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 эксцентриситетаe0 = Mд/N, где Mд = 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 Na, которое должно быть воспринято анкерными креплениями, определится в первом приближении по формуле
Na = 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
Fa ≥ Na/Ra, (51)
где Ra - 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 = bh0Rсм[2(1 + T/A)] - T; N2 = bhRсм/2,
где T - расчетная несущая способность анкерного крепления, принимаемая равной меньшему из двух значений Ta и Tд:
Ta = FaRa - несущая способность самого анкерного крепления;
Tд - несущая способность соединения анкерного крепления с древесиной согласно СНиП II-25-80п. 5.31, при этом должно выполняться условие
Tд ≥ Na;
A = 20FaRсм.
Если N ≤ N1, то прочность сечения обеспечена при
Ne ≤ (N + T)(h0 - x/3), (52)
где
e = e0 + ha - h/2;
B = 20Fa(N + T)/(bT).
Если N1 < N < N2, то прочность сечения обеспечена при
Ne ≤ (1/2)bx(h0 - x/3)Rсм, (53)
где
x
= [N
- A
+
]/(bRсм).
6.54. Высоту сжатой зоны сечения x можно определить из кубического уравнения, используя выражения (50) и (51) для нахожденияFa:
Аx3 + Вx2 + Сx + Д = 0,
где
А = -2Nb/3, В = -2Nb(e0 - h/2);
С = -80NFa[e0 + (h ± 2a)/2];
Д = 80NFa[e0 + (h ± 2a)/2](h ± a).
Тогда напряжения растяжения при анкерном креплении и краевые напряжения смятия в древесине проверяются по формулам:
σa = N(e0 - h/2 + x/3)/[Fa(h0 - x/3)] ≤ Ra;
σaFa ≤ Ta;
σд = 2N(e0 + h0 - h/2)/[bx(h0 - x/3)] ≤ Rсм.
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.