4. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ УЗЛА
КРЕПЛЕНИЯ БАЛКИ К КОЛОННЕ
Соединение балки со стойкой выполнено с помощью соединительных направляющих элементов (парных накладок) на болтах (рис. 34).
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
Рис. 34. Узел сопряжения балки с колонной |
||||||||
|
|
А |
|
|||||
Поперечное сечение соединительных элементов (парные накладки) – |
||||||||
|
б |
|
||||||
прокатные уголки – назначаем конструктивноД. Принимаем уголок 75х75х8. |
||||||||
Парные накладки нео ходимы для: |
|
|||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
а) обеспечения устойчивости балки при монтаже; |
||||||||
б) прикреплен я сжатых о вязочных брусьев; |
||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
в) прикреплен я верт кальных связей; |
||||||||
г) передачи распора от ригеля Х1 к стойке. |
||||||||
Определение несущей способности нагельного соединения |
||||||||
Расстояние от низа балки до болта 1 определяется кратно 5 мм: |
||||||||
|
|
|
S |
h0 |
. |
|
||
|
|
|
3 |
|
||||
Расстояние S1 принято в соответствии с СП [1, п. 7.18]: |
||||||||
|
|
|
S1 7d . |
|
||||
В этом случае расстояние l1-2 |
между болтами 1 и 2 можно определить в |
|||||||
соответствии с рис. 34. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 2 |
|
h0 |
50 S1 . |
|||
|
|
|
||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
Расстояние l2-3 между болтами 2 и 3
l2 3 S1 .
46
По расчетной схеме, приведенной на рис. 34, определим усилие N2 в болте 2:
M3 X1 l1 2 l2 3 N2 l2 3 0 ; |
|||
|
N2 |
X1 l2 1 l2 3 |
. |
|
|
||
|
|
l2 3 |
|
Определим усилие N3 |
в болте 3: |
||
X i |
0; X i |
N2 X1 N3 0 . |
|
Несущая способность одного болта на один шов сплачивания (условный срез) определяется по СП [1, табл. 20]. Диаметр болта принят конструктивно d 20 мм.
Несущая способность одного среза болта, определенная из условия:
a) смятия древесины в нагельном гнезде среднего элемента по СП
[1, п. 7.14 а]:
Вточке 1: Ти 250d 2 
k А; ДИ
Вточках 2 и 3: Ти б250d 2 
k .
Вточках 1 и 2, 3 определяем минимальную несущую способность соединения Тmin для сравнения ее с усилиями, возникающими в болтах.,50 d b kTВ точке 1:С
В точках 2 и 3: Тmin |
кгс > N2 = |
кгс ; |
Тmin |
кгс > N3 |
кгс , условие прочности соединения |
обеспечено. |
|
|
Определение требуемой длины опорной центрирующей прокладки
Необходимую длину опорной центрирующей прокладки находят из условия смятия древесины в месте контакта ее с колонной (см. рис. 34) по СП
[1, формула (5)]:
|
Qmax |
R |
|
mi . |
(59) |
|
|||||
|
Fпрокл |
см,90 |
|
||
|
|
|
|
|
Площадь опорной центрирующей прокладки можно определить
Fпрокл bпрокл hпрокл .
47
Подставив в формулу (59) выражение для определения площади опорной центрирующей прокладки получим выражение для определения требуемой ее длины:
bпрокл hпрокл |
|
Q |
|
|
hпрокл |
Qmax |
|
|
max |
; |
|
, |
|||||
Rсм,90 mi bпрокл |
||||||||
Rсм,90 |
mi |
|||||||
|
|
|
|
|
||||
где произведение коэффициентов условия работы имеет вид
mi |
|
mб mв |
, |
|
|||
|
|
n |
|
здесь Qmax – максимальное суммарное значение нагрузки от вышележащих конструкций (плит покрытия, кровли, балки) и снеговой нагрузки; Rсм,90 –
расчетное сопротивление древесины смятию поперек волокон местное. Принимается по СП [1, табл. 3].
Расчет требуемого поперечного сечения распорок между колоннами
Расчет ведется исходя из условий, что распорка имеет квадратное поперечное сечение и является элементом, сжатым с двух сторон. Следователь-
ния распорки rx rу 0,289h b .
но, гибкость распорки не должна превышать предельно допустимого значе- |
||||||||||
ния max 100 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т.е. гибкости распорки, определенная по СП [1, формула (9)], не должна |
||||||||||
|
|
|
|
|
Д |
|||||
превышать предельно допустимую, max : |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
lo |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
А |
max , |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
rx |
|
|
|
где расчетная длина распорки lo |
B bk ; |
радиус инерции поперечного сече- |
||||||||
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда требуемая высота (ширина) поперечного сечения распорки оп-
ределяется из выражения
h .
Полученное значение размеров поперечного сечения распорки необходимо откорректировать в сторону увеличения с учетом сортамента пиломатериалов.
48
Конструирование узла: |
|
|
||
1) |
узел решается со стальным башмаком, который закрепляется к |
|||
|
фундаменту с помощью анкерных болтов; |
|||
2) |
колонну торцом через гидроизоляционный слой из эпоксидной |
|||
|
шпатлевки ставят на верхнюю упорную пластину башмака; |
|||
3) |
для установки колонны в проектное положение и закрепления ее |
|||
|
предусмотрены направляющие (анкерные пластины); |
|||
4) |
закрепляют колонну к анкерным пластинам с помощью наклон- |
|||
|
ных вклеенных арматурных стержней из стали АII или AIII. Ото- |
|||
|
гнутые концы вклеенных арматурных стержней при сборке при- |
|||
|
варивают к вертикальным стальным анкерным пластинам; |
|||
|
|
|
|
И |
5) |
анкерные болты крепят к башмакам через приваренные к башма- |
|||
|
ку анкерные столики; |
|
|
|
6) |
в зависимости от действующих усилий столиков может быть два |
|||
|
или четыре; |
|
|
|
7) |
в тело деревянной колонны для предотвращения расслоения |
|||
|
|
бА |
|
|
|
клееных швов вклеивают поперечные стержни. |
|||
Расчет |
|
|
Д |
|
подборе |
|
|
||
вклеенных |
|
|
|
|
|
С |
Расчет анкерных болтов |
||
|
|
|
|
|
Размеры опорной пл ты базы стойки определяются в зависимости от |
||||
размеров поперечногоисечения колонны (рис. 35). |
||||
|
|
bоп bk |
18 20 ... см; |
|
|
|
hоп hk |
10 14 ...см; |
|
Рис. 35. Назначение размеров опорной плиты базы колонны
49
На рис. 36 приведено трехмерное изображение базы колонны с указанием ее конструктивных элементов.
Рис. 36. Трехмерное изображение базы колонны
|
|
|
|
|
И |
На рис. 37 приведена трехмерная модель узла сопряжения колонны с |
|||||
фундаментом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рис. 37. Узел сопряжения колонны с фундаментом
50