Расчет деревянных колонн здания

Поперечная рама здания, состоящая из двух жестко защемленных в фундаментах колонн, шарнирно соединенных с ригелем (балкой, фермой, аркой), рассчитывается на вертикальные и горизонтальные нагрузки: собственный вес конструкций, снеговую и ветровую. Эпюры ветрового и снегового давления на поперечник по СНиП 2.01.07-85* приведены в приложении.

Расчетная схема рамы

Ветровую нагрузку в пределах высоты колонны можно принимать равномерно распределенной. Давление ветра на ригель заменяется сосредоточенной силой, приложенной к верху колонны.

Двухшарнирная поперечная рама однопролетного здания - единожды статически неопределимая система при расчете методом сил. При условно бесконечно большой жесткости ригеля за лишнее неизвестное удобно принять продольную силу в нем. Значение этой силы при действии ветровой нагрузки можно определить по формуле

x = x₁ + x₂.(2)

Усилие в ригеле от равномерно распределенной нагрузки на колонны:

, (3)

где w_ак и w_от соответственно абсолютные величины расчетных значений активного давления и ветрового отсоса, вычисляемых в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85*.

Усилие в ригеле от сосредоточенных ветровых нагрузок на уровне верха колонн:

, (4)

где - разность горизонтальных проекций равнодействующих ветрового напора и отсоса, собранных с участков выше уровня опор ригеля.

Примеры статического расчета двухшарнирной рамы имеются в пособиях [11] и [13].

Для унификации размеров панелей стенового ограждения привязка колонн к разбивочным осям принимается нулевой по наружной грани колонн. Расстояние между осями опор ригелей - расчетный пролет - обычно принимают на 0,3 м меньше расстояния между разбивочными осями (номинального пролета). При высоте колонн более 4,5 м высота поперечного сечения их превышает 30 см и ось споры ригеля не совпадает с осью колонны. Вес покрытия и снеговал нагрузка создают изгибающие моменты в колонне. Их также нужно учесть в расчете.

Высота поперечного сечения дощатоклееных колонн обычно принимается в пределах 1/8-1/15 высоты колонны. Если в здании нет мостовых кранов, опирающихся на колонны, размеры сечения получаются близкими к минимальному значению, устанавливаемому по предельной гибкости колонны λ_u = 120. При подборе сечения для начала следует задаться его высотой, h_min = l₀/(0,289∙λ_u) = l₀/34,7. Ширину сечения дощатоклееных колонн принимают в пределах 1/2-1/4 высоты сечения с учетом сортамента пиломатериалов и припуски на фрезерование боковых граней после склеивания.

Расчет колонн следует производить в соответствии с п.6.50-6.56 пособия [11] методом последовательного приближения. При определении гибкости расчетная длина в плоскости рамы принимается равной 2,2 действительной длины. Гибкость из плоскости рамы вычисляется по расчетной длине l_0y, равной расстоянию между узлами вертикальных связей, установленных в плоскости продольных стен через 20-30 м. Если гибкость из плоскости рамы превышает предельную 120, кроме обвязочного бруса по верху колонн следует установить продольные распорки в середине длины колонн вдоль всего здания.

Необходимо выполнить подробный расчет анкерного крепления колонны к фундаменту. Рекомендуется прикрепление на наклонно вклеенных стержнях из арматуры периодического профиля класса А400 диаметром 12-25 мм. Требуется подобрать и проверить прочность вклейки стержней, сечение анкерных пластин, траверс, анкерных болтов и шайб.

Конструкцию стенового ограждения следует принять самостоятельно. Это могут быть утепленные панели с обшивками из стеклопластика, алюминия, плоских асбестоцементных листов, древесных пластиков и средним слоем из пенопласта. Для зданий с холодным режимомможно использовать стеклопластиковые или асбестоцементные листы, доски малоценных лиственных пород, цементно-стружечные плиты и др. Конструктивный расчет ограждения не требуется.