Расчет и конструирование составной стойки.

   В случае образования технологического проема нагрузка с дощатоклееной балки  в месте проема передается на деревянную составную стойку. Составная стойка состоит из цельных брусков или из толстых досок, соединенных по длине болтами или гвоздями. Стержни составных стоек соединены пластями вплотную или имеют между ними зазоры, заполняемых с помощью коротких дощатых или брусчатых  прокладок. Длины составных стоек, как и цельнодеревянных, не превышают 6,5м  (рис. 7), а возможные варианты конструкции составной стойки показаны на рис. 7, а б.

Рис. 7. Варианты составных стоек

а) сплошная;

б) сквозная с прокладками;

в) расчетная схема

1 – бруски или доски; 2 – болты (нагели); 3 - прокладки

  Составные стойки применяют в том случае, когда несущая способность цельнодеревянных стоек недостаточна для восприятия действующих нагрузок. Эти стойки обычно имеют шарнирно-закрепленные концы и работают, как правило, только на продольные сжимающие силы от вертикальных нагрузок. В направлении относительно материальной оси составные стойки могут работать также на сжатие с изгибом и воспринимать дополнительные горизонтальные изгибающие нагрузки.

   Составные стойки рассчитывают на сжатие и устойчивость в двух плоскостях. Расчет относительно материальной оси, которая проходит через центр сечений обоих элементов стойки, производят как стойки цельного сечения шириной, равной ширине сечения обоих брусьев. Податливость соединений при этом на несущую способность стойки не влияет и не учитывается.

Расчет стойки относительно свободной оси, проходящей вне сечений брусьев, производят с учетом того, что ее гибкость существенно выше, а несущая способность ниже, чем стойки цельного сечения двойной высоты. Это объясняется тем, что гибкость увеличивается в результате податливости соединений и гибкости отдельных брусьев между соединениями.

   Повышенную гибкость стойки относительно свободной оси называют приведенной гибкостью λ_пр и определяют по формуле

                                ,                                            (23)

где:  - коэффициент приведения гибкости;  - коэффициент податливости соединений, определяемый по табл. 15 [1];  - гибкость стойки относительно свободной оси, выполненная без учета податливости связей; λ₁ – гибкость отдельной ветви относительно собственной оси , найденная по ее расчетной длине l₁ , равной расстоянию между ближайшими связями в соседних прокладках; b и h – размеры сечения, см.;  - количество швов, на которые может произойти сдвиг между ветвями;  - количество связей в одном шве на одном погонном метре.

  Связи между ветвями являются упруго - податливыми. С учетом этого определяется приведенная гибкость составной стойки. Эта гибкость будет больше, чем гибкость стержня, у которого ветви жестко соединены между собой (монолитный стержень).

   Подбор сечения стойки начинается с предварительного задания гибкости в пределах 80…120 (имеется ввиду гибкость относительно материальной оси x-х, проходящей перпендикулярно швам). По принятой гибкости определяется коэффициент продольного изгиба φ и находится требуемая площадь:

   По гибкости одновременно устанавливается требуемая ширина досок или брусков:

  где  - расчетная длина стойки.

  По  и  назначается толщина и количество дощатых или брусчатых ветвей и производится компоновка сечения. Далее проверяется устойчивость стойки относительно «свободной» оси y, проходящей параллельно швам. На гибкость относительно оси y будет влиять податливость связей между ветвями.

   Для определения приведенной гибкости необходимо назначить вид связей (гвозди, нагели), расставить между ветвями короткие прокладки и установить количество связей в каждой из них. Прокладки располагаются на равном расстоянии друг от друга, в среднем через 50…130см между их осями. При назначении толщины прокладок следует учитывать размеры, рекомендованные сортаментом и ширину опорной части балки. Нужно стремиться к тому, чтобы высота сечения стойки (размер h) и ширина опорной части балки были одинаковыми. В каждой прокладке ставится от двух до шести нагелей. В числе их должно быть не менее двух стяжных болтов.

  После уточнения гибкости вычисляется значение коэффициента продольного изгиба  и проверяется устойчивость стойки, как центрально сжатого стержня. Недогрузка не должна превышать 10 - 12%, перегрузка не допускается. Так, методом последовательного приближения, изменяя количество связей по длине, достигается расчетное напряженное состояние.