Колонны

6.50. Деревянные колонны каркасных зданий могут осуществляться в виде дощатоклееных и составных брусчатых элементов прямоугольного сечения с защемлением в пяте. Высоту сечения наружных колонн рекомендуется принимать h = 1/16 - 1/12 длины колонны, а ширину сечения b = h/4 - h/2.

Для внутренних колонн допускается использование квадратного сечения.

Защемление деревянной колонны в пяте осуществляется с помощью анкерных креплений к оголовку, верхняя отметка которого должна возвышаться над уровнем пола св. 15 см.

Рис. 62. Варианты анкеровки клееной колонны в подошве посредством металлических деталей

1- колонна (поперечный разрез);2- анкеры

6.51. В зависимости от схемы нагружения колонна рассчитывается на центральное сжатие или на сжатие с изгибом и проверяется на устойчивость плоской формы деформирования.

6.52. Сечение колонны подбирается методом последовательного приближения на воздействие наиболее невыгодного сочетания нагрузок, задаваясь в рекомендуемых пределах значениями высоты и ширины сечения.

Подбор сечения анкерных креплений и проверка прочности сечения в пяте колонны (рис. 62) производятся в зависимости от величины эксцентриситета e₀ = M_д/N, где M_д = M/ξ.

Если e₀ ≤ h/6 и все сечение сжато, то анкерные крепления в пяте ставятся конструктивно. При этом суммарная площадь их сечения должна составлять не менее 1 % площади сечения колонны.

Если e₀ > h/6 и сечение колонны сжато не по всей площади, то возникающее растягивающее усилие N_a, которое должно быть воспринято анкерными креплениями, определится в первом приближении по формуле

N_a = N(e₀ - h/2 + x/3)/(h₀ - x/3). (50)

x = h[(1 + h)/6e₀]/2 - высота сжатой зоны сечения,

h₀ = h ± a - расстояние от центра тяжести анкерных сечений до сжатой грани колонны в соответствии с рис. 62;

a - расстояние от центра тяжести анкерных креплений до ближайшей к ним грани колонны.

Площадь сечения анкерных креплений со стороны растянутой зоны сечения колонны определяется из условия

F_a ≥ N_a/R_a, (51)

где R_a - расчетное сопротивление растяжению стальных анкерных креплений (болтов, арматуры).

6.53. Проверка прочности сечения в пяте колонны производится в приведенной ниже последовательности. Сначала находятся возможные предельные значения осевого усилия N₁ и N₂

N₁ = bh₀R_см[2(1 + T/A)] - T; N₂ = bhR_см/2,

где T - расчетная несущая способность анкерного крепления, принимаемая равной меньшему из двух значений T_a и T_д:

T_a = F_aR_a - несущая способность самого анкерного крепления;

T_д - несущая способность соединения анкерного крепления с древесиной согласно СНиП II-25-80 п. 5.31, при этом должно выполняться условие

T_д ≥ N_a;

A = 20F_aR_см.

Если N ≤ N₁, то прочность сечения обеспечена при

Ne ≤ (N + T)(h₀ - x/3), (52)

где

e = e₀ + h_a - h/2;

B = 20F_a(N + T)/(bT).

Если N₁ < N < N₂, то прочность сечения обеспечена при

Ne ≤ (1/2)bx(h₀ - x/3)R_см, (53)

где

x = [N - A + ]/(bR_см).

6.54. Высоту сжатой зоны сечения x можно определить из кубического уравнения, используя выражения (50) и (51) для нахождения F_a:

Аx³ + Вx² + Сx + Д = 0,

где

А = -2Nb/3, В = -2Nb(e₀ - h/2);

С = -80NF_a[e₀ + (h ± 2a)/2];

Д = 80NF_a[e₀ + (h ± 2a)/2](h ± a).

Тогда напряжения растяжения при анкерном креплении и краевые напряжения смятия в древесине проверяются по формулам:

σ_a = N(e₀ - h/2 + x/3)/[F_a(h₀ - x/3)] ≤ R_a;

σ_aF_a ≤ T_a;

σ_д = 2N(e₀ + h₀ - h/2)/[bx(h₀ - x/3)] ≤ R_см.

6.55. Анкерные крепления конструируются по симметричной схеме и предусматриваются со стороны растянутой и сжатой зоны, имея в виду возможную перемену знака момента в процессе монтажа и при эксплуатации.

6.56. При проектировании соединений деревянных клееных колонн с фундаментами на металлических закладных деталях должны учитываться требования огнестойкости и антикоррозионной защиты.