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 эксцентриситета e ₀ = M _д/ N, где M _д = M /ξ.

Если e ₀≤ 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 e ₀ > h /6 и сечение колонны сжато не по всей площади, то возникающее растягивающее усилие N_a, которое должно быть воспринято анкерными креплениями, определится в первом приближении по формуле

N_a = N (e ₀ - h /2 + x /3)/(h ₀ - x /3). (50)

x = h [(1 + h)/6 e ₀]/2 - высота сжатой зоны сечения,

h ₀ = 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

F_a≥ N_a / R_a, (51)

где R_a - 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 N ₁ и N ₂

N ₁ = bh ₀ R _см[2(1 + T / A)] - T; N ₂ = bhR _см/2,

где T - расчетная несущая способность анкерного крепления, принимаемая равной меньшему из двух значений T_a и T _д:

T_a = F_aR_a - несущая способность самого анкерного крепления;

T _д- несущая способность соединения анкерного крепления с древесиной согласно СНиП II-25-80 п. 5.31, при этом должно выполняться условие

T _д ≥ N_a;

A = 20 F_aR _см.

Если N ≤ N ₁, то прочность сечения обеспечена при

Ne ≤ (N + T)(h ₀ - x /3), (52)

где

e = e ₀ + h_a - h /2;

B = 20 F_a (N + T)/(bT).

Если N ₁< N< N ₂, то прочность сечения обеспеченапри

Ne ≤ (1/2) bx (h ₀ - x /3) R _см, (53)

где

x = [ N - A + ]/(bR _см).

6.54. Высоту сжатой зоны сечения x можно определить из кубического уравнения, используя выражения (50) и (51) для нахождения F_a:

Аx ³ + Вx ² + Сx + Д = 0,

где

А = -2 Nb /3, В = -2 Nb (e ₀ - h /2);

С = -80 NF_a [ e ₀ + (h ± 2 a)/2];

Д = 80 NF_a [ e ₀ + (h± 2 a)/2](h ± a).

Тогда напряжения растяжения при анкерном креплении и краевые напряжения смятия в древесине проверяются по формулам:

σ _a = N (e ₀ - h /2 + x /3)/[ F_a (h ₀ - x /3)] ≤ R_a;

σ _aF_a ≤ T_a;

σ _д = 2 N (e ₀ + h ₀ - h /2)/[ bx (h ₀ - x /3)] ≤ R _см.

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.