9418
.pdf30
Значит, часть сечения колонны растянута, и анкерное крепление её к фундаменту требует расчета.
Ниже рассматривается ряд оригинальных конструктивных решений анкерного крепления колонны к фундаменту.
Поскольку каждый из этих узлов воспринимает изгибающий момент на стыке колонны и фундамента, мы считаем, что такое закрепление колонн в фундаменте можно считать «жестким», а поперечную раму с такими колоннами при шарнирном опирании на них ригеля можно считать двухшарнирной.
31
6.1. Вариант 1. Крепление анкерами из холодногнутых профилей, снабженных призматическими шпонками (рис. 6.1)
Рис. 6.1. Крепление колонны к фундаменту по варианту 1:
а – металлический анкер с призматическими шпонками; б-конструкция опорной части колонны; в- сечение анкера из гнутого профиля; г- нахождение центра тяжести сечения анкера; е - к определению напряжений и N2
32
Исходные данные:
Фундаменты выполнены из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие
B10.
Минимальная допустимая площадь сечения анкера 1% колонны (п. 6.52 7]):
Краевые напряжения в подошве колонны (или на поверхности фундамента):
Прочность древесины по смятию и бетона по сжатию обеспечена.
Определим положение центра тяжести сечения анкера, принятого нами (см.
рис. 6.1) в виде швеллера с высотой полки 40 мм и шириной стенки, равной ширине сечения колонны плюс 2δ:
Тогда
33
Требуемая |
площадь |
сечения |
анкера |
из |
стали |
ВСт3пс |
(
Площадь принятого сечения анкера (см. рис. 9 в и г)
Таким образом, сечение анкера подобрано.
Определим требуемую для восприятия усилий Na площадь смятия древесины под шпонами и размеры последних:
Здесь: 0,7 - коэффициент, учитывающий неравномерную загруженность последовательно расположенных шпонок (с.154 [8]);
=22,5*0,66 = 14,85МПа 15,0МПа – расчетное сопротивление смятию древесины колонны (см. табл. 3 п.5 [1]).
Принимаем сечение шпонки
_________________________________________________
х) При такой толщине равнодействующая сил смятия будет совпадать с центральной осью анкерка (центром тяжести сечения). На самом деле yo=7
мм, если учесть, что толщина стенки δ=3 мм, то ц.т. совпадает с серединой толщины шпонки. В других случаях, если трудно достичь такого совпадения,
можно к этому не стремиться.
34
Необходимое количество шпонок составит:
Здесь
Определяем необходимое количество шпонок из условия прочности древесины колонны на скалывание вдоль волокон. Согласно п.5.3 [1] в расчет принимается длина площадки скалывания не более 10 глубин врезки в элемент
Ширина площадок скалывания равна ширине колонны
Тогда:
Где
Принимаем анкерное крепление с тремя шпонками по условию смятия древесины. Шаг шпонок
Длина анкеров в колонне
Длина анкеров в бетоне |
принимается по нормам железобетонным |
конструкций из условия расчета железобетонных элементов на отрыв. |
|
Примем еѐ равной |
Общая длина анкера |
35
6.2. Вариант 2. Крепление анкерами из вклеенных в колонну стержней периодического профиля (рис. 6.2)
Рис. 6.2. Крепление колонны к фундаменту по варианту 2:
а – общий вид и сечение; б – к определению напряжений и N2; в – деталь вклеенного стержня
36
Исходные данные:
Назначаем защитный слой арматуры равным толщине 2х досок, т.е. 33х2=66
мм. Тогда, а = 0,066 м;
Усилие растяжения в анкерах
Приминаем арматуру класса АIII
(
Принимаем 3 18 А-III общей площадью сечения 7,63 см2 .
Длину анкеровки стержней в колонне по п. 8.39 [1] принимаем максимальной:
Расчетная несущая способность трех анкерных стержней из условия
выдергивания из древесины вычисляется из выражения
37
Здесь:
то же;
Таким образом, вклеивание 3-х стержней 18 А-III в колонну (с каждой стороны сечения) на глубину 540 мм, обеспечивает надежную анкеровку.
Глубина заанкеривания стержней в бетон фундамента принимается по нормам железобетонных конструкций.
Определяем из условия скалывания по клеевому шву (или древесины вдоль волокон) длину уширенной части колонны. Для этого сначала находим (см.
выше):
38
6.3. Вариант 3. Крепление анкерами с уширением базы колонны (рис.6.3).
Рис.6.3. Крепление колонны к фундаменту по варианту 3:
а– общий вид и сечение; б – к определению напряжений и N2;
в– расчетная схема траверсы
39
Исходные данные:
.
Принимаем увеличение высоты сечения колонны с двух сторон на 3 доски с каждой стороны, т.е. по 99 мм. Ось каждой пары анкеров расположим в середине уширения. Анкера запроектируем из круглой арматурной стали класса
A-I.
Прочность древесины на смятие и бетона на сжатие обеспечена.
Расчетное сопротивление стержневой арматуры класса A-I, принятой в качестве тяжей (анкеров):
.