Принимаем клееные стойки прямоугольного поперечного сечения с шагом вдоль здания В=6м, жестко закрепляемые к фундаменту. Ригель рамы в форме двускатной клеефанерной балки. Крепление стоек с балками шарнирное. Устойчивость конструкций обеспечивается постановкой поперечных связей в покрытии и вертикальных продольных связей между стойками.
Статический расчет.
Постоянные нагрузки от плит покрытия принимаем из таблицы 1. ,
.
Снеговая нагрузка для г.Львова: ,
Нагрузка от веса балки:
(см. «расчет балки»)
Постоянное расчетное давление на стойку от покрытия
То же, от стенового ограждения с учетом элементов крепления при ,
, где 0,38 кН/м2– вес 1м2 стеновой панели толщиной 18,4см без утеплителя, 0,1 кН/м2– вес утеплителя.
Расчетную нагрузку от собственного веса стойки принимаем
Расчетное давление на стойку от снега
Скоростной напор ветра для г.Львова на высоте до 10м: , где:
где – коэффициент надежности по предельному значению ветровой нагрузки;
w 0 – характеристическое значение ветрового давления
где Caer – аэродинамический коэффициент, делится на Се1=0,8 и Се2=-0,6. В данной формуле не учитываем, учитываем при определении расчетной ветровой нагрузки ниже.
Ch=1,8 - коэффициент высоты сооружения, при типе местности III.
Calt =1, (Н<0,5км) коэффициент географической высоты;
Crel=1 - коэффициент рельефа.
Cdir=1 - коэффициент направления;
Cd=1 - коэффициент динамичности;
Расчетная ветровая нагрузка на раму от стены, кН/м:
Давление
Отсос
Ветровая нагрузка на раму от участка стены выше верха стоек, кН:
Давление
Отсос , где
- наибольшая высота покрытия, включая высоту балок (1,2м), толщину плит (0,2м) и толщину опорной подушки (0,1м).
Усилия в стойках рамы.
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:
От ветровой нагрузки на стены:
От стенового ограждения при расстоянии между серединой стенового ограждения и стойкой , где 0,184 – толщина стеновой панели, 0,528 – высота сечения колонны (ориентировочно):
Изгибающие моменты в заделке стоек:
Поперечные силы в заделке стоек, кН:
Продольные силы в заделке стоек:
, где 0,9 – коэффициент сочетания, учитывающий действие двух временных нагрузок.
Принимаем стойку прямоугольного постоянного по высоте поперечного сечения из 13 досок толщиной 3,3см (после острожки из досок 4х17,5см). Тогда ,
.
Проверяем площадь поперечного сечения стойки по нормальным напряжениям:
, где
;
Вдоль здания стойки раскрепляем обвязочным брусом, укладываемым по верху их, вертикальными связями и распорками, устанавливаемыми по середине их высоты по наружным граням. Устойчивость плоской формы деформирования стойки с раскрепленной растянутой кромкой проверяем по формуле:
;
Для случая сжатой наружной грани стойки, расчетная длина ее в плоскости, перпендикулярной плоскости рамы равна 200 см. Устойчивость плоской формы деформирования стойки проверяем для нижнего ее участка, как более неблагоприятного по формуле:
Для определения значения вычислим изгибающий момент в правой стойке на высоте двух метров.
;
Проверяем клеевые швы на скалывание:
, где
;
Рассчитываем опорный узел стойки. Анкерные болты рассчитываем по максимальному растягивающему усилию при действии постоянной нагрузки с коэффициентом перегрузки n=0,9 вместо n=1,1 и ветровой нагрузки
Принимаем опорную базу колонны размерами 34х65см. Определяем напряжения на поверхности фундамента:
;
Поскольку относительный эксцентриситет больше
, следует рассчитывать анкерные болты и боковые анкерные пластины.
Для фундамента принимаем бетон класса В10 с расчетным сопротивлением . Вычисляем размеры участков эпюры напряжений:
Усилие в анкерных болтах:
Площадь поперечного сечения болта , где
=2 – количество анкерных болтов с одной стороны стойки,
- расчетное сопротивление болтов растяжению для анкерных болтов диаметром 33…60мм из стали марки 09Г2С.
Принимаем d=36 мм с
Рассчитываем элементы базы колонны. Принимаем наклонные вклеенные стержни из арматурной стали класса А-III. Определяем расчетную несущую способность наклонного вклеенного стержня:
, где
- номинальный диаметр стержня;
- длина заделываемой части стержня, не менее 10d и не более 30d;
- расчетное сопротивление древесины скалыванию под углом 30º к волокнам:
Рассчитываем наклонно вклеенные стержни по сдвигу древесины:
Проверяем вклеенные стержни по растяжению и изгибу стержня:
, где
- расчетное сопротивление арматурного стержня диаметром 24мм из стали класса A-III.
- расчетная несущая способность изгибу стержня из арматурной стали класса А-III.
Анкерные пластины принимаем размером 10х160мм из стали марки ВСт3пс 6-1. Проверяем анкерные пластины по формуле:
, где
- для случая вклеенных стержней из стали класса А-III.
- расчетное сопротивление листовой стали;
Список литературы:
- ДБН В.1.2-2:2006. Нагрузки и воздействия/Киев: Минстрой Украины, 2006. – 80с.
2. СНиП II-25-80.Деревянные конструкции. Нормы проектирования/Госстрой СССР.-М.:Стройидат, 1983.-31с.
3. Пособие по проектированию и расчету ограждающих конструкций покрытий деревянных зданий. Кириленко В.Ф. – Симферополь, 2007г.
4. Справочник проектирования и расчет деревянных конструкций. Гринь. – Киев: Высшая школа, 1990г.
5. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80) / ЦНИИСК им. Кучеренко. – М: Стройиздат, 1986. – 216с.
6. Конструкции из дерева и пластмасс/ Ю.В.Слицкоухов, В.Д.Буданов, М.М.Гаппоев и др.; под ред. Г.Г.Карлсена и Ю.В.Слицкоухова. – М:Стройиздат, 1986. -543с.