Расчет деревянных конструкций здания (стр. 2 из 3)
Момент инерции сечения балки в середине пролета:
Коэффициент учитывающий переменность сечения:
к=0,15+0,85h0/h=0.575
Относительный прогиб балки:
Требуемая площадь смятия опорной подушки
,где
- расчетное сопротивление смятию поперек волокон в опорных плоскостях конструкций.При ширене балки b=15 cм, требуемая ширина опорной площадки равна:
см. Принимаем 20 см.5.1 Исходные данные
Высота здания 7,5м; высота колонны 5,97 м; город строительства Новосибирск.
Расчетная схема
5.2 Определение нагрузок и усилий
Характер распределения статической составляющей ветровой нагрузки в зависимости от высоты над поверхностью земли определяют по формуле:
wm = wo×k×c×B×γf,
где wo нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от района строительства, wo = 1,5 кПа;
k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления в зависимости от высоты здания;
с — аэродинамический коэффициент; c = 0,8 - для наветренной стороны, c = 0,6 - для подветренной стороны;
= 1.4; B = 4,5 м — шаг стропильных конструкций.Определим коэффициент k на высоте до 5 м, а также в уровне конька 7.5 м для напора и отсоса при направлении действия ветровой нагрузки слева и справа.
| h, м | к |
| 5,0 | 0.5 |
| 7,5 | 0.58 |
qн = wo×k×c×B×γn×γf = 1,5×0,5×0,8×6×1,4 = 1,764 кН/м
qо = wo×k×c×B×γn×γf = 1,5×0,58×0,6×6×1,4 = 1,535 кН/м
Нагрузка от плит покрытия на 1 м2 горизонтальной проекции
кН/м2, нагрузка от балки 
кН/м2, снеговая нагрузка 
кН/м2.Для определения массы колонны задаемся предварительными размерами ее сечения, исходя из предельной гибкости
, следовательно: b ≥ l0y / (0,289∙λх) = 597/ (0,289∙100)=20,65 см; Принимаем по сортаменту с учётом острожки b = 217 мм. 
см,где l0 = 2,2*5,97=13,134 м — расчётная длина колонны в плоскости рамы.
Сечение колонны составим из 14 досок b´h =217´33 мм в виде пакета b´h = 217х462 мм. Плотность древесины
кг/м3. 
Площадь:
см2,Момент сопротивления:
см3,Момент инерции:
см4,Радиусы инерции:
см, 
см,Момент сопротивления:
см3.Поперечная рама одноэтажного здания, состоящая из двух колонн, упруго защемленных в фундаментах и шарнирно связанных с ригелем, представляет собой один раз статически неопределимую систему.
Продольное усилие в ригеле такой рамы от равномерно распределенной ветровой нагрузки:
кН,где H - расстояние от уровня чистого пола до низа стропильных конструкций.
Максимальный изгибающий момент в колонне от ветровой нагрузки на уровне верха фундамента:
в левой колонне:
кНм,в правой колонне:
кНм.Нагрузка на колонну от веса стены:
Рcт = gcт∙H∙B = 0,485∙5,97∙4,5=13,03 кH
Усилие в ригеле от нагрузки стеновых панелей:
кН,где
кН∙м,Эксцентриситет:
см.Момент от стены:
Мcтлев =- Мcт +хст∙H = -4,51+ 0,647∙5,97 = 0,647кНм
Мcтпр = Мcт –хст∙H = 3,43–0,647∙5,97 = -0,647кНм
Собственный вес колонны:
кННагрузка от плит покрытия:
кН,где
м толщина стеновых панелей, 
м вылет карниза.Нагрузка от балки:
кННагрузка от снега:
кН.Расчетная сила в колонне на уровне верха фундамента:
в левой колонне:
кН,в правой колонне:
кН.Усилия в левой стойке
| № п/п | Вид нагрузки | M,кНм | N,кН |
| 1 | Вес покрытия и фермы | 33,47 | |
| 2 | Снег | 36,3 | |
| 3 | Стена | 0,647 | 13,03 |
| 4 | Собств. вес колонны | 2,99 | |
| 5 | Ветер | 29,88 |
1. сочетание 1 + 3 + 4 + 2 - N = 85,79кН, M = 0,647кНм
1+3+4+5 N = 49,49кН, M = 30,53кНм
2. сочетание 1+3+4+(2+5)*0.9 N = 82,16кН, M =27,54кНм
3. сочетание (1+3+4)×0.9/1.14 + 5 N = 39,07кН, M = 30,39кНм
В плоскости рамы расчет на прочность проводят на действие максимальных продольных сжимающих сил и изгибающих моментов от расчетных нагрузок по формуле:
,где
при 
мм, 
при толщине досок 33мм, 
– коэффициент условий работы.Изгибающий момент с учетом деформаций определяется по формуле:
,где
коэффициент влияние деформаций изгиба 
коэффициент продольного изгиба.
,Действующий изгибающий момент:
кНм.Напряжения в колонне:
Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов проводят по формуле:
,где
– для элементов, имеющих закрепление растянутой зоны из плоскости деформирования, jу – коэффициент продольного изгиба для гибкости участка элемента расчетной длиной lp из плоскости деформирования; jm – коэффициент, определяемый по формуле 
, кф = 2.32 
<120,следовательно, связи в плоскости колонн не обязательны, но для надежной работы колонн связи ставим, соединив их попарно в середине высоты, тогда гибкость из плоскости
<120, коэффициент продольного изгиба: 
.Определим коэффициенты
и 
: 
где
– для прямолинейных элементов, 
– число подкрепленных точек растянутой кромки. 
.Подставляя полученные значения в формулу, получим:
,