Расчет центрально-сжатой стойки (колонны).

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

Центрально-сжатые деревянные стержни в расчетном отношении можно разделить на три группы: стержни малой гибкости ( λ < 30),стержни средней гибкости (λ = 30 - 75) и стержни большой гибкости (λ > 75).

Расчетная гибкость сжатых элементов не должна превышать следующих предельных значений: для основных сжатых элементов - пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонн - 120; для второстепенных сжатых элементов - промежуточные стойки и раскосы ферм и другие - 150; для элементов связей – 200 (см. приложение 5).

Подбор сечений центрально-сжатых стержней производят в следующем порядке:

- определяют расчетную длину колонны (высоту), в соответствии с конструктивной схемой (рис. 9.1.):

h_к = (Н - h_стр )+ Н ₁,

где Н – отметка верха площадки;

Н₁ – отметка низа колонны;

h_стр – строительная высота покрытия.

- задаются гибкостью стержня;

- определяют требуемый радиус инерции по формуле:

,

где I_бр А_бр - момент инерции и площадь поперечного сечения брутто элемента и устанавливают меньший размер поперечного сечения

- определяют требуемую площадь;

- проверяют принятое сечение по формуле:

где φ - коэффициент продольного изгиба. Определяется по формулам:

- при гибкости элемента λ ≤ 70:

;

- при гибкости элемента λ > 70:

,

где коэффициент а = 0,8 – для древесины;

коэффициент А = 3000 – для древесины [3].

Пример расчета центрально-сжатой стойки. Предположим, что отметка верха площадки составляет Н = 6,8 м, (см. в задании) отметка низа колонны Н₁= – 0,15 м, тогда расчетная длина стойки (колонны) составляет:

h_к = Н - h_стр - Н₁ = (680 – 108)+ 15 = 557 см = 5, 87 м,

где h_стр = t_а.с. + t_щ + h_пр.+ h_к.б + h_оп = 4 + 2,5 + 22 + 72 + 7,5 = 108 см.

Расчетное продольное усилие:

N = 2·Q_max = 2·90 = 180 кН

Задаемся гибкостью λ = 70, соответствующий этой гибкости коэффициент

φ = 0,608 (см. приложение 6).

Находим требуемый минимальный радиус инерции

,

где а – принятый размер стороны сечения стойки.

Требуемая площадь поперечного сечения стойки:

.

где R_с – расчетное сопротивление сжатию (см. приложение 1).

В соответствии с требуемой площадью и сортаментом пиломатериалов (см. приложение 3) принимаем b = h =18 см А = =18 х 18 = 324 см² > А_тр = 228 см².

Гибкость стойки относительно оси х:

≤ [λ]=120.

Расчетная гибкость не превышает предельных значений.

Напряжение:

,

где 0,243 - значение φ, соответствующее гибкости 113 (см. приложение 6).

Так как расчетное напряжение превышает допустимое, то по сортаменту древесины принимаем сечение бруса: b = h =25 см

А = 25 х 25 = 625 см² .

Гибкость стойки относительно оси х:

.

Соответствующий гибкости λ= 81 коэффициент φ = 0,478.

Напряжение:

.

Проверка напряжения не превышает допустимые значения, поэтому принимаем брус сечением b = h =25 см.

Рис. 9.1. Конструктивная и расчетная схема колонны

База колонны.

База колонны служит для передачи нагрузки с колонны (центрально-сжатого стержня) на фундамент и обеспечивает закрепление нижнего конца стойки в соответствии с расчетной схемой.

В данной курсовой работе принимаем конструктивно опорный узел с применением стального башмака.

Рис. 10. Опорный узел центрально-сжатой стойки (колонны):

1-стойка; 2-болт; 3-стальной башмак; 4-гидроизоляция;

5-анкер; 6-сварка.

Узлы сопряжения балок

Сопряжение главных балок и прогонов между собой выполняют на монтаже. В соответствии с заданием рассматриваем сопряжение этажное.

Этажное сопряжение балок наиболее технологичное, но имеет повышенную строительную высоту. Положение прогона на главной балке фиксируется болтами грубой или нормальной точности (класс В или С), поставленными конструктивно. Если опорная реакция балки настила превышает 100 кН, то главная балка в месте опирания прогона укрепляется поперечными ребрами жесткости.

Рис. 11 Узел сопряжения:

1-клееная балка; 2-болты; 3–опорная подкладка (подушка);

4- колонна; 5–уголоки; 6-хомут.

Оформление пояснительной записки и чертежей

Пояснительная записка состоит из расчета конструкций рабочей площадки, в которой следует отразить все конструктивные элементы с рисунками и пояснениями по расчету, а также рисунки и расчеты рассматриваемых узлов балочной клетки.

Рабочие чертежи ДК (деревянные конструкции) служат исходным материалом для разработки деталировочных чертежей, составления сметы и заказа пиломатериала. В состав курсовой работы входят 3 чертежа: ведомость элементов, примечания, схемы расположения конструкций, чертежи узлов конструкций. Чертежи выполняются в масштабе на формате А4 (3 листа) либо на листе формата А2.

Схема состоит из плана и двух разрезов. На плане обязательно показывают колонны, прогоны, главные балки, а также следующие основные размеры: шаги колонн, расстояния между прогонами. На разрезах показывают схемы сопряжений балок, опирания колонн на фундаменты, схемы связей.

Масштаб схемы плана и разрезов 1:200; прогонов, несущего щита 1:50, 1:75.

Все элементы конструкций рабочей площадки на плане и разрезах обозначают марками. Марки обозначают заглавными буквами и цифрами. Например, К1, К2...-для колонн; Б1, Б2...- для балок.

На чертежах ДК должны быть изображены узлы конструкций для возможности последующего конструирования элементов и их соединений. Масштабы узлов 1:10, 1:15, 1:20, 1:25. На узлах называют марки соединяемых элементов и проставляют отметки.

Узлы маркируют на схеме. Номер узла на схеме и разрезах дают в кружке диаметром 12...14 мм.

На чертежах ДК обязательно должны быть разработаны и приведены следующие основные узлы: узел сопряжения щита настила с прогоном, узел сопряжения главной балки с колонной; база колонны. В примечании указывают: материал, из которого изготовлены конструкции, клей, используемый при изготовлении главной (клееной) балки.

Приложения

Приложение 1

Расчетные сопротивления древесины ели и сосны

Приложение 2

Предельные деформации (прогибы) изгибаемых элементов зданий

Приложение 3

Рекомендуемый сортамент пиленых лесных материалов

Приложение 4

Переходные коэффициенты m_б к моменту сопротивления

при изгибе клееных элементов

Приложение 5

Предельная гибкость элементов деревянных конструкций

Приложение 6

Значение некоторых коэффициентов φ продольного изгиба

центрально-сжатых элементов

Приложение 7

ГОСТ 4028-63 ГВОЗДИ СТРОИТЕЛЬНЫЕ.

КОНСТРУКЦИЯ И РАЗМЕРЫ

Литература

1. Конструкции из дерева и пластмасс. Примеры расчета и конструирования: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. «Промышленное и гражданское строительство. - / Под ред. проф. Иванова В.А. – 2 изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1990. – 287 с., илл.

2. Деревянные конструкции. /Г.Г. Карлсен и др. – Москва: Госстройиздат. – 542 с

3. СНиП П – 25 – 80. Нормы проектирования. Деревянные конструкции.

4. ДБН В.1. 2. - 2:2006. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования.

5. ГОСТ 4028-63 Гвозди строительные. Конструкция и размеры

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?