Узел опирания деревянной стойки на фундамент

Обновлено: 04.05.2024

1 Лекция 9 Деревянные стойки. Нагрузки воспринимаемые плоскими несущими конструкциями покрытия (балки, арки покрытия, фермы), передаются на фундамент через стойки или колонны. В зданиях с деревянными несущими конструкциями покрытия целесообразно применять деревянные стойки, хотя иногда возникает необходимость установки железобетонные или металлические колонны. Деревянные стойки являются сжатыми или сжато-изгибаемыми несущими конструкциями, опирающимися на фундаменты. Их применяют в виде вертикальных стержней, поддерживающих покрытие или перекрытие, в виде стоек подкосных систем, в виде жестко заделанных стоек однопролетных или многопролетных рам. По конструкции их можно подразделить на стойки клееные и стойки из цельных элементов. Клееные стойки Дощатоклееные и клеефанерные стойки являются элементами заводского изготовления. Рисунок 1 - Дощатоклееные стойки а) постоянного прямоугольного и квадратного сечения; б) переменного прямоугольного сечения

3 2) Стойки в виде элементов составного сечения набранного из двух или нескольких брусьев, досок или бревен, соединенных болтами или другими податливыми связями Рисунок 4 Составные брусчатые стойки а) сплошная; б) сквозная с прокладками; 1 брусья; 2 болты; 3 - прокладки Рисунок 5 Составная стойка из досок Стойки составного сечения так же имеют высоту, ограниченную сортаментом, однако, их несущая способность может существенно выше по сравнению со стойками из одиночного сечения.

4 Соединения, применяемые для сплачивания этих стоек (болты, гвозди, шпонки) являются податливыми, что увеличивает гибкость стоек и должно быть учтено при расчете. Решетчатые стойки Применяют чаще всего как сжато-изогнутые стойки рам. Они могут быть с параллельными поясами или с одним наклонным поясом. Разновидностью последней являются треугольные стойки. Рисунок 6 Решетчатые стойки а) прямоугольная; б) треугольная Элементы решетчатых стоек соединяются в узлах на болтах. Рисунок 7 Сечение решетчатой стойки а) пояса из двух ветвей, решетка из одного; б) пояса и решетка из одной ветви

5 Если решетка выполнена из одной ветви, а пояса из двух (рис. 7а), то решетка пропускается между ветвями поясов и крепится непосредственно к последним. Если пояса и решетка выполняются одноветвевыми (рис. 7б), то соединение элементов решетки с поясами выполняется встык, и узлы конструируются со стальными накладками на болтах. Стойки с параллельными поясами могут быть ступенчатыми. В этом случае на более высокий наружный пояс опираются несущие конструкции покрытия, а на внутренний подкрановые балки. Расчет стоек Вычисление усилий в стойках производят с учетом приложенных к стойке нагрузок. Средние стойки Средние стойки каркаса здания работают и рассчитываются как центрально сжатые элементы на действие наибольшего сжимающего усилия N от собственного веса всех конструкций покрытия (G) и снеговой нагрузки и снеговой нагрузки (Рсн). Рисунок 8 Нагрузки на среднюю стойку Расчет центрально сжатых средних стоек производят: а) на прочность где, - расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон; - площадь нетто поперечного сечения элемента; б) на устойчивость, где коэффициент продольного изгиба;

6 расчетная площадь поперечного сечения элемента; Нагрузки собираются с площади покрытия по плану, приходящейся на одну среднюю стойку ( ). Рисунок 9 Грузовые площади средней и крайней колонн Крайние стойки Крайняя стойка находится под действием продольных по отношению к оси стойки нагрузок (G и Рсн), которые собираются с площади и поперечных, и Х. Кроме этого от действия ветра возникает продольная сила.

