4. Расчет опорного узла.

Определяем требуемый момент сопротивления швеллеров по формуле:

R-расчетное сопротивление стали, равное 240МПа

По сортаменту выбираем швеллера с W_x>W_x^тр . Такими швеллерами будут №14 с W_x = 70,2 см³ и J_x = 491 см⁴

Назначаем расстояние между осями тяжей h_o из условий:

- h_o≥0,1* Н

-h_o≥2*h с округлением 50 мм в большую сторону.

0,1*Н = 0,1*5 = 0,5м

2* h = 2*0,462 = 0,924м

Принимаем h_o = 0,95м

Производим проверку сечения стойки на скалывание при изгибе по формуле:

где

Определяем усилие, действующее в тяжах и сминающее поперек волокон древесину стойки под планками.

.

Определяем требуемую площадь сечения одного стального тяжа в ослабленном сечении по формуле

где m₁=0,8 - коэффициент, учитывающий влияние нарезки;

m₂=0,85 - коэффициент, учитывающий возможную неравномерность распределения усилий в двойных тяжах.

Принимаем тяж из стержня d=16 мм (F=1,57*10^-4 м²>0,919*10^-4м²).

Определяем ширину планок из условия.

где =3 МПа;m_н=1,4 по СНИП II-25-80 табл.6.

Принимаем ширину планок равной 0,06 м.

Определяем толщину планок δ из расчета их на изгиб как однопролетные свободно опертые балки загруженные равномерно распределенной нагрузкой q с расчетным пролетом l_пл равным расстоянию между осями тяжей

где -толщина стенки швеллера,- диаметр тяжей.

Опорные реакции

Нагрузка

Расчетный изгибающий момент

Толщину планок определяем по формуле:

Принимаем планку в соответствии с сортаментом δ=25мм.

5. Расчет и конструирование дощато-клееных фахверков однопролетного здания

Предварительный подбор сечения колонн.

Располагаем 2 фахверка на расстоянии 3м друг от друга, которые крепятся к верхнему поясу системы, в результате чего их высота составляет 6,8 м.

Предельная гибкость для колонн равна 120. При подборе размеров сечения колонн целесообразно задаваться гибкостью 100. Тогда при и распорках, располагаемых по верху колонн:

При высоте здания H=6,8 м получим:

Сечение колонн выполняют виде клееного пакета, состоящего из черновых заготовок по рекомендуемому сортаменту (применительно к ГОСТ 24454 – 80^*Е) сечением 40250мм. После фрезерования черновых заготовок по пластям на склейку идут чистые доски сечением 33250мм.

Клееный пакет из 7 досок общей высотой 733=231мм. После склейки пакета его еще раз фрезеруют по боковым поверхностям, таким образом сечение клееного пакета составляет 235231мм.

Определение нагрузок на колонну.

Определим действующие на колонну расчетные вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Таблица 5.

Нагрузки на 1м² плана здания

Составляющая нагрузки	Нормативная нагрузка, кПа	Коэффициент надежности, γt	Расчетная нагрузка, кПа
1. Навесные стены	0,36	1,1	0,396
2. Собственный вес колонны	1,94	1,1	2,13
3. Ветровая нагрузка:	0,138 0,104	1,4 1,4	0,193 0,146

Нагрузки на колонну:

От стен:

Определяем горизонтальные нагрузки, действующие на фахверки с учетом шага S=6м.

Нагрузки от ветра:

эксцентриситет приложения нагрузки от стен

изгибающий момент, действующий на фахверк от веса стен

изгибающий момент, действующий на фахверк от ветра

поперечная сила

продольная сила

Расчет колонн на прочность по нормальным напряжениям и на устойчивость плоской формы деформирования.

Рассчитываем на прочность по формуле, приведенной в п. 4.16 СНиП II-25-80:

Расчетная длина (плоскости рамы)

Площадь сечения колонны

Момент сопротивления

Гибкость

При древесине третьего сорта и при принятых размерах сечения по табл. 3 СНиП II-25-80 .

С учетом и коэффициента надежностиполучим

При эпюре моментов треугольного очертания

В данном случае эпюра момента близка к треугольной:

Оставляем ранее принятое сечение, исходя из необходимости ограничения гибкости.

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования производится по формуле (33) СНиП II-25-80.

В формуле показательn=2 как для элементов, не имеющих закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования:

Применительно к эпюре моментов треугольного очертания (см. табл. 2, прил. 4 СНиП II-25-80): d=0, так как момент в верхней части колонны равен 0.

Следовательно, устойчивость обеспечена.

Расчет на устойчивость из плоскости как центрально сжатого стержня.

(см. расчет на устойчивость плоской формы деформирования); N=5,139 (для второго сочетания нагрузок):

где

Устойчивость обеспечена