Расчет колонны на устойчивость из плоскости рамы

Расчет производят по формуле:

- устойчивость из плоскости рамы обеспечена.

Расчет узла защемления колонны в фундаменте

Определим расчетные усилия:

М = 64кНм

Из расчета колонны на прочность в плоскости рамы уже известны j_к = 0,29, R_с = 16,74 МПа, А_бр = 0,384 м²

Найдем значения коэффициентов x, к_н и значение М_Д

Определим значения относительного эксцентриситета

, следовательно сечение колонны сжато не по всей площади.

Высота сжатой зоны сечения

Растягивающее усилие

                                   

Приняв ширину анкерной полосы равной ширине колонны определим требуемую толщину.

Конструктивно принимаем толщину d_а = 6 мм.

Усилие в наклонных тяжах

Требуемая площадь наклонных тяжей

Принимаем тяжи диаметром 12 мм, для которых А_Т.КТ = 0,744 см².

Рис. 6

Конструктивная длина уголка

0,005 м – зазор между колонной и тяжем.

Нагрузка на уголок

Изгибающий момент в уголке

Требуемый момент сопротивления

Принимаем равнополочный уголок ∟40х7 мм с I _х = 14,84 см⁴    и z₀ = 1,5 см. Момент сопротивления уголка:

 т.е. прочность уголка обеспечена.

Назначим размеры уширения колонны внизу. Расчетное сопротивление древесины смятию под углом 45⁰определим по формуле (2) [1]:

С учетом коэффициента условий работы m_н = 1,2      R_СМ = 7,45 Мпа

Площадь смятия древесины под углом

Напряжения смятия

Принимаем толщину уширения колонны равной двум толщинам досок после фрезерования d = 2 * 0,033 = 0,066 м, что достаточно для размещения уголка ∟40х7 мм под углом 45⁰, т.к.:

С учетом принятых уширений получим высоту сечения колонны понизу:

Высоту накладок, учитывая конструктивное решение узла и расположение тяжей под углом 45⁰, принимаем равной высоте сечения колонны плюс 150 мм.

Проверим прочность по скалыванию в плоскости приклейки досок-накладок, на которые опираются уголки.

Среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины скалыванию определим по формуле (54) [1]:

, где l _СК = l _накл = 0,975 м

b = 0,125, т.к. скалывание промежуточное

 

R_СК = R_СК * m_н = 2,1 * 1,2 = 2,52 Мпа

Напряжения скалывания