Рассчитаем сначала крестовые ветровые связи длина которых равна Lсв = √ (h2 +Lп2) = √(4,22 + 4,52) = 6,15 м. Угол наклона крестовой связи к горизонтали γ = arctg(h/Lп) = arctg (4,2: 4,5) = 43˚, Cos43˚ = 4,5: 6,15 = 0,731. Усилие растяжение в крестовой связи N = W/Cosγ = 6,91 : 0,731 = 9,46 кН.
При гибкости 200 требуемый радиус инерции
iтр = Lсв/2*200= 6,15 : (2*200) = 0,0154 м , где расчетная длина крестовой связи из плоскости принимается уменьшенной в 2 раза вследствие пересечения с неработающим элементом в среднем узле .
Требуемая толщина досок ветровой связи вычисляется по формуле δ = i/0,29 = 0,0154 : 0,29 = 0,053 м = 53 мм. Назначаем крестовые связи из досок 60х150 мм.
Сечение крестовой связи назначается не менее 50 см2 и проверяется на осевое растяжение по формуле
σ = N/ 2 δh = 10*9,46 : (2*6*15) = 0,526 кН/см2 = 5,26 МПа < ft,o,d kx kmod = 7,0*1*0.95 = 6,65 МПа.
Теперь рассчитаем треугольные ветровые связи в виде двух подкосов длиной Lсв = √ (h2 + 0,5 Lп2) = √(4,22 + 0,5*4,52) = 4,76 м. Угол наклона ветрового подкоса к горизонтали
β = arctg(h/0,5Lп) = arctg (4,2: (0,5*4,5) = 61,8˚, Cos61,8˚ = 0,5*4,5: 4,76 = 0,4726 . Усилие сжатия в подкосе ветров связи N = W/Cosβ = 6,91 : 0,4726 = 14,62 кН.
При коэффициенте kc = 0,5 требуемая площадь сечения подкоса равна А = 10 N/kc fc,o,d kmod = 10*14,62 : (0,5*14*0,95) = 21,98 см2.
При гибкости 200 требуемый радиус инерции
iтр = Lсв/200= 4,76 : (200) = 0,0238 м .
Требуемый диаметр сечения подкоса d = iтр = Lсв/0,25 = 0,0238 : 0,25 = 0,095 м. Предварительно принимаем сечение подкоса диаметром 100 мм. Тогда гибкость равна
- λx = ld /0,25d = 4,76 : (0,25*0,10) = 190,4
- λmax = 190,4 <[λ] = 200
Гибкость Эйлера λrel = √ 2 π2 300fc,o,d kmod /fc,o,k =
√ (2*3,142*300*10*0,95 : 15) = 61,2, где fc,o,d = 10 МПа – расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон для круглого лесоматериала без врезок 3-го сорта; fc,o,k = 15 МПа – нормативное сопротивление сжатию вдоль волокон для сосны 3-го сорта.
Коэффициент продольного изгиба при λ = 190,4 > λrel = 61,2
kc = λrel2/ 2λ2 = 61,22 : (2*190,42) = 0,052.
Площадь поперечного сечения бревна А = π d2/4 = 3,14*102 : 4 = 78,5 см2. Проверка устойчивости стойки выполняется из условия
σс = 10N /kc A = 10*14,62 : (0,052*78,5) = 35,8 МПа >> fc,o,d kmod = 10*0,85 = 8,5 МПа. Подкос диаметром 100 мм чрезмерно перенапряжен. Увеличим диаметр подкосов до 130 мм в верхнем отрубе.
Диаметр с середине длины подкоса с учетом сбега составит d = do + 0,8Hст/2 = 13 + 0,8*4,76 : 2 = 14,9 см (величину сбега круглых лесоматериалов принимают равной 8 мм на 1 м длины, см. п. 6.1.1.6 СНБ 5.05.01-2000).
Гибкость бревна λx = ld /0,25d = 4,76 : (0,25*0,149) = 128
- λmax = 128 <[λ] = 200
Гибкость Эйлера λrel = √ 2 π2 300fc,o,d kmod /fc,o,k =
√ (2*3,142*300*10*0,95 : 15) = 61,2.
Коэффициент продольного изгиба при гибкости
λ = 128 > λrel = 61,2 kc = λrel2/ 2λ2 = 61,22 : (2*1282) = 0,114.
Площадь поперечного сечения диметром 149 мм в середине бревна
А = π d2/4 = 3,14*14,92 : 4 = 174 см2.
Проверка устойчивости сжатого подкоса ветровой связи выполняется из условия
σс = 10N /kc A = 10*14,62 : (0,114*174) = 7,37 МПа < fc,o,d kmod = 10*0,85 = 8,5 МПа.
Таким образом, сечение подкосов треугольной ветровой связи между стойками следует принять из бревна с диаметром в верхнем отрубе 130 мм, которые в середине подкосов с учетом сбега будут иметь диаметр
d = do + 0,8Hст/2 = 13 + 0,8*4,76 : 2 = 14,9 см.
Приложение 1. Справочные данные о кровельных материалах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.