Конструкции опорных узлов деревянных колонн

Лекция 17

Двухшарнирные рамы. Проектирование деревянных колонн. Конструкции опорных узлов. Монтаж арок, рам, балок, колонн. Схемы обеспечения пространственной жесткости и устойчивости зданий с деревянным каркасом. Конструкции связей

Двухшарнирные рамы

Наиболее распространенная схема двухшарнирных рам - это стойки с опорным защемлением и ригели, шарнирно опертые на стойки. Такого рода конструкции находят применение в промышленном строительстве. В качестве колонн используются дощатоклеенные стойки постоянного или переменного сечения. Реже используются клеефанерные элементы и элементы на податливых связях. В качестве ригелей используют дощатоклееные балки или сквозные конструкции (см. след. раздел). Возможно прикрепление подвесного кранового оборудования к балкам. Проектирование ригелей обычно выполняют без учета его работы в составе рамы только на вертикальные нагрузки.

Проектирование деревянных колонн

Расчетная схема двухшарнирной рамы показана на рис. 17.3. Расчет рамы можно упростить без большой погрешности, если принять ригель абсолютно жестким на изгиб при действии горизонтальных нагрузок (EJ®¥). В этом случае ригель (балку) рассчитывают как обычно (без учета его работы в составе рамы), а усилия в стойках определяют как в консоли с учетом «отпорного» усилия со стороны ригеля:

x = 3H* (w_акт -w _пасс) /16 + 1* (W_акт -W _пасс) /2

После определения расчетных комбинаций усилий (M_{макс (миним)}, N_соотв; N_макс, M_соотв) определяют сечение колонны как сжато-изгибаемого стержня по обычной методике (см. лекцию 8). Значение гибкости колонны l_x следует задавать с учетом условий опирания верхней части колонны: l_x = 2,2 (при незакрепленном верхнем сечении колонны) и l_x = 1 (при раскреплении колонн поверху при помощи системы продольных горизонтальных связей). Как правило, требуется рассмотрение нескольких расчетных комбинаций усилий, учитывая, что меньший по значению изгибающий момент может привести к исчерпанию несущей способности элемента в случае большей расчетной длины.

Рис. 17.3. Двухшарнирные рамы. Расчетная схема

Конструкции опорных узлов деревянных колонн

Для сравнительно малонагруженных колонн возможно использование узлов с нагельными соединениями или узлов с «перекрестными тягами». Для более ответственных случаев рекомендуется использовать соединения при помощи вклеенных стержней. В этом случае достигается большая жесткость и надежность соединения, а также его соответствие принятой расчетной схеме (жесткая заделка).

При расчете опорных узлов в первую очередь определяют расчетные усилия. Следует помнить, что расчетное усилие N принимают только от действия постоянной нагрузки. Усилия в анкерных тяжах, пластинах, болтах определяют из условий равновесия: SY = 0; SM = 0.

x = s_maxh / (s + s _min);

N = M_д - N(h/2 - x/3) / (h -s - x/3).

Дальнейший расчет элементов опорного узла сводится к оценке прочности растянутых и изгибаемых металлических элементов (тяжи, траверсы), подбору диаметра и количества болтов или анкерных стержней, проверке прочности древесины и бетона на скалывание и смятие, проверке прочности сварных соединений.