Проектирование одноэтажного каркасного здания из деревянных конструкций (стр. 4 из 4)
Торец арки проверяем на смятие. Величина напряжений смятия при действии расчетной продольной силы не должна превышать расчетного сопротивления смятию (RСМ=14 МПа). Усилие от шарнира передается на башмак длиной lб=600 мм. через гнутый швеллерный профиль двумя боковыми ребрами.
Площадь смятия торца арки под швеллером
Условие прочности
Прочность обеспечена.
На болты, присоединяющие оголовок, действуют усилия Nб, вызываемые поперечной силой:
.Необходимый диаметр болта определяем, исходя из его несущей способности, по изгибу:
.При n=2 (два болта) имеем
.Принимаем конструктивно два болта d=16 мм.
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 kф 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 cRc=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.