7 Рисунок 10 Нагрузки на крайнюю стойку G нагрузка от собственного веса конструкций покрытия; Рсн нагрузка от веса снегового покрова; - вертикальная ветровая нагрузка; - ветровая нагрузка от ветра слева (напор ветра); ветровая нагрузка (отсос) при ветре справа; Х горизонтальная сосредоточенная сила, приложенная в точке примыкания ригеля к стойке. В случае жесткой заделки стоек для однопролетной рамы: Рисунок 11 Схема нагрузок при жестком защемлении стоек в фундаменте

8 где - горизонтальные ветровые нагрузки соответственно от ветра слева и справа, приложенные к стойке в месте примыкания к ней ригеля. где Влияние сил - высота опорного сечения ригеля или балки. значительную высоту. будет существенно, если ригель на опоре имеет В случае шарнирного опирания стойки на фундамент для однопролетной рамы: Рисунок 12 Схема нагрузок при шарнирном опирании стоек на фундаменте Для многопролетных рамных конструкций при ветре слева p 2 и w 2, а при ветре справа p 1 и w 2 будут равны нулю. Крайние стойки рассчитываются как сжато-изгибаемые элементы. Значения продольной силы N и изгибающего момента M принимаются для такого сочетания нагрузок, при котором возникают наибольшие сжимающие напряжения.

9 Эксцентриситет равен: Рекомендуется определять как max при следующих сочетаниях нагрузок: 1) 0.9(G + P c + ветер слева) 2) 0.9(G + P c + ветер справа) 3) G + P c Для стойки, входящей в состав рамы, максимальный изгибающий момент берут как max из вычисленных для случая ветра слева М л и справа М пр : где е эксцентриситет приложения продольной силы N, которая включает наиболее неблагоприятное сочетание нагрузок G, P c, P b каждая со своим знаком. Эксцентриситет для стоек с постоянной высотой сечения равен нулю (е = 0), а для стоек с переменной высотой сечения берется как разность между геометрической осью опорного сечения и осью приложения продольной силы. Расчет сжато изогнутых крайних стоек производится: а) на прочность:, б) на устойчивость плоской формы изгиба при отсутствии закрепления или при расчетной длине между точками закрепления l p > 70b 2 /n по формуле:

10 Геометрические характеристики, входящие в формулы, вычисляются в опорном сечении. Из плоскости рамы стойки рассчитывают как центрально сжатый элемент. Расчет сжатых и сжато-изогнутых составного сечения производится по приведенным выше формулам, однако при вычислении коэффициентов φ и ξ в этих формулах учитывается увеличение гибкости стойки за счет податливости связей, соединяющих ветви. Эта увеличенная гибкость названа приведенной гибкостью λ n. Расчет решетчатых стоек можно свести к расчету ферм. При этом ветровая равномерно распределенная нагрузка сводится к сосредоточенным грузам в узлах фермы. Считается, что вертикальные силы G, P c, P b воспринимаются только поясами стойки. Узлы стоек В верхнем узле, где на стойку опирается несущая конструкция покрытия, стойка испытывает смятие вдоль волокон. Рисунок 13 Узел опирания балки на стойку Этот узел имеет однотипное решение для стоек различных видов. Опорный узел Для стоек из цельных элементов и для клееных стоек, работающих на сжатие, опорный узел решается простым упором стойки в стальной башмак, который прикреплен к фундаменту анкерными болтами. Стойки крепят к башмаку болтами, диаметр и число которых определяется по конструктивным соображениям. В сжато-изгибаемых жестко заделанных стойках узел может быть осуществлен в виде анкерных столиков, прикрепленных к стойке болтами. Узел воспринимает продольную силу N и изгибающий момент М.

11 Источник [ 4 ] Опирание стойки на фундамент с помощью столиков под анкерные болты Лист 82 Несущие - Клеедощатые - Стойки - Узлы опирания жесткие Рисунок 14 Узел опирания стойки на фундамент Атлас строительных конструкций из клееной древесины и водостойкой фанеры Изд-е 1-ое 2000 год Расчет опорного крепления производят при сочетании нагрузок, вызывающих наибольшее растягивающее усилие N р в крепежных элементах: где N и M продольная сила и изгибающий момент в опорном сечении - учитывающий дополнительный изгибающий момент от продольной силы, е плечо сил N р и N е. По наибольшему значению N р вычисляют число анкерных болтов, располагаемых с одной стороны стойки. Сила N воспринимается смятием стойки вдоль волокон.

