Расчет узла защемления колонны в фундаменте




Расчет производим для третьего сочетания нагрузок (ветровая + минимальная вертикальная, без учета снеговой). При этом сочетании нагрузок получим максимальные усилия в анкерах и тяжах конструкции узла защемления. М=84,7 кН*м, N=61 кН, Q=19,3кН.

Из расчета колонн на прочность имеем:

l0=1760 мм, Fдрпр=2286 мм2, W=37804,66 см4, φ=0,5, кн=0,6.

Мд=М/ξ*кн=84,7/0,957*1,01=87,63 кН*м.

Предварительный подбор размеров деталей узлов: Принимаем толщину уширения колонны равной двум толщинам досок после фрезерования. Подколонник приминаем из бетона класса В25 (RB=14,5 МПа > Rсм).

δнакл=2*0,033=0,066 м.

Постоянную нагрузку от покрытия и собственного веса колонны принимают с γf=0,9, так как при этом усилия в анкерах и тяжах будут больше, чем при γf=1,1...1,3.

Принимаем толщину стальной анкерной полосы 10 мм (δа=0,01 м). С учетом принятых уширений получим:

Высоту уширений принимаем равной ширине колонны понизу +150 мм, учитывая конструктивное решение узла и расположение тяжей под углом 450.

 

 

Конструкция узла защемления колонны в фундаменте со схемами действующих на узел усилий и напряжений.

Определение усилий в анкерных полосах и тяжах: Усилия в анкерных полосах и наклонных тяжах, которыми обеспечивается крепление колонны к фундаменту, при принятом решении узла защемления колонны вычисляем исходя из равновесия всех сил, действующих на узел. Расчетное сопротивление древесины смятию принимаем с учетом mн и γн.

Rсм=1,2*15/0,95=18,95 МПа.

При расчете узла учитываем, что прочность бетона фундамента больше прочности древесины на смятие. Проводим условное сечение по линии 0'-0' и отбрасываем фундамент, заменяя отброшенную часть усилиями Na и Dc. Запишем их значения в общем виде:

Для данного примера расчетное сопротивление смятию при mн=1,2, mсл=1, mб=0,8 и γн=0,95 равно Rсм=18,95 МПа. Для анкеров можно принять mа=1 при условии выполнения их из полосовой стали. Ra для листовой стали, например марки 18кп, составляем 220 МПа. С учетом mа=1 и γн=0,95 получим Ra=220/0,95=232 МПа.

C учетом значений Ra и Rсм, принятых ранее можно записать:

где: х - высота сжатой зоны, - площадь анкерной полосы. Их значения находим из условия обеспечения равновесия узла. Для нахождения двух неизвестных имеем два условия: ∑N=0, ∑M=0.

Сумму моментов удобно определить относительно точки 0, находящейся в месте пересечения оси колонн с верхней гранью фундамента.

Подставив значение Dc, получим:

Решая систему равенств получим значения х и Fант, а затем N и DТ.

х=5,5 см, =4,12 см2, Na=96 кН, Dc=156,34 кН.

Принимаем из конструктивных соображений анкерную полосу размером 200х8 мм.

=20*0,8=16 см2>4,138 см2.

Усилия в наклонных тяжах с учетом действия поперечной силы:

где 0,85 коэффициент условия работы, учитывающий возможность неравномерности натяжения тяжей.

Принимаем тяжи из стали Ст3пс4, Rba=200 МПа по таб. Г7 СП 16.13330.2011. С учетом коэффициента надежности по назначению получим:

Rcт=200/γn=200/0,95=210,526 МПа.

Требуемая площадь наклонных тяжей:

Принимаем тяжи диаметром 27мм, для которых Fт.нт=4,59 см2 > 4,56 см2. Данные о площади болтов взяты из таб. Г7 СП 16.13330.2011.

Проверка на прочность по скалыванию: Проверим на прочность по скалыванию в плоскости приклейки накладок. Если х < δнакл ., то Nск=Dc-Na. В данном случае х=0.055 < δнакл=0,066, тогда:

Nск=Dc-Na=156,34-96=60,34кН.

Расчетное сопротивление скалыванию определяют по формуле:

где: β=0,125, так как скалывание промежуточное.

е=hk/2+ -x/3=0,627/2+0,066-0,0055/3=0,378м.

Rск= R'ск*mн/ γn=2,1*1,2/0,95=2,65МПа.

где: R'ск расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон для максимального напряжения, определенное по таб. 3 СНиП II-25-80.

Проверка на прочность по смятию (под углом): Принимаем уголки размером 125х125х8. По формуле 2 СНиП II-25-80.

C учетом mн=1,2 и γн=0,95 получим:

Fсм=bуг*bк=0,125*0,3=0,0375 м2.

σсм=2DT/Fсм=2*95,93/375=5,2МПа<

Проверка на прочность уголка при изгибе:

lуг= bк+dт.бр.+0,005*2=0,3+0,027+0,01=0,337 м.

где: 0,005 зазор между тяжем и колонной.

q=2DT/ bк=2*95,93/0,3=639,53кН/м.

Изгибающий момент в уголке:

Момент сопротивления уголка 125х125х8:

Принята марка стали С345 (ГОСТ 27772) по таб. В.5 СП 16.13330.2011, Rу=320 МПа, γn=0,95.

Расчет пластины соединяющей тяжи:

Длина пластины будет равна длине сварного шва, скрепляющего тяж с пластиной +47 мм. Задаем материал пластины листовую сталь марки С235 (ГОСТ 27772) по таб. В.5 СП 16.13330.2011, Rу=230 МПа. Толщина пластины 8 мм, ширина 50 мм. Шов работает на срез. Задаемся типом сварки потаб. Г.1 СП 16.13330.2011 механизированная, марка сварочной проволоки Св-08Г2С (в углекислом газе (по ГОСТ 8050) или в его смеси с аргоном (по ГОСТ 10157).

βf = 0,9, βz = 1,05. (таб. 39 СП 16.13330.2011).

кf = 4 мм (таб. 38 СП 16.13330.2011).

.

.

Расчет делаем по наименьшему т.е. по .

Усилие воспринимаемое сварным швом равно усилию в тяжах

Длина пластины равна:

Назначаем длину пластины 80+47=130 мм.

 

Список литературы

1. Пшенов А.А. Компоновка конструктивной схемы здания проектирование плит покрытия. Мет. Указания. Сарат. гос. техн. унив. 1995.-25с.

2. Пшенов А.А. Конструирование и расчёт дощатоклеёных и клеефанерных балок. Мет. Указания. Сарат. гос. техн. унив. 1995.-25с.

3. Пшенов А.А. Конструирование расчёт дощатоклеёных колонн. Мет. Указания. Сарат. гос. техн. унив. 1995.-25с.

4. Индустриальные деревянные конструкции. Примеры проектирования/ Ю.В. Слицкоухов и др.- М.: Стройиздат, 1991. – 256 с.

5. СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования/ Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1983. – 31 с.

6. СП 16.13330.2011. Стальные конструкции. / ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко - институт ОАО "НИЦ "Строительство", ЦНИИПСК им.Мельникова и др. - М.: Стройиздат, 2011. - 177 с.

7. СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. / ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко - институт ОАО "НИЦ "Строительство", при участии РААСН и Государственной геофизической обсерватории (ГГО) им. А.И. Воейкова - М.: Стройиздат, 2011. – 85 с.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: