Конструирование утепленной ребристой плиты покрытия с фанерными обшивками (стр. 4 из 4)
Правая стойка:
- верх: N п0 = 165.4 кН; M п0 = 0;
- низ: N пmax = 190.7 кН;
Расчетные усилия:
N0 =165.4 кН; Nmax = 190.7 кН; Mmax = 63.364 кН×м.
4.2 Конструктивный расчет стержня колонны
Производим проверку сечения дощатоклееной колонны (рис.8, а) из условий устойчивости в плоскости и из плоскости поперечника. Сечение колонны
bк = 17.5 см, hк = 80 см. Пиломатериал – сосновые доски 2-го сорта толщиной 33 мм. По [1, табл.3] Rс = 15 МПа. Прикрепление к фундаменту выполнено с помощью анкерных болтов – жесткое в плоскости поперечника и условно-шарнирное из плоскости.
Коэффициенты условий работы:
- для условий эксплуатации A3 по [1, табл.5], mв = 0.9;
- для колонн с высотой сечения 80 см по [1, табл.7], mб = 0.9;
- при толщине слоя досок в пакете 33 мм по [1, табл.8], mсл = 1.0.
Коэффициент надежности по назначению для зданий III класса gn = 0.90.
4.2.1 Проверка устойчивости колонны в плоскости поперечника
Предварительно вычисляем:
см2; 
см3.Расчетная длина
lох = 2.2×Hк = 2.2 × 960 = 2112 см;
радиус инерции
rх = 0.289×hк = 0.289 × 80 = 23.12 см;
гибкость
lх = lох / rх = 2112/23.12 = 91.349
что удовлетворяет условию
lх < lmax = 120.
Вычисляем коэффициент продольного изгиба :
Вычисляем:
,где
кН/см2.Изгибающий момент по деформированной схеме:
кН×м.Проверяем условие устойчивости:
кН/см2,что < Rc = 1.35 кН/см2.
Устойчивость в плоскости поперечника обеспечена.
4.2.2 Проверка устойчивости колонны из плоскости поперечника
Предварительно определим jy в предположении, что промежуточных связей нет:
Расчетная длина
lоy = Hк = 960 см;
радиус инерции
ry = 0.289×bк = 0.289 × 17.5 = 5.0575 см;
гибкость
ly = lоy / ry = 960/5.0575 = 189.817.
Так как
ly = 189.817 > lmax = 120,
то постановка промежуточных связей необходима.
Проверяем устойчивость при одной промежуточной связи.
Гибкость
ly = 0.5 ×960/5.0575 = 94.909, что < lmax = 120.
Вычисляем коэффициент продольного изгиба при l > 70:
Проверяем условие устойчивости:
кН/см2, что < Rc = 1.35 кН/см2.Устойчивость из плоскости поперечника обеспечена.
4.3 Расчет и конструирование узла крепления колонны к фундаменту
Требуется спроектировать опорный узел дощатоклееной колонны с металлическими траверсами по типу показанного на рис.10.
Рис. 7. Узел соединения колонны с фундаментом: а – конструкция узла; б – расчетная схема; 1 – фундаментные болты; 2 – траверсы; 3 – болты; 4 – вклеенные стержни; 5 – эпоксидная шпаклевка
Исходные данные: поперечное сечение колонны bк х hк = 17.5 х 80 см. Доски из древесины сосны 2-го сорта толщиной 33 мм.
Определение расчетных усилий в плоскости сопряжения с фундаментом.
кН×м; 
кН.Вычисляем эксцентриситет:
м.Так как е = 1.325 м больше hк/6 = 0.80/6 = 0.133, то имеется отрывной участок по плоскости сопряжения, следовательно, требуется расчет фундаментных болтов и элементов траверс.
4.5 Расчет фундаментных болтов
Вычисляем максимальное и минимальное напряжения в опорном сечении (см. Рис. 7, б):
кН/см2smax = 0.52 кН/см2;
smin = – 0.42 кН/см2 – отрывной участок.
Определяем высоту сжатой зоны:
см.Задаемся dб = 20 мм и находим (см. рис.10, а):
а = 0.5 × S2 + S1 = 4.75 × dб = 4.75 × 2.0 = 9.5 см;
см. 
Принимаем фундаментные болты из стали марки ВСт3 кп 2 по ГОСТ 535-88 (см. табл. 60 [5]) с расчетным сопротивлением Ry = 185 МПа = 18,5 кН/см2.
Находим требуемую площадь одного болта в нарезной части:
см2.Принимаем болт диаметром dан = 27 мм, которому соответствует
Fнт = 4,59см2 > 4,06 см2.
Расстояние между фундаментными болтами в плане (см. Рис. 7, а) получим с учетом принятых а = 95 мм и dан = 27мм:
мм; 
мм.4.6 Расчет соединительных болтов
Расчетную несущую способность соединительных (глухих) болтов для крепления траверс к колонне находим по формуле как наименьшее из двух значений:
Тгл=0.5 × bк× dгл= 0.5 × 17.5 × 2 = 17,5 кН/шов.
Тгл = 2,5× d2гл=2,5 × 22 = 10 кН/шов.
Определяем количество болтов:
шт.Принимаем 8 болтов, размещаем их в два ряда с шагом:
S1³ 7 × dб= 7 ×20 = 140 мм;
S2³ 3.5 × dб= 3.5 ×20 = 70 мм;
S3³ 3 ×dб = 3 × 20 = 60 мм.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции: Нормы проектирования /Госстрой СССЗ. – М.: Стройиздат, 1983. –31с.
2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия /Госстрой СССР. –М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. –36 с.
3. Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмассы: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Промышленное и гражданское строительство". – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1990. –287 с.
4. Проектирование и расчет деревянных конструкций: Справочник /Под ред. Н.М.Гриня. –К.:Будивельник, 1988. –240 с.
5. Рекомендации по проектированию панельных конструкций с применением древесины и древесных материалов для производственных зданий / ЦНИИСК им. Кучеренко. – М.:Стройиздат, 1982. –12 с.
6. Серия 1.265 – 1. Деревянные панели покрытий общественных зданий. Вып. 3./ ЦНИИЭП учебных зданий. – М., 1979. – 28 с.
7. ГОСТ 20850 – 84. Конструкции деревянные клееные. Общие технические условия.
8. ГОСТ 24454 – 80 Е. Пиломатериалы хвойных пород. Размеры.
9. СТ СЭВ 4409 – 83. Единая система проектно-конструкторской документации СЭВ. Чертежи строительные. Правило выполнения чертежей деревянных конструкций.