Одноэтажное деревянное здание (стр. 3 из 4)

k- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте и типу местности

k = 0.75 до высоты h = 5 м, k = 0.8 при h = 6 м, k = 0.85 при h = 7 м

с1 = +0.8 с2 = - 0.4 согласно СНиП 2.01.07-85

Нормативная ветровая нагрузка до высоты 5 м:

а) давление

= 0.30*0.75*0.8 = 0.18 кН/м

б) отсос

= 0.30*0.75*0.4 = 0.09 кН/м

То же при высоте 6 м:

а) давление

= 0.3*0.8*0.8 = 0.19 кН/м

б) отсос

= 0.3*0.8*0.4 = 0.1 кН/м

То же при высоте 7 м:

а) давление

= 0.3*0.85*0.8 = 0.2 кН/м

б) отсос

= 0.3*0.85*0.4 = 0.1 кН/м

Расчетная ветровая нагрузка на раму:

= *γf*B = 0.18*1.4*6 = 1.512 кН/м - давление

= *γf*B = 0.09*1.4*6 = 0.756 кН/м – отсос

Ветровую нагрузку, действующую на участке стены от низа ригеля рамы до верха стены, заменим сосредоточенными силами W1 и W2, приложенными на уровне верха стоек:

W1 =

=

W2=

=

- расстояние от уровня низа ригеля до верха стены, м

, - значения активной ветровой распределенной нагрузки в уровне низа ригеля и в уровне верха стены, кН/м

Постоянное расчетное давление на стойку от вышележащих конструкций:

Собственный вес стойки определим, задавшись предварительными размерами ее сечения:

высота сечения

Принимаю сечение стойки состоящим из 12 слоев досок толщиной 33 мм, тогда hк = 33*12 = 396 мм

ширина сечения колонны равна bк = 185 мм (после фрезерования боковых поверхностей колонны, склеенной из досок шириной 200 мм).

Собственный вес стойки:

Рсв = b*h*H*

* = 0.185*0.396*6*1.1*5 =2,41 кН

Расчетная нагрузка от стенового ограждения, распределенная по вертикали с учетом элементов крепления (15% от веса стенового ограждения)

= *1.15*B = 0.64*1.15*6 = 4,41 кН

Эксцентриситет приложения нагрузки от стены qст на стойку принимаем равным полусумме высот сечений стойки и стены:

Расчетная нагрузка отвеса снега на покрытии

Определяем усилия в стойках рамы, приняв следующие сочетания нагрузок:

постоянная, снеговая, ветровая. Рама является один раз статически неопределимой системой, за неизвестное усилие принимается продольное усилие Х в ригеле:

Внутренние усилия в сечениях стойки от верха (х = 0) до заделки на опоре (х = Н) определим по формулам:

Изгибающие моменты в левой и правой стойках

Поперечные силы

Нормальные силы

- коэффициент сочетаний, вводимый для кратковременных нагрузок при одновременном учете 2-х кратковременных нагрузок - снеговой и ветровой.

Усилия в правой и левой стойках на уровне заделки

, составляют:

Нормальная сила:

Изгибающие моменты:

Поперечные силы:

2.2.3 Конструктивный расчет

В плоскости рамы стойка работает как защемленная на опоре вертикальная консоль в условиях сжатия с изгибом. Из плоскости рамы стойка представляет собой стержень с неподвижными шарнирами на концах.

Сечение стойки имеет размеры 185х396 мм, тогда:

F = 0.185*0.396 = 0.073м

Wx =

Jx =

= 0.289*0.396=0.114 = 0.289*0.185 = 0.053 м

В плоскости рамы расчет стойки на прочность производится как сжато-изгибаемого элемента:

- изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме;

М - изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;

ξ - коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента

φ - коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости элемента;

= 15 МПа -для древесины 2-го сорта. Расчетное сопротивление умножаем на коэффициент условия работы = 1.2, т.к конструкцию рассчитываем с учетом воздействия ветровой нагрузки.

Определяем гибкость стойки в плоскости изгиба, считая, что в здании отсутствуют жесткие торцевые стены:

При λ > 70 φ =

Из плоскости рамы колонну рассчитываем как центрально-сжатый элемент. Расстояние между узлами вертикальных связей устанавливаем по предельной гибкости λпр = 120

= = 120*0.289*0.185 = 6.41> 6 м → достаточно раскрепить стойку по ее верху,

Тогда

=

Проверка устойчивости плоской формы деформирования производим по формуле:

= Н - расстояние между точками закрепления стойки из плоскости изгиба;