Расчет и конструирование составной стойки с-1

1. Вертикальная нагрузка – вес покрытия, снег. Весом стойки пренебрегаем

Нагрузка на 1м несущих конструкций q = 14,25 кН/м (см сбор нагрузок на расчет фермы)

С учетом веса фермы – 15,78 кН/м

Вес балки составного сечения 0,5 кН/м

Вес армированной балки 0,32 кН/м

N₁ = N´₁ =51,28 кН/м; N₂ = N´₂ =104,57 кН/м;

2. Горизонтальные нагрузки – ветровые

,

где W₀=0,38 кПа для III снегового района нормативное значение ветрового давления;

с - аэродинамический коэффициент

с = 0,8 – с наветренной стороны

с = 0,6 – с подветренной стороны

k - коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте:

k=1, до высоты 10м

где p_f = 1,4 - коэффициент надежности для ветровой нагрузки

В = 4,5 м – шаг рам

3. Геометрические характеристики:

Статический момент отсчетной части (брутто) относительно оси у-у:

.

Момент инерции относительно оси у-у:

Момент инерции (нетто) относительно оси у-у:

Момент сопротивления (нетто) относительно оси у-у:

Радиус инерции всего сечения:

Радиус инерции ветви относительно собственной оси I-I:

Проверка прочности.

Расчет на прочность внецентренно-сжатой колонны производится по формуле:

,

где W_расч=W_нт  К_w – расчетный момент сопротивления составного сечения стержня с податливыми связями;

К_w=0,9 – коэффициент, учитывающий податливость связей.

,

где μ₀=2,2 – при одном защемленном, а другом свободном конце.

.

Гибкость элемента:

.

Полученная гибкость < 70, следовательно, коэффициент продольного изгиба определяется по формуле:

.

Коэффициент влияния деформаций изгиба:

,

где R_c = 16МПа – расчетное сопротивление древесины на сжатие вдоль волокон.

Приведенная гибкость составного сечения.

Гибкость составного элемента определяется с учетом податливости связей:

,

где _у – гибкость всей стойки в целом без учета податливости связей.

;

₁ – гибкость одной ветви на участке между связями.

Если , то стержень считается жестким и потеря устойчивости ветви невозможна .

Принимаем l₁=160см, отсюда _пр=М_у_у

где М_у – коэффициент приведенной гибкости.

,

где b, h – ширина и высота колонны;

n_м = 2 – расчетное количество швов в элементе, определяемое числом швов, по которой суммируется взаимный сдвиг элементов;

n_св – расчетное количество болтов в колонне, за исключением болтов в фундаментной части:

;

n_б – общее количество болтов в колонне, за исключением болтов в фундаментной части:

К_с – коэффициент податливости соединений при сжатии с изгибом:

Полученная гибкость > 70, следовательно, коэффициент продольного изгиба определяется по формуле:

.

Коэффициент влияния деформаций изгиба:

где R_c = 16МПа – расчетное сопротивление древесины на сжатие вдоль волокон.

Условие выполняется.

Проверка необходимого количества связей.

При изгибе стойки возникают сдвигающие усилия между ветвями, которые воспринимаются болтами. Количество болтов должно удовлетворять требованию:

Расстояние между горизонтальными рядами болтов должно быть в пределах:

Конструкция и расчет фундаментной части.

Назначаем толщину накладок:

Принимаем толщину накладок а=16см.

Определяем диаметр анкерного болта:

Принимаем d =18мм