В первый раз столкнулся с деревянными конструкциями. Просчитать, все просчитал. При разработке чертедей КД возникли сомнения. Как начертить узел опирания деревянных колонн, сопряжение их с ж/б фунтаментом. Колонны декоратвные 4.2 м высотой, отстоят от основного здания на 6 метров. На колонны опирается деревянный ригель и кровля по металлическим фермам. Есть у кого подобные узлы, хотелось бы посмотреть.

Видел деревянные колонны в Караганде. Вот сейчас просмотрел фотографии, но базу, к сожалению, не сфотографировал. Помнится, там деревянные щиты в основании прикручены болтами. Болты выходят из жб фундамента внутри колонн. В приложении фото - это все, что есть.

Да, заказчик так хочет, но фермы будут идти от основного здания и свес будет опираться на деревянный ригель. В основании думаю поставить, что-то типа лежня, но как крепить дерево с бетоном, да и боюсь сгниют эти дрова потом под землей, чем бы их там не обрабатывай, лет через 10-15. Т.к. кроме сосны у заказчика ничего нет, а лежень хорошо бы березовый или дубовый, я так думаю.

для деревянных конструкций недопустимо замуровывание в бетон. деревянные конструкции требуют вентилирования. поэтому узел опирания деревянной стойки на бетон должен быть открыт как для проветривания, так и для случая замены/ремонта стойки.
узел опирания деревянной стойки на бетонный фундамент - простейший. в фундаменте необходимо заложить закладную деталь, к которой потом приваривается либо один лист вертикально (а ля траверса/косынка),либо две пластины с зазором равным стойке. и затем на болтах, пропущенным через пластину/пластины крепится деревянная стойка.
P.S. нашел файлик с Кипра, видела там чудо из клееных конструкций (см. вложение)

Дак в строительных магазинах ведь продаётся куча всяких фитингов для этой цели под всевозможные сечения. Я покупал подобные.

Странно, ведь дело это очень даже прибыльное. Спрос есть, а предложения нет? Я слышал, что у вас сейчас строительный бум в самом разгаре, или меня дезинформировали?

Строительство идет, возможно даже бурно. Вопрос в другом, дерево у нас не столь ходовой строительный материал, дорого и весь импортируется из России. Дешевле использовать металл, а дерево в основном отделка и сестами стропильные конструкции. Но это не имеет массового применения. Поэтому вести фурнитуру для единичных конструкций не имеет смысла.
С уважением к коллеге.

В частном строительстве часто возникает необходимость выполнить крепление деревянных столбов к бетонному основанию. Натуральный материал, который обладает недолговечностью, повсеместно используется в качестве элемента ограды, фундаментной основы, пристроек к основной усадьбе или хозпостройке. Поэтому существует несколько способов соединения двух совершенно разных по свойствам веществ — дерева и бетона.

Способы установки

Для устройства конструкций с деревянными элементами нужно правильно подобрать подходящий сорт древесины. Так как монтаж будет осуществляться в среде с наличием влаги, то мягкие породы будут быстро разрушаться. Деревянные столбы для ограды или фундамента лучше изготовить из дуба или бука, они прочные и твердые. Чтобы началось их разложение, нужно много времени. Минус такого материала — очень высокая стоимость. Поэтому следует выбирать средство из другого стоимостного сегмента. Хороший вариант — пасынки из сосновых или лиственничных пород. Они обладают достаточной плотностью, слабо гниют, не привлекают насекомых, при выходе их влаги бревна не растрескиваются и не деформируются.

Перед монтажом деревянного столбца в монолитную конструкцию следует выполнить дополнительную защитную обработку материала естественного происхождения, так как он со временем разрушается от агрессивного воздействия окружающей среды. Надземную часть столба нужно обработать лаковым раствором, который ослабит воздействие солнечных лучей, осадков, обветривания. Подземную основу также нужно защитить от разрушительного действия влаги и микроорганизмов. В качестве защитного раствора больше всего подходят битумные пропитки. Обработку выполняют в два следа с промежутком между работами — 24 часа.

