Принимаем сечение стойки 160×480 мм.

Нагрузки на стойку.

Геометрические характеристики.

Начальные данные:

Проверочный расчёт.

1. В плоскости изгиба:

Несмотря на большое недонапряжение (52 %), мы должны оставить ранее выбранное сечение, так как уменьшение сечения невозможно (мы используем минимально возможные), а увеличение сечения не имеет смысла.

2. Из плоскости изгиба:

Расчёт прикрепления стойки к фундаменту.

— растягивающее напряжение:

— сжимающее напряжение:

Размеры сжатой и растянутой зон.

Максимальное растягивающее усилие в анкерах.

Требуемая площадь анкерных болтов.

Требуемый диаметр болтов.

Для принятого диаметра анкера принимаем отверстие в траверсе (в уголке) на 2 мм больше. В этом случае принимаем диаметр отверстия — 22 мм. Ширина уголка принимается из условия:

Величина распределённой нагрузки и изгибающего момента на участке ширине стойки.

Требуемый момент сопротивления.

Проверка нормальных напряжений.

Прогиб траверсы.

Выбор диаметра горизонтальных болтов из условия их расстановки поперёк волокон в два ряда по ширине стойки.

Определим наименьшую несущую способность болта исходя из двух условий.

Число болтов.

Длина накладки.

Расчёт узлов фермы

Опорный узел (узел 1).

Опорный узел представляет собой сложную конструкцию из элементов деревянного верхнего пояса, металлического нижнего, ребристой плиты и сварного башмака. Плита башмака, принимая усилие от торца верхнего пояса, работает на смятие, а это значит, что нужен соответствующий расчёт.

Длина опорной плиты башмака.

Определяем толщину упорной плиты. Для этого рассчитываем участок плиты опёртой по контуру со сторонами 140 × 70 мм.

Проверяем упорную плиту с тремя подкрепляющими рёбрами 8 ´ 80 мм, как балку пролётом b = 140 мм на изгиб:

Расстояние от наружной грани плиты до центра тяжести сечения.

Момент инерции сечения:

Максимальное напряжение в упорной плите:

Боковые листы башмака принимаем d=10 мм. Элементы упорной плиты свариваем швами высотой 6 и 8 мм. Рассчитываем горизонтальную опорную плиту башмака. Принимаем плиту размером 200 ´ 250 мм. Проверяем обвязочный брус на смятие под плитой поперёк волокон.

Толщину плиты находим из условия изгиба:

Исходя из моментов:

Длина швов, крепящих уголки нижнего пояса:

Примечание:

Принимаем швы конструктивно.

Промежуточный узел верхнего пояса (узел 3).

Для передачи усилий поясов и крепления раскосов в узлах устанавливаются сварные стальные башмаки размером 200 × 140 мм. Поскольку размеры башмака больше размеров упорной плиты в упорном узле, то на смятие его не проверяем. Плиту проверяем на изгиб:

Найдём равнодействующую усилий в узле.

Раскосы крепятся к узлам с помощью стальных накладок сечением 80 × 8 мм. Накладки к раскосам крепятся двумя болтами диаметром 16 мм. Проверка стальных накладок:

Определение несущей способности одного двусрезного болта:

По смятию древесины:

По нагибу болта:

Количество болтов:

Узел в связях.

Сечение подбираем из условия устойчивости:

Эксплуатация

Эксплуатация деревянных конструкций требует не меньшей ответственности, чем их проектирование. Древесина как никакой другой материал сильно страдает от гниения и «боится» огня.

Гниение — есть результат жизнедеятельности дереворазрушающих грибов и микроорганизмов. При этом в древесине проходят разные химические реакции, которые меняют (чаще в худшую сторону) свойства материала. Конечный результат — полная потеря несущих свойств и нарушение структуры древесины. Эксплуатация таких сооружений запрещена.