Расчет на устойчивость из плоскости как центрально сжатого стержня

= 0,3; N = 298 кН.

= N/ F_расч = 298 10^-3/0.30.283 = 3,5 МПа 13.2 МПа.

F_расч = F_нт = F_бр = 0.283 м ²

R_с = 13.2 МПа.

Устойчивость обеспечена.

Расчет узла защемления колонны в фундаменте

Наиболее ответственным в колоннах является жесткий узел, который обеспечивает восприятие изгибающего момента.

Расчет производим для третьего сочетания нагрузок. При этом сочетании нагрузок получим максимальное усилие в анкерах и тяжах конструкции узла защемления.

Определение М_Д: N=285 кН, М = 107.6 кНм Из расчета колонн на прочность имеем:

l_o = 31.24 м; W_нт W_бр = 0.0515 м ³; F_нт F_бр = 0.283 м ².;

= 0,3; R_c = 13.2 МПа; k_н= 1,056.

=,.

= 136.6 кНм Принимаем решение узла защемления колонны в фундаменте с применением железобетонной приставки из бетона класса В 25, из которой выпущены четыре стержня из арматуры периодического профиля из стали класса А-II. Вклеивание арматурных стержней в древесину осуществляется с помощью эпоксидно-цементного клея марки ЭПЦ-1.

Принимаем (предварительно) диаметр арматурных стержней 18 мм. Тогда диаметр отверстия будет:

d_отв = d_а + 5 = 18 + 5 = 23 мм.

Расстояние между осью арматурного стержня до наружных граней колонны должно быть не менее 2d_а: а = 218 = 36 мм. При определении усилий в арматурных стержнях учитываем, что прочность бетона на смятие более прочности древесины.

Пренебрегая (для упрощения расчета) работой сжатых арматурных стержней, усилия в растянутых арматурных стержнях находим, используя два условия равновесия:

N = 0; -N_a-N + R_смb_кх/2 = 0; М = 0;

М_д + N (h_к/2-а)-(R_смb_кх/2)(h_к-а-х/3) = 0.

М и N выбираем из третьего сочетания нагрузок, так как именно при этом сочетании получаются максимальные усилия в арматурных стержнях.

При N = 285 кН; М_д = 136.6 кНм; R_см = 13.2 МПа;

b_к = 0.26 м; h_к = 1.09 м, получим:

• -N_a — 28 510^-3 + 180.26x/2 = 0;
• 136.610 -3 + 28 510−3(1.09/2−0.036)-(180.26х/2) (1.09−0.036-х/3) = 0.

Из второго равенства определим х, а затем, подставив значение х в первое равенство.

Получим значение х = 0.12 м; N_а = 0.4210^-2 МН.

Требуемая площадь двух арматурных стержней (R_a = 280 МПа):

F_a = N_a/R_a = 0.4210^-2/295 = 0.1410^-4 м ² = 0.14 см ².

Ставим два стержня d_a = 18 мм, для которых:

F_a = 22.54 = 5.08 cм ² 0.14 см ²

Определим расчетную несущую способность вклеиваемых стержней на выдергивание по формуле:

T = R_ск(d_a + 0.005)l₁k_cn_a

Принимаем (предварительно) длину заделки стержня 360 мм (20d_a), получим:

k_с = 1.2−0.02l₁/d_a = 1.2 — 0.2 360/18 = 0.8 R_ск = 2.10.9 = 2МПа Т = 23.14(0.018 + 0.005) 0.3600.82 = 8.310^-2 МН N_a = 1.810^-2 МН Следовательно, несущая способность соединения достаточна.

Помимо анкерных стержней целесообразна установка дополнительных стержней по боковым граням колонны для обеспечения более надежного соединения приставки с дощато-клееной колонной.