Перед нанесением защитного покрытия деревянную основу следует предварительно просушить и отшлифовать. Для обработки сухой и гладкой поверхности будет использоваться гораздо меньше смеси для пропитки.

Заливка бетонным раствором

Для предотвращения разрушения дерева на дно укладывается щебень, который будет отводить излишек влаги.

Способ монтажа деревянного столбца подходит в регионах с сухим климатом и с почвенным покрытием, ненасыщенным влагой. Основной работе предшествует подготовительный этап по подготовке места под установку и рытью ям под опоры. При сухой земле для облегчения копания увлажняют водой места для скважин. Глубина шурфа зависит от высоты элемента ограды — для столба 150 см роют землю на 50 см, для более длинных пасынков — 80 см. Подземная часть бревна должна соответствовать 30% общей его длины.

Если на участке под строительством уровень нахождения почвенных вод находится высоко, то для предотвращения разрушения дерева шурф роют на глубину, превышающую границу промерзания грунта. На дне скважины укладывается щебеночный слой мощностью в 150—200 мм, он будет выполнять функцию дренажной системы и отводить излишки влаги. Нижнюю часть деревянного пасынка обматывают рулонным гидрофобным средством, обрабатывают открытым огнем или пропитывают битумной смесью.

Далее устанавливают опору из дерева в лунку, засыпают ее перемешанными грунтом, щебенкой, боем кирпича. Эту укладку тщательно трамбуют в скважину. До уровня земли оставляют расстояние 150—200 мм, в это «гнездо» будет заливаться приготовленный бетон. После созревания монолитного раствора стык между ним и деревянным столбом дополнительно обрабатывают гидрофобным веществом. Такая установка обеспечит конструкции прочность и сравнительную долговечность.

Армирование

Перед заливкой бетона устанавливаются пруты, которые будут служить креплением для пасынков.

Этот способ предусматривает установку деревянного столба на забетонированной площадке. Перед заливкой раствора предварительно устанавливаются в месте монтажа пасынков пруты арматуры, которые должны возвышаться над поверхностью основы на 200—250 мм. Далее в нижней части опоры выполняется отверстие, которое должно соответствовать диаметру арматурины. Для создания гидроизоляционной прослойки между бетоном и деревом устанавливают гидробарьерную подложку.

Этот способ используется при монтировании к опорам верхней и нижней обвязки, которая объединяет столбцы в единое целое. Метод популярный при строительстве садовых, дачных беседок и других сооружений на ленточной фундаментной основе.

Особенности монтажа

Закрепить деревянный столб на бетоне можно при помощи специального устройства — пасынка из монолита. Эта конструкция монтируется к залитому из раствора столбику — пасынку, к которому проволокой закрепляется опора из дерева. Работу начинают с покрытия деревянного изделия и выемки в грунте гидрофобным веществом в виде пропитки из битума или пленочного материала. Дно шурфа покрывают щебенкой, в отверстие устанавливается пасынок. Для надежной фиксации он поддерживается распорками. Потом выполняется засыпка ямы грунтом, щебенкой, битым кирпичом, эту массу трамбуют подручными средствами. Когда до поверхности земли остается 150—200 мм, засыпку прекращают, а в лунку заливают бетон. После созревания монолита деревянную опору подвязывают проволокой к пасынку.

Использование короба

Одним из видов установки является короб, в который монтируется столб и прикрепляется к поверхности.

Метод применяется для установки деревянных столбов на готовую монолитную поверхность. Для этих целей пользуются специальным изделием — коробом. Это металлический крепеж, который имеет основание в виде плиты с подготовленными отверстиями. Брус устанавливается в короб, который прикрепляется к бетонному основанию дюбелями, предварительно зафиксированными в монолит.

