Расчет стойки торцевого фахверка

Принимаем сечение стойки из пакета досок размером 150×40, после фрезеровки 33х135мм. По высоте принимаем 9 досок, при этом высота сечения стойки равна 9×33=297мм.

Расчетная ширина грузовой площади стоек торцевого фахверка составляет 5м. Расчетная высота стоек 8,4м.

Рис.11. Расчетная схема стойки фахверка.

Определение нагрузок

Нагрузки от ветра до высоты 10 м

w_акт= w_m_акт×В = 42,6×5=213 кгс/м = 0,213 тс/м.

Расчетная нагрузка от веса ограждающих конструкций (приложенной с эксцентриситетом

е_ст= hк/2+δст/2= 26,4/2+12/2= 7,2 см):

G_ст = g_ст×Hк × В = 8,5×8,4 ×5=357 кгс = 0,357 тс.

собственный вес стойки

G= 0, 11×0,264×8, 4×650 = 159кгс = 0,159тс.

Расчет усилий в стойке производим при помощи ПК Лира 9.2.

Мmax= 18,8 кН×м

Qmax= 11,2 кН

Nmax= 5,2 кН

Расчетная длина

l₀=0,75×8,4=6,3м

Площадь сечения

Fнт = Fбр = h×b =0,297×0,135=4×10^-2м²

Момент сопротивления

Wнт= Wбр = bh²/6=1,98×10^-3м³

Рис.12. Узлы сопряжения стойки фахверка с фундаментом и с балкой покрытия.

Гибкость

l=l₀/r=6,3/(0,289×0,297)=73,4<120

j=3000/l²=0,56

При древесине 3 сорта при принятых размерах Rc=10 МПа

С учетом m_н, m_сл = 1 и коэффициента надежности γ_n ⁼ 0,95 получим

R_C = 10·1,2·1·1/0,95 = 12,6 МПа

ξ = 1- (N/(φ·R_C·F_бр) = 1 – 5,2×10^-3/ (0,56×12,6×4×10^-2) = 0,982.

G = N/F_HT + M_Д/W_HT; M_Д = M/ξ.

k_H = 1 (см. СНиП II-25-80).:

M_Д = M/(k_H·ξ) = 18,8/(1 ×0,982) = 19,14 кН×м;

G = 5,2×10^-3/(4×10^-2) + 19,14×10^-3/(1,98×10^-3) = 9,8 МПа < 12,6 МПа.

Проверка прочности и устойчивости из плоскости момента:

j=0,56, N=5,2 кН

G=N/(jFpac) =5,2×10^-3/(0,56×4×10^-2)=0,23 МПа< Rc=12,6МПа

Крепление стойки к фундаменту см. рис.12.

Проверка торца на смятие

Rcм=10МПа

G=N/A=5,2×10^-3/(4×10^-2)=0,13 МПа < Rcм =10МПа

Несущая способность болта в данном шве по изгибу (болт принимаем конструктивно Ø 12мм):

Тп=2,5d²= 2,5×1,2² =3,6кН

По смятию древесины:

Тс=0,5сd=0,5×1,2×13,5= 8,1 кН, где с = bст=135мм = 0,135м.

Требуемое число болтов

N_б=Q/(Ти×n_пл)=11,2/(3,6×2)=1,55

Принимаем 2 болта диаметром 12 мм.

Определяем толщину опорного листа, заделанного в тело фундамента. Исходя из конструктивных условий расположения болтов, принимаем ширину листа b=135 мм. Необходимо определить толщину листа. Опорные листы испытывают действие растягивающих и сжимающих усилий от внешней нагрузки. Опорные листа выполнены из стали С235 с расчетным сопротивлением растяжению-сжатию Rs = 235 МПа.

Определим растягивающее усилие в пластинах

N_pac = M_pac /h_k - N/2= 18,8/0, 297 – 5,2/2=60,7 кH

Требуемая площадь сечения пластины:

Атр = N_pac/R = 60,7/ (235×10³) = 0,258×10^-3 м²= 2,58 см²

Принимаем опорный лист с размерами поперечного сечения 13,5×1см (А=13,5 см²). Опорный лист анкеруется в тело фундамента на величину 400мм с отгибом листа.