Проектирование производственного деревянного неотапливаемого здания, длинной 10 м в районе III ветровой и I II снеговой нагрузки, страница 6

Расчётная нагрузка от стенового ограждения, распределённая по вертикали, с учётом  элементов крепления (15 % от веса стенового ограждения):

 кН/м.

Эксцентриситет приложения нагрузки от стены  на стойку принимаем равным половине суммы высот сечений стены и стойки:

 м.

Определение внутренних усилий в стойке

Статический расчёт заключается в расчёте один раз статически неопределимой системы.

Определим усилия в стойках рамы, приняв следующие сочетание нагрузок: постоянная, снеговая и ветровая. Рама является один раз статически неопределимой системой, за неизвестное усилие принимается продольное усилие  в ригеле:

 кН.

Внутренние усилия в сечениях стойки от верха ( м) до заделки на опоре ( м) приняв  – коэффициент сочетаний нагрузок, вводимый при одновременном учёте двух кратковременных нагрузок (снеговой и ветровой), определим по формулам:

Изгибающие моменты в левой и привой стойках соответственно:

;

.

Поперечные силы в левой и привой стойках соответственно:

;

.

Нормальные силы:

.

Усилия в расчётных точках сведены в таблицу № 4, по которым построены эпюры усилий представленные на рисунке 11.

Таблица 4                                                                                                                       Внутренние усилия в стойках рамы

Рис. 12

Конструктивный расчёт

В плоскости рамы стойка работает как защемлённая на опоре вертикальная консоль в условиях сжатия с изгибом. Из плоскости рамы стойка представляет собой стержень с неподвижными шарнирами на концах.

Определим характеристики сечения:

 м².

Момент инерции сечения:

 м⁴.

Момент сопротивления сечения равняется:

 м³.

Определим расчётную длину в плоскости рамы:

 м,

где  – коэффициент, равный 2,2 при одном защемленном и другом свободном нагруженном конце по СНиП II-25-80 п.4.21.

В плоскости рамы расчёт стойки производится как сжато-изгибаемого элемента. Определим гибкость стойки в плоскости изгиба, считая, что в здании отсутствуют жёсткие торцевые стены (для прямоугольного сечения).

Определим коэффициент  по формуле № 8 СНиП II-25-80:

,

где  – коэффициент для древесины равный 3000.

Определим коэффициент  по формуле № 30 СНиП II-25-80:

,

где  кН –  при  м; МПа – расчётное сопротивление древесины 2-го сорта;  – коэффициент условий работы, равный 1,2 и учитываемый при расчёте конструкций с учётом воздействия кратковременных нагрузок (ветровая) по таблице № 6 СНиП II-25-80.

Определим изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок по формуле № 29 СНиП II-25-80:

 кНм,

где  кН –  при  м.

Расчёт стойки на прочность произведём по формуле № 28 СНиП II-25-80:

МПаМПа.

Из плоскости рамы колонну рассчитаем как центрально-сжатый элемент. Расстояние между узлами вертикальных связей устанавливаем по предельной гибкости :

 м.

Следовательно, достаточно стойку раскрепить по её верху, тогда:

.

.

Проверим устойчивость колонны из плоскости рамы по формуле № 6 СНиП II-25-80:

МПаМПа.

Поверку устойчивости плоской формы деформирования выполним по формуле № 33 СНиП II-25-80:

,

где  – коэффициент, равный 2 для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования;  – коэффициент, определяемый по формуле № 23 СНиП II-25-80:

,

где  – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке , принимаемый по таблице № 2 приложения № 4 СНиП II-25-80.

Следовательно, устойчивость стойки обеспечена.

Расчёт узла защемления