Другие специальные крепления

Можно воспользоваться вариантом закрепления деревянной опоры к бетону при помощи специально изготовленного крепежа. Этот элемент выполнен из металлического арматурного прута, на котором укреплен П-образный фиксатор с отверстиями. Такое устройство нужно устанавливать на размеченную площадку перед заливкой раствора. Этим приспособлением можно закреплять только деревянное изделие в виде бруса. Опора фиксируется в хвостообразную часть крепления при помощи саморезов, болтов, шурупов.

Обвязка свайно-винтового фундамента: правила, возможные ошибки и технологические хитрости – опыт пользователей портала.

Надежность свайно-винтового фундамента, как, впрочем, и любого другого строительного основания, зависит от соблюдения технологических рекомендаций, а также от правильности его геометрических параметров. Сегодня мы рассмотрим основные моменты, касающиеся обустройства деревянной обвязки свайно-винтового фундамента. О возможных ошибках, а также о правилах, подлежащих обязательному выполнению, мы узнаем из опыта пользователей FORUMHOUSE.

В статье рассмотрим следующие вопросы:

Какая конструкция деревянной обвязки считается грубейшим нарушением существующей технологии.
Из чего лучше монтировать обвязку винтовых свай – из цельного или из наборного бруса.
Как правильно стыковать брус на оголовках свай.
Как подготавливать брус к установке на сваи.
В какой последовательности монтируется деревянная обвязка.

Предположим, что свайная часть фундамента у вас уже готова: сваи ввинчены в грунт, оголовки приварены, а отклонение горизонтального уровня винтовых свай соответствует допустимым погрешностям. Мы не станем брать на себя ответственность, рассуждая о том, какое расстояние должно быть между сваями, на какую глубину они должны быть ввинчены в грунт. Также мы не станем давать советов относительно подходящего диаметра свай. На эти вопросы обосновано ответят только профессиональные проектировщики, к которым и следует обращаться за соответствующими расчетами. Для начала мы хотим предостеречь вас от серьезной ошибки, соблазн допустить которую возникает у многих непрофессиональных застройщиков.

Вынос несущих стен за пределы свайного основания

Иногда частные застройщики пытаются найти решения, которые позволяют сэкономить на покупке строительных материалов и на работе по ввинчиванию дополнительных свай. При этом они забывают о прочности строительной конструкции, которую можно нарушить весьма опрометчиво.

Вот пример грубейшего нарушения строительной технологии, на фото изображен вынос наружной стены за пределы свайного ряда.

Что можно порекомендовать людям, которые ставят сомнительную экономию во главу угла? Самое главное – не допускайте самодеятельности, и тогда все у вас получится. Если строительными нормативами предусмотрена установка сваи под каждый угол или стену будущего помещения, то пусть так и будет. Не нужно делать никаких свесов и отступов, которые не имеют под собой опоры в виде сваи, прочно ввинченной в грунт. К удешевлению конструкции это не приведет, зато дополнительными проблемами застройщика обеспечит.

Если вы сделаете свес или отступ, то эта конструкция у вас будет на лагах висеть. В этом случае придется делать двойную обвязку изнутри и связывать ее каким-то образом с внешним свесом (чтобы конструкция полностью не разошлась). Дешевле (за счет экономии на сваях) не выйдет, так как придется потратиться на усиление нижнего перекрытия, а вот проблем это добавит конкретно.

Если к дому планируется пристраивать дополнительные элементы архитектуры (веранду или, например, крыльцо), их углы также должны опираться на металлические сваи.

Вообще, по технологии строительства свайно-винтового фундамента сваи необходимо ставить под все перерубы, углы и несущие стены. Это самое главное правило.

Брус или доска – что лучше?

Поговорим о том, какой материал лучше использовать для создания деревянной обвязки. Строительные нормативы допускают использование цельного деревянного бруса (150х150, 150х200 200х200) или бруса, сшитого из несколько досок (50х200). Наборной брус качественно заменяет брус цельный и по некоторым характеристикам даже превосходит его. Три доски, сшитые вместе, заменяют брус сечением 150х200, при этом четыре доски аналогичны брусу 200х200.

Брус, одна сторона которого равна 200 мм, укладывается на оголовки меньшей стороной. Высота обвязки при этом получается равной 200 мм.

