Этот изгиб может быть у высоких и тонких стоек, если они подвергаются сжимающей силе P, действующей по направлению высоты.
Величина силы, от которой получается вертикальный изгиб, зависит от того, как укреплены концы стойки. Наиболее распространенные случаи закрепления концов показаны на рис. 1.
Рис. 1. Распространенные случаи закрепления концов стоек
Рисунок А изображает стойку, закрепленную только в нижнем конце, причем другой конец свободен.
Рисунок Б представляет случай, когда оба конца не закреплены наглухо, но в то же время не могут выйти из гнезд, в которых они находятся.
Рисунок В соответствует тому случаю, когда один конец закреплен наглухо, а другой не закреплен, но не может выйти из гнезда.
Рисунок Г представляет случай, когда оба конца закреплены наглухо.
Вычислениями и опытом установлено, что стойка, закрепленная по схеме Б, может выдержать груз, в четыре раза больший, чем стойка, закрепленная по схеме А. Стойка, изображенная на рисунке В, выдерживает груз, в 8 раз больший, чем стойка А, и в два раза больший, чем стойка Б. Стойка, закрепленная по схеме Г, выдерживает груз в 16 раз больший, чем стойка А, в 4 раза больший, чем стойка Б, и в 2 раза больший, чем стойка В.
Чаще всего в постройках встречается случай, когда оба конца стойки закреплены, но не защемлены, что соответствует схеме Б. Это обусловлено тем, что древесина усыхает по длине меньше, чем по ширине. Забитая в гнездо стойка со временем усохнет и защемление превратится в шарнир. Для того, что защемление было постоянным за узлами нужно следить. Вбивать клинья или предпринимать другие действия. И наоборот, шарнирное закрепление обеспечивается простыми в изготовлении узлами. Например, концы стойки, зажатой между двумя элементами достаточно прикрепить к ним строительными скобами.
Как и в предыдущих расчетах, для определения размеров стойки прежде всего необходимо знать силу или груз, который сжимает стойку. Зная величину этой силы, а также длину стойки, можно по правилам строительной механики определить толщину стойки. Однако расчеты эти сложны, и практику-плотнику будет трудно с ними справиться. Лучше воспользоваться таблицами, по которым это можно сделать легко и быстро. Таблицы составлены для стоек схемы Б.
Пример 1. Сделаем расчет круглой стойки длиною 5 м из елового бревна 3-го сорта, поддерживающей груз в 20000 кг. Смотрим столбец таблицы для длины стойки в 5 м. Находим две ближайшие к 20000 цифры 19428 до и 26783 кг. Этим цифрам соответствуют бревна в 24 и 26 см. Следует взять бревно диаметром не менее 25 см.
Пример 2. Какой груз может выдержать 8-ми метровый круглый столб из 30 сантиметрового соснового леса 2-го сорта? Находим в таблице ячейку, соответствующую высоте стойки 8 м и диаметру 30 см. Читаем цифру 29532 кг. Это и будет тот груз, который безопасно может выдержать данный столб.
Пример 3. Какой размер сечения должен быть у квадратного или прямоугольного столба из стандартного пиломатериала 2-го сорта высотой 6 м для поддержания груза в 15 тонн или 15000 кг? Смотрим в таблице столбец для стоек высотой в 6 м. Ближайшие цифры к данному нам грузу в 15000 кг будут 16112 и 17903 кг. Этом цифрам соответствует сечения 22,5×20 и 25×20 см. Выбираем 22,5×20 см.
Сжатию без изгиба могут быть подвергнуты стойки, дополнительно закрепленные по высоте распорками или связями и тем самым, приведенными к гибкости не превышающей предельных значений. Примером таких конструкций могут стать стойки каркасного дома, закрепленные от изгиба обшивкой и установкой внутри каркаса горизонтальных и наклонных распорок. Определить несущую способность таких стоек можно по таблицам сайта. В ячейках, отмеченных звездочками указаны максимальные безопасные нагрузки, которые можно приложить к стойкам и максимальная свободная длина этих стоек (шаг связей или распорок).
Так как в строительном деле для балок и стоек применяется лишь ограниченное число размеров стандартных пиломатериалов и бревен, то оказалось возможным в таблицах уместить почти все размеры, могущие встретиться на практике. Без больших погрешностей, для промежуточных размеров бревен можно считать нагрузки, средние между двумя соседними.
