Расчет стойки

5. Расчет стойки

В целях унификации принимаем для стойки те же доски что использовались для проектирования арки =42 мм. и шириной 192 мм. (что соответствует не строганным стандартным доскам 200x50 мм.). Задаемся высотой сечения в пределах . В соответствии с этими размерами принимаем 24 доски =42 мм., итого .

Рис.6 – сечение колонны.

Расчет рамы будем производить по схеме приведенной на рис.7

Рис.7 – расчетная схема рамы.

Для расчета найдем усилия M,N,Q, для этого найдем горизонтальные составляющие ветровой нагрузки W и W^/.

Горизонтальные составляющие:

,

.

Вертикальные составляющие:

,

.

Усилие N будет представлять собой сумму усилий от постоянной нагрузки =198,45 Кн, снеговой нагрузки =65,1 кН и собственного веса колонны .

.

Находим значение ветровой нагрузки действующей на колонну:

–  слева ;

–  справа .

Находим усилие, передающееся на стойку

, где

;

.

Находим значения моментов и поперечных сил в правой и левой стойках. Расчет будем производить по схеме показанной на рисунке 9:

Рис.9 – расчетная схема стойки.

–левая стойка

;

.

–правая стойка

;

.

Геометрические характеристики для принятого сечения

Площадь сечения ;

Момент сопротивления ;

Момент инерции ;

Радиус инерции ;

Гибкость .

Проверка прочности сечений.

Проверяем прочность наиболее нагруженного сечения (с максимальным изгибающим моментом) т.е. сечения на опоре, где M=143,63 кН м, N=280,65 кН.

Находим значение коэффициента , для чего сначала подсчитываем коэффициент  по формуле

Проверяем прочность сечения по формуле

 

Вывод: Прочность сечения обеспечена.

Проверяем клеевые швы на скалывание:

 

Вывод: Прочность клеевых швов на скалывание обеспечена.

Проверяем устойчивость стойки в плоскости рамы

Проверку устойчивости будем производить на момент M=143,63 кН/м и продольную силу N=280,65кН по схеме приведенной на рис.10.

Рис.10 – расчетная схема стойки.

Подсчитываем коэффициенты:

 при гибкости

(коэффициент k_ф принят равным 2,45).

Находим

Проверяем устойчивость арки

 

Вывод: Устойчивость стойки в плоскости рамы обеспечена.

Проверяем устойчивость арки из плоскости:

Проверку устойчивости будем производить продольную силу N=280,65 кН по схеме приведенной на рис.11.

Рис.11 – расчетная схема стойки

Находим необходимые характеристики:

момент инерции

радиус инерции

гибкость

коэффициент продольного изгиба

 

Вывод: Прочность стойки из плоскости рамы обеспечена.

Крепление стойки к фундаменту

Принимаем жесткий узел крепления стойки к фундаменту с помощью анкерных болтов (рис.12 ).

Расчет производим на продольную силу N=280,65 кН. и момент М=143,63 кН*м.

Находим ,

где

Рис.12 – крепление стойки к фундаменту.

Проверяем прочность торца колонны на смятие:

.

Принимаем под фундамент бетон класса В 15 c R_c=11 МПа.

Находим требуемую площадь сечения анкера

.

Принимаем анкерный болт диаметром 26 мм. ()

Проверяем прочность анкерного соединения

.

 

Вывод: прочность обеспечена.

Крепление пластины принимаем на болтах.

Минимальная несущая способность одного болта 22 диаметра

,

где .

Определяем необходимое количество болтов

Принимаем 6 болтов диаметром 22 мм.

Делаем проверку .

Вывод: прочность обеспечена.

Список используемой литературы

1.  Конструкции из дерева и пластмасс. 5-е изд./ Под ред. Г.Г.Карлсена и Ю.В.Слицкоухова. –М.: Стройиздат, 1985.-542 с.

2.  Гринь И.М. Проектирование и расчет деревянных конструкций: Справочник. –Киев: Будивельник, 1988.

3.  Иванов В.А. и др. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования. 3-е изд. –Киев: Вища школа, 1981.

4.  Индустриальные деревянные конструкции: Уч.пос. для вузов. Под ред. Слицкоухова Ю.В. –М.: Стройиздат, 1991.-251 с.

5.  Светозарова Е.И., Душечкин С.А., Серов Е.Н. Конструкции из клееной древесины и водостойкой фанеры. Примеры проектирования. –Л.: Лененградский инж.- строит. ин-т, 1974.

6.  Вдовин В.М. Распределение сосредоточенного давления в клеефанерных конструкциях. –В сб. Облегченные конструкции покрытий зданий. –Ростов-на-Дону: Ростовский инж.-строит. ин-т, 1979, с.16-26.

7.  Хрулев В.М. Деревянные конструкции и детали: Справочник строителя. –М.: Стройиздат, 1983. –287 с.

8.  СНиП П-25-80. Нормы проектирования. Деревянные конструкции. –М.: Стройиздат, 1982.-65 с.

9.  Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП П-25-80). –М.: Стройиздат, 1986. –215 с.

10.  СНиП 2.01-07-85. Нагрузки и воздействия. –М.: Стройиздат, 1988.