При подборе размеров сечения колонн целесообразно задаваться гибкостью 100.
Тогда при l = 100 и распорках, располагаемых по верху колонн,
;
;
Принимаем, что для изготовления колонн используются доски шириной 225мм и толщиной 40мм. После фрезерования (острожки) толщина досок составит 40-7=33мм. Ширина досок после острожки заготовочных блоков по пласти будет вк = 225-15 = 210мм. С учетом принятой толщины досок после острожки высота сечения колонн будет
hк = 12 × 33мм = 396 мм.
Определение нагрузок на колонну
Схема рамы приведена на рис. 3.
Определим действующие на колонну расчетные вертикальные и горизонтальные нагрузки.
Рис. 3.Схематический разрез здания
Предварительно определим:
- расчетный пролет конструкции покрытия:
- полная ширина здания:
где lСВ – пролет здания в свету;
tст – толщина стенового ограждения;
ак – вылет карниза
Нагрузки на колонну:
- от ограждающих конструкций покрытия
где В – шаг колонн каркаса
- от веса ригеля (в нашем случае дощато-клееной балки)
- от снеговой нагрузки:
g
- от собственного веса колонны:
где r - объемный вес древесины равный 5кН/м3
- от стеновых панелей:
Определим горизонтальные нагрузки, действующие на раму.
Продольное расчетное значение ветровой нагрузки на 1м2 поверхности
Wm = gfm × Wo × C
где gfm – коэффициент надежности по предельному значению ветровой нагрузки, определяется в зависимости от заданного среднего периода повторяемости Т
при Т = 50 лет gfm = 1
Wо – характеристическое значение ветрового давления, определяется в зависимости от ветрового района по приложению Е [2]; для г.Запорожье Wо = 460 Па
С – коэффициент, определяемый по формуле
С =Сaer × Сh × Сalt × Сrel × Сd
где Сaer – аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания.
При расчете рамы учитываются только коэффициенты С для вертикальных стен, принимая их равными Сaer = 0,8 с наветренной стороны (активное давление) и Сaer для отсоса (пассивное давление) определяется в зависимости от длины и высоты здания в = 48м и h1 = 6,95м
и
Сh – коэффициент высоты сооружения, для IV типа местности (городские территории)
до Z £ 5м, при Z = 10
Сh = 0,278 при h = 6,95м.
Для упрощения расчетов ветровой нагрузки применяется Сh = 0,278 по всей высоте здания.
Сalt – коэффициент географической высоты = 1
Сrel – коэффициент рельефа = 1
Сdir – коэффициент направления = 1
Сd – коэффициент динамичности = 1
Эквивалентная линейная ветровая нагрузка для активного давления
для пассивного давления
Сосредоточенная нагрузка на уровне низа ригеля:
для активного давления
;
для пассивного давления:
;
где Се1,Се2 – определяется по схеме 2 приложения 4, в зависимости от уклона кровли
Се1 при a = 5,7° уклон 1:10 (10%)
находим по интерполяции
Се1 = -0,406
Се2 = -0,4
Тогда
(Знак минус показывает направление ветрового давления – от здания).
Расчетные схемы рамы, с приложением постоянной, снеговой и ветровой нагрузки показана на рис. 4
(Нумерация узлов и элементов рамы представлена на рис. 5а. Таблица усилий от загружений указана на рис. 5б.)
В соответствии с таблицей усилий (табл. 3) находим расчетное усилие в сечениях стойки в табличной форме.