Конструктивный расчет. 
Расчет строительных конструкций

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

Сечение стойки имеет размеры 185×363 мм, тогда:

F = 0.185*0.363 = 0.0671м² Wx =.

Jx =.

ix = 0.289*0.363=0.105 iy = 0.289*0.185 = 0.053 м В плоскости рамы расчет стойки на прочность производится как сжато-изгибаемого элемента:

Мд — изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме;

М — изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;

о — коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента.

ц — коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости элемента;

Rсж = 15 МПа — для древесины 2-го сорта. Расчетное сопротивление умножаем на коэффициент условия работы mн = 1.2, т.к. конструкцию рассчитываем с учетом воздействия ветровой нагрузки. Коэффициенты mб mсл равны 1.

Определяем гибкость стойки в плоскости изгиба, считая, что в здании отсутствуют жесткие торцевые стены:

При л > 70 ц =.

.

Из плоскости рамы колонну рассчитываем как центрально-сжатый элемент. Расстояние между узлами вертикальных связей устанавливаем по предельной гибкости лпр = 120.

Loy = лпр*ry = 120*0.289*0.185 = 6.41> 6 м > достаточно раскрепить стойку по ее верху, тогда.

цy=.

Проверка устойчивости плоской формы деформирования производим по формуле:

lр = Н — расстояние между точками закрепления стойки из плоскости изгиба;

kф — коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке lр

> устойчивость стойки обеспечена.

Конструкцию узла защемления стойки принимаем согласно рисунку.

а) требуемый момент сопротивления швеллеров.

R — расчетное сопротивление стали По ГОСТ 8240–72 выбираем швеллера с с расчетом, чтобы выполнялось условие:

Такими швеллерами будут № 20 с Wx = 152 см³ и Jx = 1520 см⁴.

б) назначаем расстояние между осями тяжей h0 из условия, чтобы h0 было не менее 0.1Н и не менее 2h с округлением, кратным 50 мм в большую сторону. Принимаем h0 = 0.8 м Производим проверку сечения стойки на скалывание при изгибе по формуле ограждающая несущая конструкция плита.

Qmax — расчетная поперечная сила.

Q1 — поперечная сила в стойке на уровне верхних тяжей;

При х = 5.4 — 0.8 = 4.6м.

в) определяем усилие, действующее в тяжах и сминающее поперек волокон древесину стойки под планками.

г) определяем площадь сечения одного стального тяжа в ослабленном сечении.

m1 — коэффициент, учитывающий влияние нарезки.

m2 — коэффициент, учитывающий возможную неравномерность распределения усилий в двойных тяжах.

По Fнт находим диаметр тяжей dбр = 22 мм, Fнт = 2.74.

д) определяем ширину планок из условия смятия.

Принимаем ширину планок равной 100 мм д) определяем толщину планок д из расчета их на изгиб как однопролетные свободно опертые балки, загруженные равномерно распределенной нагрузкой q с расчетным пролетом lпл, равным расстоянию между осями тяжей.

— диаметр тяжей.

— толщина стенки швеллера Опорные реакции планок:

Нагрузка.

Расчетный изгибающий момент:

Толщина планок:

Принимаем планку в соответствии с сортаментом д = 25 мм е) по усилию N = Nm/ (2*m1) рассчитывают сварные швы крепления каждого тяжа к швеллерам.