2] определяем аэродинамический коэффициент для наветренной и подветренной стороны здания:

• для наветренной С_е = +0,8
• для подветренной при   и  при  принимаем С_е3 = - 0,5.

     Коэффициент надежности для ветровой нагрузки определяем по п. 6.11 [2]. Расчетные значения погонной ветровой нагрузки для активного и пассивного давления: 

     W⁺ = 0,23 * 0,4 * 0,8 * 1,4 * 4 * = 0,41 (кН/м)

     W^- = 0,23 * 0,4 * (-0,5) * 1,4 * 4 = - 0,26 (кН/м) 

     Ветровая  нагрузка, передаваемая от покрытия, расположенного вне колонны: 

     W⁺ = w⁺ * h_оп = 0,41 * 0,9 =0,369 (кН)

     W^- = w^- * h_оп = 0,26 * 0,9 = 0,234 (кН) 

     Определение расчетных усилий: Рама один раз статически неопределимая система. За неизвестное принимаем продольное усилие «Х» в ригеле, которое определяем для каждого вида загружения отдельно :

• от ветровой нагрузки, приложенной в уровне ригеля

 

Х_w = 0,5 * (W⁺ - W^-) = 0,5 * (0,369 – 0,234) = 0,068 кН 

• от ветровой нагрузки на стены:

 

       

     Изгибающие  моменты в заделке стоек: 

       

       

     Продольные  силы в заделке стоек: 

       

   Таким образом, расчетные усилия для расчета  колонны составят: М = 17.1 кНм и N = 127.6 кН 

     Расчет  колонны на прочность  в плоскости рамы. 

     Расчетная длина колонны в плоскости  рамы 

     l₀ = 2,2 * Н = 2,2 * 9 =19.8 м 

     Площадь сечения колонны 

     А_НТ = А_бр = h_к * b_к = 0,693 * 0,325 = 0,225 м² 

     Момент  сопротивления прямоугольного сечения 

       

     Гибкость  колонны в плоскости рамы 

      , следовательно коэффициент продольного изгиба определяем по формуле (8) [1]: 

       

     Для сосновой древесины второго сорта  и при принятых размерах поперечного  сечения по табл. 3 [1] находим расчетное сопротивление сжатию R_c = 15 Мпа. По п. 3.2. [1] находим коэффициенты условий работы: m_н = 1,2; m_d = 0,93. Окончательное значение расчетного сопротивления составит: 

     R_с = 15 * 1,2 * 0,93 = 16.74 Мпа 

     Найдем  значение коэффициента x: 

     

      

     Найдем  значение изгибающего момента от действия поперечных и продольных нагрузок 

     

       

     Найдем  нормальные напряжения и сравним  их с расчетным сопротивлением

     

      ,  

     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