Расчет и конструирование узла крепления колонны к фундаменту

Согласно принятой расчётной схеме крепления колонны к фундаменту принимаем жёсткое соединение стойки с фундаментом. Крепление выполняем с помощью анкерных столиков:

Требуемое число болтов на половине соединения определяем по формуле 3.2 [1]:

,

где - из табл. 2.3 стержень №14 - продольная сила; n_s=2 - число срезов; R_ld - наименьшая несущая способность болта в одном шве. Принимаем соединение на болтах диаметром 20 мм. Согласно п. 9.4.1.14 [3] при симметричном соединении при изгибе болта со стальными накладками, расчётная несущая способность R_ld на один условный срез определяется по формуле:

,

где =5,0МПа (табл.9.2 [3]), с учетом =1,05 (табл.6.4 [3]); =0,9 (табл.6.6 [3]), = ; d=20мм - диаметр болта; t₂=620 мм – толщина среднего слоя; =0,81 (табл.9.3 [3]); =0,6236(п. 9.4.6.2 [3]); =18 МПа (п. 9.4.6.2 [3]), с учетом =1,05 (табл.6.4 [3]), =0,9(табл.6.6 [2]) .

Требуемое число болтов для крепления двух столиков:

Принимаем 8 болтов.

Требуемое сечение анкерных тяжей по нарезке определяем по формуле 3.1 [5]:

,

где R_y = 230 МПа (табл. 51 [6]) – расчётное сопротивление стали С-235.

Тогда: .

Принимаем 2 тяжа диаметром 22мм с общей площадью поперечного сечения A = 7,6 см², что в свою очередь больше требуемой площади A_тр =7,49 см².

4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ И НЕИЗМЕНЯЕМОСТИ ЗДАНИЯ

Скатные поперечные связи являются основными и состоят из связевых ферм, которые соединяют верхние пояса или зоны основных несущих конструкций покрытия попарно. Эти связи располагаются наклонно поперёк покрытия в плоскости. Опорами их служат конструкции каркаса стен. Поясами связей служат верхние пояса основных конструкций, стойками – горизонтальные брусья или прогоны и плиты настила.

Скатные связи закрепляют верхние пояса основных конструкций на опорах, в коньке и в промежуточных точках, что повышает их устойчивость из плоскости, уменьшая расчётную длину до расстояния между узлами связевых ферм.

Здания с защемлёнными в поперечном направлении колоннами и плоскими стропильными конструкциями относятся к третьему типу.

Для обеспечения продольной устойчивости деформации должны быть устранены постановкой вертикальных связей по колоннам (1) и в шатре (3), см. рис. 8. Связи шатра (3) при пролётах стропильных конструкций, не превышающих 18 м, достаточно располагать в середине пролёта. Эти связи размещают по длине здания кратно шагу ферм через 25 – 30 м. Иногда для удобства монтажа фермы или балки соединяют вертикальными связями (3) попарно.

При действии ветровой нагрузки на торец здания стропильные конструкции, раскреплённые лишь связями (3), могут иметь деформации. Эти деформации должны быть устранены связевыми поперечными фермами (2), располагаемыми в плоскости верхних поясов стропильных ферм у торцов здания. Такие же поперечные связевые фермы (3) выполняются через 25 – 30 м по длине здания для обеспечения устойчивости верхних сжатых поясов стропильных конструкций от действия вертикальных нагрузок.

5. Мероприятия по обеспечению долговечности основных несущих и ограждающих конструкций

Класс условий эксплуатации - 3, конструкции эксплуатируются внутри отапливаемого здания при температуре до 35°С и относительной влажности воздуха 60-75% включительно.

В качестве несущих конструкций спроектированы металлодеревянные треугольные фермы. В качестве ограждающих –плиты с одной верхней обшивкой.

В проектируемом здании предусмотрены следующие способы защиты от увлажнения древесины:

- защита древесины от увлажнения атмосферными осадками достигается полной водонепроницаемостью кровли;

- древесина отделена от бетонных фундаментов битумной гидроизоляцией;

- деревянные конструкции опираются на фундаменты выше уровней пола и грунта;

- в местах контакта с металлом нанесена мастика У-30м, таким образом, что полностью заполняет зазоры между металлом и древесиной.

В качестве огнезащитного средства применен состав ЛПД-83 (ТУ 21-10-63-88).

Химическая защита конструкций от загнивания обеспечена пропиткой препаратом ХМБ-444, расход 8 – 15кг/м³.

Данные мероприятия по обеспечению долговечности несущих конструкций были учтены при расчётах соответствующим коэффициентом k_s = 0,9.

6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1) Конструкции из дерева и пластмасс: Учебно-методический комплекс для студентов специальности 1-70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство» / Сост. и общ.ред. А.Р. Волик. – Новополоцк: ПГУ, 2005. – 300с;

2)ТКП 45-5.05-146-2009«Деревянные конструкции»;

3)СНБ 5.05.01-2000 «Деревянные конструкции»

4) СНиП 2.01.07 – 85 «Нагрузки и воздействия».