Расчет деревянной рамы (стр. 4 из 5)

3. Расчет колонны

3.1 Определение ветровой нагрузки

Ветровую нагрузку учитывают как сумму двух составляющих: средней и пульсационной.

Wm – средняя составляющая учитывается при расчете всех зданий и сооружений.

Wi – пульсационная составляющая может учитываться при расчете мачт; башен; транспортных эстакад; дымовых труб; высотных зданий, высотой более 40м; одноэтажных производственных зданий, высотой более 36м, и при отношении высоты к длине здания более 1,5, в местностях типа А и В.

Расчетное значение средней составляющей ветровой нагрузки :

gf – коэффициент надежности по нагрузке®1,4

w0 – нормативное значение ветрового значения, принимается в зависимости от ветрового района (Краснодар –5-ый ветровой район ®w0=0,6 кН/м2)

се – аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания (с наветренной поверхности = 0,8; с подветренной = 0,6)

k – коэффициент, учитывающий изменения ветрового давления по высоте (зависит от типа местности).

В практике инженерных расчетов действительную ветровую нагрузку заменяют эквивалентной равномерно распределенной по длине колонны и по шатру.

Обозначения для определения коэффициента k:

- участок с однозначной эпюрой;

-участок осреднения (1-для колонны, 2- для шатра);

- высоты, характеризующие однозначную эпюру давления;

- длины участков соответственно колонны и шатра;

- протяженность участков с однозначными эпюрами на осредненных участках.

Определяем осредненный коэффициент на каждом участке j с однозначной эпюрой i.

- тангенс угла наклона эпюры ветрового давления на участке с однозначной эпюрой.

Значения

для участков с однозначной эпюрой (местность В)

Участок i=1		Участок i=2		Участок i=3		Участок i=4
K5	tg 1	K10	tg 2	K20	tg 3	K40	tg 4
0.5	0	0.65	0.03	0.85	0.02	1.1	0.0125

Схема загружения колонны ветровой нагрузкой без промежуточных фахверков.

Расчетная погонная ветровая нагрузка на раму

(кН/пог.м) на участке h1 передается в виде равномерно распределенной:

с наветренной стороны

с подветренной стороны

Вк – шаг поперечных рам,м.

С грузовой площади шатра А1 (м2) нагрузка в виде сосредоточенной силы Fнав (кН) переносится на узел сопряжения верхней части колонны с ригилем.

Расчетное значение эквивалентной нагрузки Wi (кН/м2):

на первом участке

на втором участке

3.2 Подбор сечения колонны

Колонну проектируем дощатоклеенную прямоугольного сечения с защемлением в пяте.

В первом приближении примем:

Защемление колонны в пяте осуществляется с помощью анкерных креплений к оголовку, верхняя отметка которого должна возвышаться над уровнем чистого пола свыше 15 см.

Находим геометрические характеристики сечения:

Находим геометрические характеристики сечения:

можно уменьшить сечение

Находим геометрические характеристики сечения:

сечение больше уменьшать нельзя, прочность колонны обеспечена с большим коэффициентом запаса.

В целях рационального решения узла сопряжения фермы с колонной примем конструктивно сечение колонны 190

198 (6 слоев =33мм).

3.3 Проверка клеевого шва колонны

Вдоль здания колонны раскрепляем вертикальными связями и распорками, устанавливаемыми по середине высоты колонны.

требуется проверка колонны на устойчивость.

устойчивость колонны обеспечена.

Клеевой шов проверяем по касательным напряжениям.

прочность клеевого шва по касательным напряжениям обеспечена с большим запасом прочности.

3.4 Расчет опорной пяты

Для крепления анкерных болтов по бокам колонны сделаны вырезы на глубину трех досок =9,9 см.

Напряжения на поверхности фундамента:

Для фундамента конструктивно примем бетон В15 с Rb=8,5МПа.

Вычисляем размеры участков эпюры напряжений:

Усилия в болтах:

Площадь поперечного сечения болтов:

принимаем диаметр болтов =12 мм.

Траверсу для крепления анкерных болтов рассчитываем как балку.

Из условия размещения анкерных болтов диаметром 12 мм, принимаем равнополочный уголок

Напряжение:

Проверка прочности клеевого шва в анкерном креплении колонны:

- коэффициент при расчете на скалывание сжатых элементов = 0,125

е = y – плечо сил скалывания

Напряжение в клеевом шве:

условие прочности клеевого шва под пятой колонны выполняется

прочность колонны обеспечена.

4. Рекомендации по обеспечению долговечности и защиты от возгорания деревянных конструкций

4.1 Обеспечение долговечности КДК

Для изготовления конструкций рекомендуется использовать сухой пиломатериал с влажностью W= 12%.

В период транспортировки защищать конструкции от увлажнения используя специальный укрывочный материал и соблюдая правила хранения и транспортировки конструкций.

Опорный узел колонны устраивается на 300 мм выше уровня чистого пола.

При проектировании учесть обеспечение свободного доступа к опорным узлам конструкций для осмотра и проветривания.

4.2 Защита КДК от возгорания

Проектируемое здание имеет значительную протяженность (88м), поэтому рекомендуется по длине здания устроить брандмауэрную стену с высотой на 600 мм выступающей над плоскостью кровли.

Соединительные стальные детали снижают предел огнестойкости деревянных конструкций, поэтому нужно их обрабатывать огнезащитными составами.

Несущие КДК обладают хорошей био- и огнестойкостью, поэтому для них применяют только локальную защиту торцов и опорных частей тиоколывыми мастиками (УМ-30м, УТ-32) и поверхностную окраску пентофталевой эмалью ПФ-115 при помощи краскопульта или кистями за 2 раза.

Для раскосов фермы, продольных и поперечных ребер плит покрытия применять пропитку в горячехолодных ваннах в течении 2-4 часов.

5. Технико-экономические показатели

5.1 Расход основных материалов

Расход материалов на изготовление КДК

1.ферма

2. колонна

Расход древесины в деле:

Vqi – объем одной конструкции

Пi – количество несущих конструкций