Определение технико-экономических показателей разрабатываемых конструкций - Одноэтажное деревянное здание

Выполним расчет фахверковой дощатоклеенной колонны. Высота колонны. На колонну действует распределенный горизонтальный ветровой напор и внецентренно-приложенная распределенная нагрузка от стеновых конструкций. Стеновые конструкции - клеефанерные панели.

Характер распределения статической составляющей ветровой нагрузки в зависимости от высоты над поверхностью земли определяют по формуле:

Расчетная распределенная нагрузка на колонну фахверка на высоте Z над поверхностью земли определяется по формуле:

;

- нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от района строительства. Г. Минск расположен в I - ом ветровом районе, ;

- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте.

Для местности типа B при H = 5; 10; 20; 40м и значения k соответственно равны 0,5; 0,65; 0,85; 1,1.;

- аэродинамический коэффициент (с наветренной стороны с = 0,8);

= 1,4 - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, (согласно п.6.11. СНиП 2.01.07-85);

N = 0,95 - коэффициент надежности по уровню ответственности здания.

- шаг колонн фахверка.

Определим ординаты фактических эпюр расчетной погонной нагрузки на колонну на высоте 10м для напора:

;

Тогда:

Нагрузка от стеновых конструкций состоит из нагрузки от стеновых клеефанерных панелей.

№п/п	Наименование нагрузки	, кПа	Q, кПа
1	Верхняя и нижняя фанерные обшивки панели настила с=600 кг/м3 .	0,096	1,1	0.106
2	Продольные доски.	0,048	1,1	0,1152
3	Поперечные доски.	0,01125	1,1	0,0576
4	Утеплитель.	0,6	1,1	0,0135
5	Пароизоляция - один слой полиэтиленовой пленки, д=2мм	0,02	1,2	0,72
Итого	0,775	1.01

Полная нагрузка на 1м/п панели:

А) нормативная: ;

Б) расчетная: .

Эксцентриситет приложения нагрузки от стенового ограждения принимаем:

Максимальный изгибающий момент в середине колонны от ветровой нагрузки:

Изгибающий момент в этом же сечении от действия стенового ограждения:

За расчетный изгибающий момент принимаем:

Продольная нагрузка на колонну от стенового ограждения:

Для склейки колонны используем доски с размерами: , после фрезерования.

Принимаем число досок равное 8. Тогда площадь поперечного сечения колонны составит:

Нагрузка от собственного веса колонны составит:

Тогда расчетная сжимающая сила:

Расчет фахверковой колонны ведется в соответствии с п. 10.5 ТКП 45-5.05-146-2009. Колонны выполняются из клееной древесины (сосна) 2-ого сорта.

Выполним проверку прочности сечения колонны, относительно оси X.

Согласно п.7.3.1 ТКП 45-5.05-146-2009, проверку прочности центрально сжатых элементов необходимо проводить по формуле:

Где - расчетное сопротивление древесины 2-ого сорта сжатию вдоль волокон, табл. 6.4 ТКП 45-5.05-146-2009;

- так как материал колонны - сосна;

- коэффициент условий работы, учитывающий условия эксплуатации конструкций и продолжительность действия нагрузок; для 2-го класса эксплуатации табл. 6.3 4 ТКП 45-5.05-146-2009;

- коэффициент, учитывающий влияние изменения температуры окружающего воздуха; при температуре ниже 35 С п. 6.1.4.7 б) ТКП 45-5.05-146-2009;

- коэффициент, учитывающий длительность эксплуатации конструкции; для продолжительности эксплуатации - 50 лет табл. 6.6 ТКП 45-5.05-146-2009;

- коэффициент, учитывающий изменение расчетных сопротивлений в зависимости от толщины слоев в клееных элементах табл. 6.9 ТКП 45-5.05-146-2009;

Проверка устойчивости колонны, относительно оси X.

Согласно п.7.3.1 ТКП 45-5.05-146-2009, проверку устойчивости центрально сжатых элементов необходимо проводить по формуле:

- коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле:

При, где,

Где - для древесины;

- гибкость элемента,

Где - расчетная длина элемента,

Где - коэффициент, учитывающий способ закрепления и вид нагрузки (в случае равномерно распределенной по длине элемента продольной нагрузки и при обоих шарнирно-закрепленных концах );

;

- радиус инерции сечения;

;

Определим гибкость элемента:

Таким образом, , тогда:

Выполним проверку устойчивости: