Общие сведения
Область применения. Деревянные стойки составного сечения применяют в деревянных каркасных зданиях промышленного назначения и во временных деревянных сооружениях для поддержания прогонов междуэтажных перекрытий, ферм покрытий, балок эстакад и т.п.
Стойки воспринимают нагрузку от примыкающих к ним элементов перекрытий или покрытий и передают ее на основание. Стойки каркасных зданий промышленного назначения, кроме того, могут нести крановую нагрузку и воспринимать горизонтальное давление ветра. Таким образом, стойки работают как сжато-изогнутые стержни. Так как высота стоек достаточно велика, велики и необходимые размеры их поперечных сечений. Однако имеющийся в нашем распоряжении сортамент ограничен и стойки приходится выполнять составного сечения.
Конструкция составных стоек. Деревянные стойки составного сечения образуются из нескольких параллельно расположенных ветвей – досок, брусьев или бревен, связанных между собой различными средствами соединения. Типы составных деревянных стоек изображены на рис. 1.1. и рис. 1.2.
По конструкции различают стойки:
а) сплошные, составленные из элементов, непосредственно примыкающих друг к другу или расположенные на некотором расстоянии и связанных между собой прокладками (рис. 1.1. а,б,в,г,д);
б) решетчатые, отдельные широко расставленные ветви которых связаны сквозной раскосной решеткой.
В настоящем пособии будет подробно рассматриваться конструкция сплошной стойки (рис. 1.1.в).
Рис. 1.1. Типы сплошных стоек составного сечения
а – на клею, б – на гвоздях, в – на гвоздях с
короткими прокладками, г – на болтах, д – на
колодках
Сплошные стойки применяют главным образом в виде колонн и несущих элементов деревянных каркасных стен на высоту одного этажа. Стойки имеют постоянное сечение по высоте, и их конструируют из досок, скрепленных при помощи клея или гвоздей, а также из бревен или брусьев, скрепленных болтами или шпонками-колодками.
2,Расчет поперечной рамы
Каркас промышленного здания представляет собой пространственную конструкцию, элементы которой работают совместно. Для упрощения расчета эту конструкцию расчленяют на плоские элементы, главным из которых является поперечная рама, состоящая из колонн или стоек (их подробному рассмотрению посвящено настоящее пособие), жестко или шарнирно заделанных в основании, и решетчатого ригеля (стропильной фермы), жестко или шарнирно соединенного с колоннами.
Итак, стойки рассчитываются в составе поперечной рамы. Для ее расчета необходимо наметить расчетную схему, собрать действующие на раму нагрузки, произвести статический расчет от каждого вида нагрузки и выявить комбинации наибольших расчетных усилий.
2.1. Расчетная схема рамы
Для расчета рамы ее конструктивную схему нужно привести к расчетной, в которой конструктивные элементы изображают осевыми линиями с идеализированными сопряжениями в узлах. В нашем курсовом проекте для определенности будем рассматривать жесткую заделку стойки внизу и шарнирное соединение вверху.
В практике расчета рам промышленных зданий решетчатый ригель заменяют условным сплошным эквивалентной жесткости, ось которого совмещается с осью нижнего пояса решетчатого ригеля. За геометрические оси колонн принимают линии центров тяжести сечений колонн. В колоннах симметричного поперечного профиля геометрические оси, проходящие через их центы тяжести, будут расположены по середине высоты сечения колонн.
Отметки по высоте отсчитывают от уровня пола здания, совпадающего с отметкой поверхности земли, принимаемой за нулевую. Как известно [1], опорная поверхность колонны должна располагаться чуть выше уровня пола (8-10 см), поэтому:
H=Ho-hф,
где: Ho – высота помещения от уровня пола до низа стропильных ферм (отметка нижнего пояса дана в задании);hф –
отметка верхнего обреза фундамента (8-10 см).
Принимая во внимание, что расчетная высота рамы Hотличается отHo не более, чем на 2%, в расчете будем принимать
H=Ho .
Полученная расчетная схема приведена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Расчетная схема рамы