Оба варианта (и с брусом, и с доской) популярны и оба – правильны. При этом, изучив преимущества и недостатки каждого материала, многие застройщики делают свой выбор в пользу именно сшитой доски.

Зачем вам использовать брус 150*200? Сбейте вместо него 3 доски 50*200 и не мучайтесь с этим бревном. Эта тема постоянно поднимается на форуме.

Слово «бревно» было упомянуто пользователем не случайно. Цельный брус является сравнительно тяжелым строительным материалом и в условиях ограниченного количества рабочих рук переносить его с места на место (даже в условиях небольшой строительной площадки) будет весьма затруднительно. К тому же, цельный брус плохо сопротивляется изгибу (хуже, во всяком случае, чем доски, поставленные на ребро), что делает его использование менее практичным.

Доски, в отличие от бруса, перед установкой на сваи необходимо прочно соединить между собой. А это – дополнительные расходы, и в этом, пожалуй, заключается их основной недостаток.

Доски сколачиваются между собой гвоздями в два ряда с шагом 20 см. На каждом оголовке крепятся не одним глухарем, а четырьмя.

Что касается длины гвоздей: для составного бруса из трех досок (50х200) достаточно гвоздей длиной 90 – 120 мм. Они пробиваются с двух сторон в шахматном порядке, как и указал пользователь builder. Расстояние между гвоздями – 20…45 см. Если брус составляется из четырех досок, вначале сбиваются вместе 3 доски, потом к ним крепится четвертая (такими же точно гвоздями).

Теперь поговорим о «глухарях», упомянутых в цитате. «Глухарь» – это крепежный элемент – саморез, шляпка которого изготовлена в виде шестигранника (под гаечный ключ или гайковерт).

С помощью «глухаря» брус крепится к оголовку сваи (глухарь ввинчивается снизу).

Диаметр глухаря для крепления обвязочного бруса – 8…10 мм, его длина – 100…150 мм.

Чтобы брус или составные балки не раскололись во время завинчивания глухарей, в древесине необходимо предварительно просверлить отверстие.

Определить диаметр сверла поможет небольшая таблица.

Диаметр резьбы, мм	6	8	10
Диамер сверла, мм	4,5	6,5	8

Технология соединения и наращивания бруса

Длина деревянного бруса (и цельного и составного) редко соответствует расстоянию между свайными оголовками. Для того чтобы подогнать балки под размеры фундамента, их приходится разрезать или сшивать между собой. Осуществляя наращивание бруса, необходимо соблюдать одно важное правило.

Стыки досок не нужно делать висячими. Стыкуйте доски на оголовках свай.

Сращивая брус подобным образом, вы увеличите расход древесины, но обеспечите прочность свайной обвязки.

Сращивать брус на оголовках свай тоже нужно правильно. Если выполняется сращивание цельного бруса, то на двух соседних балках делаются запилы. На одной балке запиливается верхняя половина бруса, на другой – нижняя. После этого оба бруса соединяются в замок. Такое соединение называется «соединением в полдерева».

На первый взгляд все выглядит предельно просто. Но существует важное правило соединения двух элементов одной несущей балки: на оголовок сваи в точке соединения несущих балок должны опираться оба соседних бруса, а не один. Для начала приведем пример неправильного соединения.

Площадка опоры балки на оголовок (в месте стыка двух прогонов) должна иметь длину не менее 90 мм. На рисунке балки в месте соединения "зарезаны". У одного «зарезана» верхняя половина, у другого – нижняя. Если брус опирается на оголовок сваи только "зарезанной" частью, то его рабочее сечение следует принимать сечением лишь этой части. Если же брус опирается на оголовок полностью (не менее 90 мм по длине), то все правильно: обвязка будет работать, как цельный брус.

Прогоном в данном случае является несущая балка в обвязке каркасного дома.

Это правило также применимо и к угловым соединениям обвязки. Вот примеры правильных примыканий бруса.

Нагрузки воспринимаемые плоскими несущими конструкциями покрытия (балки, арки покрытия, фермы), передаются на фундамент через стойки или колонны.

