IV Расчет и конструирование клееной колонны

Исходные данные

Дощатоклееная рама пролетом 32 м. Длина здания 49,5 м. Высота колонны от уровня пола до низа арки Н = 12 м. Шаг колонн В = 4,5 м.

Стеновые панели – утепленные клеефанерные шириной 1,2 м, толщиной 0,183 м.

Сбор нагрузок

На колонну действуют вертикальные постоянные нагрузки от собственного веса конструкций покрытия, стенового ограждения, колонн и временные от снегового покрова и горизонтальная ветровая нагрузки.

Рисунок 21 - расчетная схема поперечной рамы здания

 

Постоянные и временные нагрузки на 1 м² горизонтальной проекции из табл. 3:

- от плит покрытия:                                                                              ;

- от стенового ограждения:                                                            ;

- от массы арки:                                                                     ;

- снеговая равномерно распределенная:                              ;

- снеговая распределенная по треугольнику:                         .

- расчетная нагрузка от веса арки: .

- расчетная нагрузка от веса покрытия:

,

где         d_ст – ширина стеновых панелей;

а_кр – вылет карниза над стеной.

- расчетная нагрузка от веса стеновых панелей:     .

- временная нагрузка от снегового покрова:

§ равномерно распределенная на всем пролете:

;

§ распределенная по треугольнику на половине пролета:

.

 

4.2.1 Вес колонны

Для определения массы колонны зададимся предварительными размерами ее сечения, исходя из предельной гибкости l = 120 (табл. 14 СНиП II-25-80) и высоты сечения

.

Согласно п. 4.4 СНиП II-25-80:                         ,

где         I – радиус инерции прямоугольного поперечного сечения, принимаем i = 0,289;

l ₀ – расчетная длина колонны, по п. 4.21 СНиП II-25-80:     .

Таким образом, из условия предельной гибкости колонны высота поперечного сечения:

,

кратно 33 мм принимаем h = 0,033×24 = 0,792 м.

Ширину сечения колонны принимаем такой же, как и ширина верхней части арки, т.е. B = 0,235 м.

· собственный вес колонны:           .

· расчетная вертикальная нагрузка на колонну:

.

 

4.2.2 Ветровая нагрузка

Для города Новосибирска нормативное значение ветрового давления w ₀ = 0,38 кН/м ² (табл. 5, СНиП 2.01.07-85).

· определение аэродинамических коэффициентов по прил. 4 п.3 СНиП 2.10.07-85 при  и :

§ аэродинамический коэффициент c_e = 0,8;

§ аэродинамический коэффициент c_e1 = -0,149;

§ аэродинамический коэффициент c_e2 = -0,86;

§ аэродинамический коэффициент c_e3 = -0,4.

Рисунок 22 - Схема ветровой нагрузки на раму здания

 

Приведем боковую ветровую нагрузку к равномерно распределенной из условия Равенства моментов:

.

· нагрузка от ветра принимается равномерно распределенной по высоте колонны:

– активное давление:

;

– пассивное давление:

.

Усилие от сосредоточенных ветровых нагрузок на уровне верха колонн в случае, когда несущей конструкцией является арка, равно нулю.

· нормальное усилие в ригеле от равномерно распределенной ветровой нагрузки:

.

· усилие от массы стенового ограждения, считая нагрузку от стеновых панелей приложенной посередине высоты колонны:

,

где          - плечо сил между нагрузками,

, тогда

.