3.3. Проверка принятого сечения на расчетное сочетание нагрузок

1. В плоскости рамы согласно п. 4.17 [1] расчет на прочность как сжато-изгибаемого консольного элемента производят по формуле:

,

где - изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме

m_б = 1 – коэффициент условий работы, учитывающий влияние размеров поперечного сечения, находится по п. 3.2. д [1];

m_сл = 1 – коэффициент условий работы, учитывающий толщину слоев дощатоклееных балок, значение по п. 3.2.е [1];

m_н = 1,2 – коэффициент условий работы, учитывающий воздействия кратковременных (ветровой, монтажной) нагрузок, значение по п. 3.2.г [1];

 – коэффициент, учитывающий дополнительный изгиб от продольной силы N:

Гибкость колонны в плоскости рамы:

Коэффициент продольного изгиба:

Напряжение

2. Из плоскости рамы согласно п. 4.2 [1] расчет на устойчивость как центрально сжатого элемента производится по формуле:

Гибкость из плоскости ;

;

Поскольку все условия прочности и устойчивости рамы выполняются, принимаем исходные сечения как окончательные.

3.4. Расчет и конструирование узла защемления колонны в фундаменте

Защемление узла осуществляется при помощи натяжных болтов и пластинчатых анкеров.

Расчет анкеров производится по максимальному растягивающему усилию при действии постоянной нагрузки с коэффициентом надежности по нагрузке _f = 0,9 вместо _f = 1,1 и ветровой нагрузки.

Минимальная сжимающая сила в колонне:

.

Изгибающий момент в заделке:

;

Для крепления стальных траверс и анкерных болтов сбоку стойки приклеиваем по две доски – накладки толщиной δ_н = 2∙33 = 66 мм.

Принимаем высоту сечения колонны в основании:

.

Геометрические характеристики сечения у основания:

- площадь: ;

- момент сопротивления: .

Напряжения на поверхности фундамента:

Размеры участков эпюр:

.

Расстояние от оси сечения до равнодействующей эпюры:

.

От грани колонны ось анкера проходит на расстоянии: с = 0,035 м.

Плечо между парой сил в анкерах:

.

Усилия в анкерных болтах:

.

Требуемая площадь сечения анкера:

,

где т_а – коэффициент, учитывающий ослабление тяжей от нарезки т_а = 0,8;

0,85 – коэффициент, учитывающий возможную неравномерность усилий в анкерных болтах;

R_ba – расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов: при марке стали ВСт3кп2 R_a = 185 МПа, тогда

.

Принимаем болты диаметром 16 мм:.

Рассчитывается траверса из уголка как однопролетная балка с пролетом

.

Изгибающий момент в уголке:

.

Из условия крепления анкерных болтов диаметром 16 мм принимаем для траверсы уголок 63х63х5 мм с I_х = 231∙10³ мм⁴; r_х = 19,4 мм.

Напряжения в траверсе:

.

Проверяем прочность приклейки накладок, на которые опираются траверсы.

Принимаем длину приклейки: .

Вычисляем размеры участков эпюры при напряжении в сечении колонны на уровне фундамента

.

Плечо действия сил скалывания в узле:

.

Расчетное среднее сопротивление клеевого шва на скалывание по п. 5.3 [1]:

,

где R_ск – расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон;

l_ск – расчетная длина скалывания;

 - коэффициент, принятый равным 0,25, т.к. соединение симметричное.

Растягивающие усилия:

.

Напряжения скалывания:

.