В зданиях с деревянными несущими конструкциями покрытия целесообразно применять деревянные стойки, хотя иногда возникает необходимость установки железобетонные или металлические колонны.

Деревянные стойки являются сжатыми или сжато-изгибаемыми несущими конструкциями, опирающимися на фундаменты. Их применяют в виде вертикальных стержней, поддерживающих покрытие или перекрытие, в виде стоек подкосных систем, в виде жестко заделанных стоек однопролетных или многопролетных рам.

По конструкции их можно подразделить на стойки клееные и стойки из цельных элементов.

Клееные стойки

Дощатоклееные и клеефанерные стойки являются элементами заводского изготовления.

Рисунок 1 - Дощатоклееные стойки

а) постоянного прямоугольного и квадратного сечения;

б) переменного прямоугольного сечения

Рисунок 2 - Клеефанерные стойки

Стойки из цельных элементов

Подразделяются на следующие виды:

в виде одиночного бруса или бревна

Рисунок 3 - Стойки из одиночных бревен и брусьев

Такие стойки обладают сравнительно небольшой несущей способностью. Их высота и размер поперечного сечения ограничено сортаментом лесоматериалов.

В этих стойках применяют обычно шарнирное опирание на фундамент.

Стойки в виде элементов составного сечения набранного из двух или нескольких брусьев, досок или бревен, соединенных болтами или другими податливыми связями

Рисунок 4 – Составные брусчатые стойки

а) сплошная; б) сквозная с прокладками; 1 – брусья; 2 – болты; 3 - прокладки

Рисунок 5 – Составная стойка из досок

Стойки составного сечения так же имеют высоту, ограниченную сортаментом, однако, их несущая способность может существенно выше по сравнению со стойками из одиночного сечения.

Соединения, применяемые для сплачивания этих стоек (болты, гвозди, шпонки) являются податливыми, что увеличивает гибкость стоек и должно быть учтено при расчете.

Решетчатые стойки

Применяют чаще всего как сжато-изогнутые стойки рам. Они могут быть с параллельными поясами или с одним наклонным поясом. Разновидностью последней являются треугольные стойки.

Рисунок 6 – Решетчатые стойки

а) прямоугольная; б) треугольная

Элементы решетчатых стоек соединяются в узлах на болтах.

Рисунок 7 – Сечение решетчатой стойки

а) пояса из двух ветвей, решетка из одного; б) пояса и решетка из одной ветви

Если решетка выполнена из одной ветви, а пояса – из двух (рис. 7а), то решетка пропускается между ветвями поясов и крепится непосредственно к последним. Если пояса и решетка выполняются одноветвевыми (рис. 7б), то соединение элементов решетки с поясами выполняется встык, и узлы конструируются со стальными накладками на болтах.

Стойки с параллельными поясами могут быть ступенчатыми. В этом случае на более высокий наружный пояс опираются несущие конструкции покрытия, а на внутренний – подкрановые балки.

Расчет стоек

Вычисление усилий в стойках производят с учетом приложенных к стойке нагрузок.

Средние стойки каркаса здания работают и рассчитываются как центрально сжатые элементы на действие наибольшего сжимающего усилия N от собственного веса всех конструкций покрытия (G) и снеговой нагрузки и снеговой нагрузки (Рсн).

Рисунок 8 – Нагрузки на среднюю стойку

Расчет центрально сжатых средних стоек производят:

где - расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

- площадь нетто поперечного сечения элемента;

б) на устойчивость

где – коэффициент продольного изгиба;

– расчетная площадь поперечного сечения элемента;

Нагрузки собираются с площади покрытия по плану, приходящейся на одну среднюю стойку ().

Рисунок 9 – Грузовые площади средней и крайней колонн

Крайняя стойка находится под действием продольных по отношению к оси стойки нагрузок (G и Рсн), которые собираются с площади и поперечных , и Х. Кроме этого от действия ветра возникает продольная сила .

