ОПСК Расчет деревянных стоек

Деревянные стойки

Широкое применение. Деревянные дома, с.-х. сооружения, склады, временные здания, опоры опалубок монолитного ж.-б и т.п.

При небольших нагрузках- из цельной древе­сины. Например, цельные круглые бревенчатые или квадратного сечения брусовые, центрально сжатые.

Деревянная стойка в ригельно-стоечной системе: а) конструкция стойки и ее расчетная схема; б) сечения сплошных стоек; 1 — стойка; 2 — прогон; 3 — лежень; 4 — штырь; 5 — скобы

При больших нагрузках- составного сечения, т.е соединяя отдельные ветви на гвоздях, болтах, клеях.

Стержни составного сечения: а) стержень — пакет из досок; б) стержень с короткими прокладками; в) стержень со сквозной решеткой

Теряют несущую способность (аналогично сжатым ст. к.) по двум причинам в результате потери: 1)общей устойчивости; 2)прочности.

Особенности структуры (волокна, сучковатость, неоднородность и т.д.) → хрупкое разрушение;

вертикальные трещины, разрушение волокон → смятие;

ослабления (отверстия, врезки)→ разрушение из-за потери прочности (напряжения сжатия превышают прочность дре­весины на сжатие).

Расчет цельной д. стойки

по СНиП И-25-80 «Деревянные конструкции».

I)Расчет на устойчивость:

N≤φF_pacчR_c,

где N— расчетная продольная сила;

φ — кффт продольного изгиба, в зависи­мости от гибкости λ:

а) при λ 70…120 φ = 3000/ λ ²

б) при λ 70 φ =1-0,8(λ /100)²

λ =l₀/r,

где l₀ — расчетная длина, l₀ = μl (табл. 5.1);

r (i) — радиус инер­ции сечения (табл. 5.2);

F_pacч — расчетная площадь, в зависимости от вида ослаблений:

-если ослабления отсутствуют, F_pacч= F;

-если ослабления выходят на кромки СК, F_pacч= F_нт

-если ослабления не выходят на кромки СК:

площадь ослабления ≥25% от F_брутто: F_pacч= 4/3F_нт ;

площадь ослабления F_брутто: F_pacч= F_бр;

R_c— расч. сопр. древ. на сжатие: для сосны и ели (табл. 2.4);

Гибкость сжатых элементов λ ограничивается предельной гиб­костью (λ_пред = 120).

II)Расчет на прочность (при наличии ослаблений) (отверстий для болтов, врезок и т.д.)

σ=N/F_нт≤R_с,

где F_нт — площадь поперечного сечения нетто, принимается за вычетом ослаблений.

Как и для других материалов, при расчете деревянных стоек решается два типа задач: подбор сечения (тип 1) и проверка несущей способности (тип 2).

Последовательность расчета деревянных стоек при подборе попереч­ного сечения (тип 1)

1)Определить нагрузку на стойку.

2)Устанавить расчетную схему.

3)Расчетная длина l₀ = μ l (табл. 5.1).

4)Выбор древесины и ее сорт (сосна или ель).

5)Определить расчетное сопротивление древ. на сжатие R_c:

-для сосны и ели R_c по табл. 2.4;

-учитывать кффт условия работы (СНиП П-25-80) по необходимости.

6)Задать кффт продольного изгиба φ = 0,6—0,7.

7)Определить площадь попе­речного сечения стойки: F_расч≥N/φR_с.

8)По найденной площади F_расч назначить размеры поперечного се­чения:

а) размеры сторон для квадрата:

Округление в бОльшую сторону с учетом сортамента пиломатериалов (Приложение 2).

9)Определение радиуса инерции r (табл. 5.2) и проверка по ограничению гибкости:

λ = l₀/r≤λ_пред, λ_пред = 120

если условие не удовлетворено, то разме­ры сечения ↑ и снова проверка на ограничение гибкости.

10)Проверка на устойчивость. Для этого определяют фактические значения расчетной площади F_расч (а² или πd²/4) и кффта продольного изгиба φ по формулам:

при λ 70…120 φ = 3000/ λ ²

при λ 70 φ =1-0,8(λ /100)²

N/ φ F_расч ≤R_c

Если условие устойчивости удовлетворено и сечение не имеет ослаблений, то расчет закончен. А если есть ослабления, то перейти к п. 11.

11)Проверка на прочность:

N/ F_нт ≤R_c

где F_нт — площадь нетто, с учетом размеров ослабления.

12)Если устойчивость (п. 10) или прочность (п. 11)

не обеспечены, то размеры сечения ↑ и снова проверка сечения на устойчивость или прочность.

Проверка несущей способности (тип 2)

Выполнить пп. 2, 3, 5, 9, 10, 11 алгоритма расчета.

***

Использованный источник: Сетков В.И,, Сербин Е.П. Строительные конструкции. Расчет и проектирование: Учебник. – М.: ИНФРА-М, 2012. – 444 с.

3