Расчет деревянных стоек цельного сечения

СНиП 11-25-80 «Деревянные конструкции» издан в 1980 году, и в этом СНиП ряд обозначений не соответствует обозначениям, принятым в других нормах более позднего издания. Так, площадь сечения обозначена буквой F(b других нормах А), радиус инерции сечения обозначен буквой г (в других нормах /'). В настоящем раз­деле сохранены обозначения, принятые в СНиП П-25-80.

Гибкость сжатых элементов X ограничивается предельной гиб­костью (для стоек Х_пред= 120).

Как уже отмечалось, в деревянных стойках часто встречаются ослабления (отверстия для болтов, врезки для прикрепления подко­сов, связей и т.д.)* поэтому кроме расчета устойчивости, в случае наличия ослаблений, обязателен расчет на прочность по формуле

(5.1,6)

где F_m — площадь поперечного сечения нетто, принимается за вычетом ослаблений (см. рис. 5.15).

Как и для других материалов, при расчете деревянных стоек также возможны два типа задач: подбор сечения (тип 1) и проверка несущей способности (тип 2).

Общий порядок расчета деревянных стоек при подборе попереч­ного сечения (тип 1)

1.Определяют нагрузку, приходящуюся на стойку.

2. Устанавливают расчетную схему стойки.

3. Определяют расчетную длину стойки /₀ = ц/ (см. табл. 5.1).

4. Принимают породу древесины и ее сорт (обычно принима­ется сосна или ель).

5. Определяют расчетное сопротивление древесины на сжатие fy.

а) для сосны и ели расчетное сопротивление сжатию принима­
ется по табл. 2.4;

б) для других пород древесины расчетное сопротивление сжа­
тию принимается с учетом коэффициента т_п (табл. 2.5);

в) в случае необходимости учитывают коэффициенты условия
работы в соответствии с п. 3.2 СНиП 11-25-80.

6. Задаются коэффициентом продольного изгиба в пределах
Ф* 0,6-0,7.

7. Из формулы (5.2, б) определяют требуемую площадь попе­
речного сечения стойки:

8. По найденной площади назначают размеры поперечного се­чения:

а) требуемые размеры сторон для квадратного сечения:

Полученные размеры округляют в большую сторону с учетом : сортамента пиломатериалов (Приложение 2).

9. Определяют радиусы инерции г (табл. 5.2) и проверяют условие (5.3, б), ограничивающее гибкость:

где Х_преа = 120 для стоек; если условие не удовлетворено, то разме­ры сечения увеличивают и снова проверяют гибкость.

10.Проверяют устойчивость принятого сечения, для этого определяют фактические значения расчетной площади /^_сч и ко­эффициента продольного изгиба ф. Коэффициент продольного из­гиба определяется по формулам (5.9), (5.10)

Если условие устойчивости удовлетворено и сечение не имеет ослаблений, расчет заканчивается; если есть ослабления, перехо­дим к п. 11.

11. Проверяют прочность деревянной стойки:

где F_m — площадь сечения нетто, определяется по принятым раз­мерам с учетом размеров ослабления.

12. Если устойчивость (п. 10) или прочность (п. 11) стойки не обеспечена, то размеры сечения увеличивают и снова проводят проверку сечения на устойчивость или прочность.

Проверка несущей способности (тип 2) является составной час­тью решения задачи по подбору сечения (необходимо выполнить п'п. 2, 3, 5, 9, 10, 11 порядка расчета).

5.3.4. Правила конструирования деревянных стоек
и узлов

При опирании деревянных стоек на фундаменты или кирпич­ные стены необходимо устройство изоляции между стойкой и фундаментом (стеной). Нижняя часть деревянной стойки антисеп-тируется.

Крепление к фундаментам осуществляется при помощи анкеров из полосовой стали. При сопряжении с деревянными элементами крепление выполняется штырями или на шипах (см. рис. 5.13) и дополнительно стойку крепят скобами.

5.3.5. Понятие о расчете деревянных стоек
составного сечения

Иногда более рационально вместо стоек сплошного сечения проектировать деревянные стойки (колонны) составного сечения (см. рис. 5.14, 5.16). В этом случае уменьшается гибкость элемен­тов и можно повысить несущую способность колонн за счет со­единения нескольких досок, брусьев или бревен.

В практике проектирования деревянных конструкций встреча­ются следующие типы составных сжатых стержней: стержни-па­кеты, составленные из нескольких элементов, непосредственно примыкающих друг к другу по всей длине (см. рис. 5,14, а); стер­жни с короткими прокладками (см. рис. 5.14, б); решетчатые стер­жни (см. рис. 5.14, в).

Для стержней составного сечения гибкость определяется с уче­том податливости соединений (приведенная гибкость). Для со­ставного стержня из пакета досок, при расстоянии между болта­ми вдоль элемента не более семи толщин одной доски, приведен­ную гибкость определяют по формуле

(5.П)

i где Х_у — гибкость всего стержня относительно оси у—у; li_y — коэффициент, учитывающий податливость соединений.

(5.12)

где Ь и h— ширина и высота поперечного сечения элемента, см;

/₀ — расчетная длина элемента, м;

к_с — коэффициент податливости соединений, принимается по табл. 12 СНиП П-25-80;

п_ш — расчетное количество швов в сечении элемента;

«_с — расчетное число срезов связей в одном шве на 1 метр эле­мента.

Податливость соединений уменьшает несущую способность стержней. При соединениях, выполненных на клеях, податливость отсутствует.