Рисунок 10 – Нагрузки на крайнюю стойку

G – нагрузка от собственного веса конструкций покрытия;

Рсн – нагрузка от веса снегового покрова;

- вертикальная ветровая нагрузка;

- ветровая нагрузка от ветра слева (напор ветра);

– ветровая нагрузка (отсос) при ветре справа;

Х – горизонтальная сосредоточенная сила, приложенная в точке примыкания ригеля к стойке.

В случае жесткой заделки стоек для однопролетной рамы:

Рисунок 11 – Схема нагрузок при жестком защемлении стоек в фундаменте

где - горизонтальные ветровые нагрузки соответственно от ветра слева и справа, приложенные к стойке в месте примыкания к ней ригеля.

где - высота опорного сечения ригеля или балки.

Влияние сил будет существенно, если ригель на опоре имеет значительную высоту.

В случае шарнирного опирания стойки на фундамент для однопролетной рамы:

Рисунок 12 – Схема нагрузок при шарнирном опирании стоек на фундаменте

Для многопролетных рамных конструкций при ветре слева p₂ и w₂, а при ветре справа p₁ и w₂ будут равны нулю.

Крайние стойки рассчитываются как сжато-изгибаемые элементы. Значения продольной силы N и изгибающего момента M принимаются для такого сочетания нагрузок, при котором возникают наибольшие сжимающие напряжения.

Рекомендуется определять как max при следующих сочетаниях нагрузок:

1) 0.9(G + P_c + ветер слева)

2) 0.9(G + P_c + ветер справа)

Для стойки, входящей в состав рамы, максимальный изгибающий момент берут как max из вычисленных для случая ветра слева М_л и справа М_пр:

где е – эксцентриситет приложения продольной силы N, которая включает наиболее неблагоприятное сочетание нагрузок G, P_c, P_b – каждая со своим знаком.

Эксцентриситет для стоек с постоянной высотой сечения равен нулю (е = 0), а для стоек с переменной высотой сечения берется как разность между геометрической осью опорного сечения и осью приложения продольной силы.

Расчет сжато – изогнутых крайних стоек производится:

б) на устойчивость плоской формы изгиба при отсутствии закрепления или при расчетной длине между точками закрепления l_p > 70b 2 /n по формуле:

Геометрические характеристики, входящие в формулы, вычисляются в опорном сечении. Из плоскости рамы стойки рассчитывают как центрально сжатый элемент.

Расчет сжатых и сжато-изогнутых составного сечения производится по приведенным выше формулам, однако при вычислении коэффициентов φ и ξ в этих формулах учитывается увеличение гибкости стойки за счет податливости связей, соединяющих ветви. Эта увеличенная гибкость названа приведенной гибкостью λ_n.

Расчет решетчатых стоек можно свести к расчету ферм. При этом ветровая равномерно распределенная нагрузка сводится к сосредоточенным грузам в узлах фермы. Считается, что вертикальные силы G, P_c, P_b воспринимаются только поясами стойки.

В верхнем узле, где на стойку опирается несущая конструкция покрытия, стойка испытывает смятие вдоль волокон.

Рисунок 13 – Узел опирания балки на стойку

Этот узел имеет однотипное решение для стоек различных видов.

Опорный узел

Для стоек из цельных элементов и для клееных стоек, работающих на сжатие, опорный узел решается простым упором стойки в стальной башмак, который прикреплен к фундаменту анкерными болтами. Стойки крепят к башмаку болтами, диаметр и число которых определяется по конструктивным соображениям.

В сжато-изгибаемых жестко заделанных стойках узел может быть осуществлен в виде анкерных столиков, прикрепленных к стойке болтами.

Узел воспринимает продольную силу N и изгибающий момент М.

Рисунок 14 – Узел опирания стойки на фундамент

Расчет опорного крепления производят при сочетании нагрузок, вызывающих наибольшее растягивающее усилие N_р в крепежных элементах:

где N и M продольная сила и изгибающий момент в опорном сечении

- учитывающий дополнительный изгибающий момент от продольной силы,

По наибольшему значению N_р вычисляют число анкерных болтов, располагаемых с одной стороны стойки.

Читайте также: