Расчет колонны

Необходимо запроектировать деревянные клееные стойки производственного здания высотой 5,9м. Шаг несущих конструкций 5 м. Несущие конструкции покрытия – крупнопанельные фермы треугольного очертания 23 м, ограждающие конструкции – клеефанерные панели. Стеновые ограждения – асбоцементные навесные панели размером – 1,55 м. Промышленное здание расположено в Хабаровске. Материал стоек – пихта второго сорта.

Выбор конструктивной схемы

Принимаем клееные стойки прямоугольного поперечного сечения, закрепленные к фундаментам анкерными болтами (рис. 6).

Рис. 6.

Нагрузки на стойку

1. Постоянное расчетное давление на стойку от покрытия: (0,44+0,195)5(0,523+0,75)=38,89 кН.

2. Временная снеговая нагрузка: = 1,65398кН.

3. Постоянная нагрузка от стенового ограждения: =0,445(5,9+0,25)=13,53 кН.

4. Ветровая расчетная нагрузка: на левую стойку: =0,380,650,81,45=1,38 кН/м; =1,380,25=0,3458 кН; на правую стойку: = 0,380,650,61,45 = 1,04 кН/м; = 1,040,25 = 0,26 кН/м.

Ширину сечения стоек принимаем . Требуемую высоту сечения определяем из выражений:

м.

=5,9/15=0,39 м.

=38,39+13,53+98=150,43 кН;

МПа = 12000 кН/м² – расчетное сопротивление сжатию вдоль волокон древесины пихты второго сорта.

Принимаем см (12 слоев по 43 мм).

Нагрузка от собственной массы стойки:

= 0,140,5165,95,01,1 = 2,34 кН.

Рама является один раз статически неопределимой. За лишнее неизвестное принимаем продольное усилие Х в ригеле и определяем его раздельно от каждого вида загружения:

кН,

где = 0,5(51,6+16)=33,8см = 0,338 м.

кН;

кН.

Внутренние усилия в заделке стоек

Изгибающие моменты:

=[(0,3458–0,1716–0,38)5,9+0,51,38 ]0,9+1,05,9–13,530,338 = 21,85кНм;

=[(0,26–0,1716–0,38)5,9+0,51,04 ]0,9+1,05,9–13,530,338 = 16,07 кНм;

Поперечные силы:

= (0,3458–0,1716–0,38+1,385,9)0,9+1 = 8,14 кН;

= (0,26+0,1716+0,38+1,045,9)0,9–1 = 5,25 кН;

Продольная сила

= 38,89+13,53+2,34+980,9 = 142,96 кН.

Расчетные значения усилий:

M=2185кНсм; N=142,96 кН; Q=8,14 кН.

Конструктивный расчет

Расчетным сечением стойки будет сечение, ослабленное отверстиями под болты для крепления стальных анкерных накладок (рис. 7). Диаметр этих болтов принимаем равным 16 мм.

Геометрические характеристики расчетного сечения:

площадь:

1451,6 = 722,4см²;

= = 690,23 см².

момент сопротивления

см³,

где 0,8 – коэффициент, учитывающий наличие ослаблений в расчетном сечении.

Гибкость стойки а плоскости изгиба:

.

Коэффициент

.

Напряжение в поперечном сечении

МПа МПа.

Скалывающие напряжения в клеевом шве

кН/см² = 0,29 МПа МПа.

где МПа – расчетное сопротивление скалыванию при изгибе клееных элементов.

Устойчивость плоской формы деформирования проверяем по СниП II–25-80.

Гибкость из плоскости изгиба

.

Коэффициент продольного изгиба

где – коэффициент поддерживающего действия закреплений по растянутой от момента кромке.

Коэффициент

,

где .

Так как больше 1, устойчивость плоской формы деформирования обеспечена.