Дерев'яні стойки.
Химия

Дерев’яні стойки.


Дерев’яні стойки.

Навантаження, що сприймаються плоскими несучими конструкціями покриття (балки, арки покриття, ферми), передаються на фундамент через стійки або колони.

У будівлях з дерев’яними конструкціями покриття доцільно застосовувати дерев’яні стійки, хоча іноді виникає необхідність установки залізобетонні або металеві колони.

Дерев’яні стійки є стислими або стисло-згинальними конструкціями, що несуть, що спираються на фундаменти. Їх застосовують у вигляді вертикальних стрижнів, що підтримують покриття або перекриття, у вигляді стійок підкісних систем, у вигляді жорстко замурованих стійок однопрогонових або багатопрогонових рам.

За конструкцією їх можна поділити на стійки клеєні та стійки з цілісних елементів.

Клеєні стійки

Дощатоклеєні та клеєфанерні стійки є елементами заводського виготовлення.

clip_image002

Рисунок 1 – Дощатоклеєні стійки

а) постійного прямокутного та квадратного перерізу;

б) змінного прямокутного перерізу

clip_image004

Рисунок 2 – Клеєфанерні стійки

Клеєні стійки можуть мати більший поперечний переріз і висоту до 8-10 м. Для їх виготовлення використовують деревину 2 та 3 сортів. Переваги таких стійок полягають у їхній індустріальності, простоті транспортування та монтажу.

Стійки із цілісних елементів

Поділяються на такі види:

1) у вигляді одиночного бруса або колоди

clip_image006

Рисунок 3 – Стійки з одиночних колод та брусів

Такі стійки мають порівняно невелику несучу здатність. Їх висота та розмір поперечного перерізу обмежено сортаментом лісоматеріалів.

У цих стійках зазвичай застосовують шарнірне опирання на фундамент.

2) Стійки у вигляді елементів складеного перерізу набраного з двох або декількох брусів, дощок або колод, з’єднаних болтами або іншими податливими зв’язками

clip_image008

Рисунок 4 – Складові брущаті стійки

а) суцільна; б) наскрізна із прокладками; 1 – бруси; 2 – болти; 3 – прокладки

clip_image010

Рисунок 5 – Складова стійка із дощок

Стійки складового перерізу так само мають висоту, обмежену сортаментом, однак їхня несуча здатність може істотно вище в порівнянні зі стійками з одиночного перерізу.

З’єднання, що застосовуються для згуртовування цих стійок (болти, цвяхи, шпонки) є податливими, що збільшує гнучкість стійок і має бути враховано під час розрахунку.

Гратчасті стійки

Застосовують найчастіше як стисло-зігнуті стійки рам. Вони можуть бути з паралельними поясами або одним похилим поясом. Різновидом останнього є трикутні стійки.

clip_image012

Рисунок 6 – Гратчасті стійки

а) прямокутна; б) трикутна

Елементи решітчастих стояків з’єднуються у вузлах на болтах.

clip_image014

Рисунок 7 – Перетин решітчастої стійки

а) пояси з двох гілок, грати з одного; б) пояси та грати з однієї гілки

Якщо грати виконані з однієї гілки, а пояси – з двох (рис. 7а), то грати пропускаються між гілками поясів і кріпляться безпосередньо до останніх. Якщо пояси і грати виконуються одногілкими (рис. 7б), то з’єднання елементів грат з поясами виконується встик, і вузли конструюються зі сталевими накладками на болтах.

Стійки з паралельними поясами можуть бути східчастими. У цьому випадку більш високий зовнішній пояс спираються несучі конструкції покриття, а на внутрішній — підкранові балки.

Розрахунок стійок

Обчислення зусиль у стійках виробляють з урахуванням прикладених до стійки навантажень.

Середні стійки

Середні стійки каркасу будівлі працюють і розраховуються як центрально стислі елементи на дію найбільшого стискаючого зусилля N від власної ваги всіх конструкцій покриття (G) та снігового навантаження та снігового навантаження (Рсн).

clip_image016

Рисунок 8 – Навантаження на середню стійку

Розрахунок центрально стислих середніх стійок виробляють:

а) на міцність

clip_image018 ,

де clip_image020 — Розрахунковий опір деревини стиску вздовж волокон;

clip_image022 — Площа нетто поперечного перерізу елемента;

б) на стійкість

clip_image024,

де clip_image026 — Коефіцієнт поздовжнього вигину;

clip_image028 — Розрахункова площа поперечного перерізу елемента;

Навантаження збираються з площі покриття за планом, що припадає на одну середню стійку (clip_image030).

clip_image032

clip_image034

Рисунок 9 – Вантажні площі середньої та крайньої колон

Крайні стійки

Крайня стійка знаходиться під дією поздовжніх до осі стійки навантажень (G і Рсн), які збираються із площі clip_image030[1] та поперечних clip_image036, clip_image038 і Х. Крім цього від дії вітру виникає поздовжня сила clip_image040.

clip_image042

Рисунок 10 – Навантаження на крайню стійку

G – навантаження від власної ваги конструкцій покриття;

Рсн — Навантаження від ваги снігового покриву;

clip_image040[1] – вертикальне вітрове навантаження;

clip_image036[1]— вітрове навантаження від вітру зліва (напір вітру);

clip_image038[1] – вітрове навантаження (відсмоктування) при вітрі праворуч;

Х – горизонтальна зосереджена сила, прикладена у точці примикання ригеля до стійки.

