Расчет клееной стойки

Определив усилия M, N, Q в опасном сечении стойки, переходим к подбору сечения стойки. Предварительно, на основании опыта проектирования подобных элементов, задаемся сечением стойки. Высота стойки определена ориентировочно =0,73м, ширина стойки =0,15м. Сечение стойки развито в плоскости рамы. Набирается сечение стойки из досок плашмя. Толщина доски не более 40 мм, после двухсторонней острожки толщина доски . Высота сечения стойки уточняется соответственно с толщиной доски h=0,726м. Влажность клееной древесины должна быть не более . Для принятого сечения стойки определяется геометрические характеристики сечения и гибкость и .

Площадь сечения .

Моменты сопротивления:

;

;

Моменты инерции:

; ;

Гибкость стойки относительно оси X определяется из выражения:

,

где - расчетная длина стойки, , при жестком защемлении в фундаменте

- радиус инерции для прямоугольного сечения, равен .

Гибкость должна быть не более

При большей гибкости необходимо изменить размеры поперечного сечения стойки.

Гибкость стойки относительно оси Y будет равна:

,

где - расчетная длина стойки относительно оси Y, которая зависит от наличия связей и распора по стойкам. Относительно оси Y гибкость также не должна превышать предельного значения . Предварительно принимаем – это расстояние между узлами закрепления стойки.

Поскольку гибкость превышает предельно допустимую, необходимо ввести распорки.

Тогда расчетная длина из плоскости будет равна расстоянию между узлами вертикальных связей, поставленных по колоннам в плоскости продольных стен .

Определив геометрические характеристики сечения и усилия в колонне, выполняем проверки по прочности и устойчивости.

Проверка по устойчивости по оси Х выполняется по формуле:

;

где N, M – расчетные значения продольной силы и изгибающего момента в заделке;

F_нт – площадь сечения нетто;

- момент сопротивления нетто относительно оси X;

– коэффициент, учитывающий влияние продольного изгиба

,

где при .

- расчетное сопротивление древесины при работе на сжатие;

[1 п. 3.1, табл.3];

;

Рисунок 74. Вертикальные связи по стойкам

Проверяю устойчивость:

.

Относительно оси Y прочность стойки проверяем как центрально-сжатого элемента по формуле:

где – коэффициент продольного изгиба определяется в зависимости от гибкости . Поскольку , то значение определяется по формуле

,

где коэффициент а=0,8 для древесины.

.

Выполняем проверку .

Проверка устойчивости плоской формы деформирования производится по формуле:

,

где F_бр – площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке l_у;

W_бр – максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке l_у относительно оси У;

n = 2 – для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования;

j = – коэффициент продольного изгиба, определяемый для гибкости участка элемента расчетной длиной l_у из плоскости деформирования;

;

j_м – коэффициент, определяемый по формуле ,

где b – ширина поперечного сечения;

h – максимальная высота поперечного сечения на участке l_y;

k_ф=2,45 – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l_у, определяемый по табл. 2 прил. 4 [1].

.

- расчетные сопротивления древесины при работе на сжатие и изгиб соответственно; [1 п. 3.1, табл.3].

Выполняем проверку:

.

Проверка клеевого шва на скалывание:

где , ;

Q_вн – определяется по формуле ;

;

;

- расчетное сопротивление древесины при работе на скалывание клееной древесины вдоль волокон; [1 п. 3.1, табл.3].

.