У разі жорсткого закладення стійок для однопрогонової рами:

clip_image044

Рисунок 11 – Схема навантажень при жорсткому затисканні стійок у фундаменті

clip_image046

де clip_image048 – горизонтальні вітрові навантаження відповідно від вітру ліворуч і праворуч, прикладені до стійки у місці примикання до неї ригеля.

clip_image050 clip_image052

де clip_image054 — Висота опорного перерізу ригеля або балки.

Вплив сил clip_image056 буде суттєво, якщо ригель на опорі має значну висоту.

У разі шарнірного спирання стійки на фундамент для однопрогонової рами:

clip_image058

Рисунок 12 – Схема навантажень при шарнірному спиранні стійок на фундаменті

clip_image060

Для багатопрогонових рамних конструкцій при вітрі зліва p2 і w2, а при вітрі справа p1 і w2 дорівнюватимуть нулю.

Крайні стійки розраховуються як стисло-згинальні елементи. Значення поздовжньої сили N і згинального моменту M приймаються для такого поєднання навантажень, при якому виникають найбільші напруги, що стискають.

clip_image062

Ексцентриситет дорівнює:

clip_image064

Рекомендується визначати як max при наступних поєднаннях навантажень:

1) 0.9 (G + Pc + вітер зліва)

2) 0.9 (G + Pc + вітер праворуч)

3) G+Pc

Для стійки, що входить до складу рами, максимальний момент, що згинає, беруть як max з обчислених для випадку вітру зліва Мл і справа Мпр:

clip_image066

clip_image068,

де е – ексцентриситет додатку поздовжньої сили N, що включає найбільш несприятливе поєднання навантажень G, Pc, Pb — Кожна зі своїм знаком.

Ексцентриситет для стійок з постійною висотою перерізу дорівнює нулю (е = 0), а для стійок зі змінною висотою перерізу береться як різниця між геометричною віссю опорного перерізу та віссю додатка поздовжньої сили.

Розрахунок стисло — вигнутих крайніх стійок проводиться:

а) на міцність:

clip_image070

б) на стійкість плоскої форми згину за відсутності закріплення або за розрахункової довжини між точками закріплення lp > 70b2/n за формулою:

clip_image072

Геометричні характеристики, що входять до формули, обчислюються в опорному перерізі. З площини рами стійки розраховують як центрально стислий елемент.

Розрахунок стислих і стисло-вигнутих складових перерізів проводиться за наведеними вище формулами, проте при обчисленні коефіцієнтів φ і ξ у цих формулах враховується збільшення гнучкості стійки за рахунок податливості зв’язків, що з’єднують гілки. Ця збільшена гнучкість названа наведеною гнучкістю λn.

Розрахунок решітчастих стійок можна звести до розрахунку ферм. При цьому вітрове рівномірно розподілене навантаження зводиться до зосереджених вантажів у вузлах ферми. Вважається, що вертикальні сили G, Pc, Pbсприймаються лише поясами стійки.

Вузли стійок

У верхньому вузлі, де на стійку спирається конструкція покриття, що несе, стійка відчуває зминання вздовж волокон.

clip_image074

Рисунок 13 – Вузол спирання балки на стійку

Цей вузол має однотипне рішення для стійок різних видів.

Опорний вузол

Для стійок з цілісних елементів та для клеєних стійок, що працюють на стиснення, опорний вузол вирішується простим упором стійки в сталевий черевик, який прикріплений до фундаменту анкерними болтами. Стійки кріплять до черевика болтами, діаметр і кількість яких визначається з конструктивних міркувань.

У стисло-згинальних жорстко замурованих стійках вузол може бути здійснений у вигляді анкерних столиків, прикріплених до стійки болтами.

Вузол приймає поздовжню силу N і згинальний момент М.

clip_image076

Рисунок 14 – Вузол спирання стійки на фундамент

Розрахунок опорного кріплення виробляють при поєднанні навантажень, що викликають найбільше зусилля, що розтягує Nр у кріпильних елементах:

clip_image078

де N і M поздовжня сила та згинальний момент в опорному перерізі

clip_image080

— враховує додатковий згинальний момент від поздовжньої сили,

е – плече сил Nр та Nе.

За найбільшим значенням Nр обчислюють число анкерних болтів, що розташовані з одного боку стійки.

Сила N сприймається зминанням стійки вздовж волокон.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *