52. (Из 5)Узлы защемления клеедощатых колонн в фундаменте
р
ис
5.25 из 3 учебника стр 204. конструкция узлов
защемления колонн в фундаменте.
а. с применением анкерных полос и наклонных тяжей; b - с применением стальных траверс; с- с применением вклеенных стальных стержней; 1- клееная колонна, 2 - анкерная полоса; 3 - тяжи; 4 - уголки; 5 - траверсы; 6 - болты; 7 - вклеенные стержни; 8 - жб элемент, заделываемый в фундамент; 9 - анкерные болты; 10 - фундаменты.
опорный узел колонны обеспечивает восприятие усилий в заделке и рассчитывается для вариантов а, b, c исходя из расчетной схемы указанной на рис выше. расчетную схему опорного узла с траверсами при точном решении следует рассматривать , как упруго-податливую. максимальное усилие в анкерах и болтах получают при расчете от сочетания нагрузок (ветровой и вертикальной от постоянной нагрузки, без учета снеговой нагрузки).
(Из 1) 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 Nр 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 Nр и Nе.
По наибольшему значению Nр вычисляют число анкерных болтов, располагаемых с одной стороны стойки.
Сила N воспринимается смятием стойки вдоль волокон.
53. (из 1)
Связи
Связи бывают:
1) горизонтальные (или наклонные для скатной кровли);
2) вертикальные в покрытии, а также по продольным и торцовым стенам.
Связи обеспечивают общую устойчивость здания, воспринимают ветровые и крановые тормозные нагрузки и передают их на фундамент.
В зданиях с деревянным каркасом применяют два основных вида связей:
а) связевые фермы, располагаемые вертикально, наклонно или горизонтально поперек здания по наружным поясам (или наружному контуру) несущих конструкций;
б) продольные связи (тоже фермы), плоскость которых располагается перпендикулярно плоскости несущих конструкций; эти связи закрепляют нижние пояса (или внутреннюю кромку) несущих конструкций.
Связевые фермы, расположенные по наружным поясам конструкций, соединяют ригели двух соседних рам и их стойки в пространственный блок жесткости, способный воспринимать нагрузки, направленные перпендикулярно плоскости основных несущих конструкций. Поясами являются верхние пояса ригелей (ферм, клеефанерных балок и т.п.) или все сечение несущих конструкций (дощатоклееных арок, рам, стоек). Решетка связевых ферм может быть деревянной раскосной или перекрестной из стальных тяжей. Эти связи воспринимают ветровые и технологические нагрузки, направленные вдоль здания (ветер, продольное торможение кранов), обеспечивают устойчивость каркаса в процессе его монтажа.
Роль стоек в решетке связевых ферм выполняют прогоны или панели. Связевые фермы устанавливают с интервалом не более 30м (чаще всего18-24м), но не менее двух на здание.
Связевые фермы у торцов здания могут не устанавливается, если торцевые стены в состоянии самостоятельно воспринимать горизонтальные нагрузки.
Связи закрепляют две крайние точки несущих конструкций и одну или несколько промежуточных точек.
Расчет связевых ферм производят на горизонтальные нагрузки, которые складываются из внешних горизонтальных нагрузок (ветра, тормозных усилий кранов и т.п.) и дополнительных усилий от вертикальной нагрузки вследствие возможных несовершенств формы (отклонение от вертикали и других дефектов).
Связевые фермы рассчитывают как обычные фермы.
Продольные связи соединяют несущие конструкции попарно и устанавливаются с интервалом, равным шагу несущих конструкций.
Ш
аг
продольных связей определяют из условия
обеспечения устойчивости раскрепляемых
конструкций.
Рисунок 1 - Полураскосная система ( В = 6м)
Рисонук 2 - Полураскосная система ( В = 3м)
Продольные связи рассчитывают на горизонтальную силу Р при установки связей в карнизных узлах рам и в арках.
Для наглядности покажем связи в здании с каркасом, состоящим из стоек и шарнирно опертых на них балок (или ферм).
Рисунок 3 - Связевая система с прогонами и деревянными полураскосными связями
(из 5)
Обеспечение пространственной геометрической неизменяемости каркасных зданий
Деревянное каркасное здание – сложная пространственная система, образованная плоскостными конструкциями.
Их расположение в каркасе и соединение между собой обеспечивают надежное восприятие внешних усилий любого направления в соответствии с условиями эксплуатации
Плоскостные конструкции (балки, арки, рамы, фермы и т.п.) предназначены для восприятия нагрузок, действующих в их плоскости.
Способы обеспечения геометрической неизменяемости зданий
Общую неизменяемость остову деревянного здания можно придать следующими способами:
1. Защемлением стоек каркаса в грунте. На верхние концы стоек укладывают балки обвязки, а на них – конструкции покрытия. Пригоден для временных зданий.
П
ример
защемления деревянных стоек в грунте
с помощью пасынков (металлических или
железобетонных)
2. Поперечная неизменяемость здания обеспечивается защемлением колонн в фундаменте. Неизменяемость каркаса здания в продольном направлении обеспечивают постановкой связей в вертикальной плоскости продольных наружных стен и между внутренними стойками (если они есть). Связи предусматривают в крайних шагах колонн и через 24…30 м вдоль здания
3. Поперечную неизменяемость здания обеспечивают простейшими комбинированными и подкосными системами, рамными системами или арочными конструкциями, передающими распор непосредственно на фундаменты. Продольную неизменяемость обеспечивают как и в предыдущем случае применением связей
4. Неизменяемость каркасного здания при шарнирном опирании стоек на фундаменты и шарнирном примыкании их к элементам покрытия можно обеспечить в коротких зданиях с жесткими торцовыми стенами при устройстве кровельного ограждения в виде двойного перекрестного настила.
Обеспечение пространственной геометрической неизменяемости покрытий
Ветровое давление, передающееся на деревянную торцовую стену распределяется между фундаментом и покрытием с помощью работающих на изгиб вертикальных стоек каркаса фахверка. Конструкция покрытия далее должна передавать ветровое давление через верхнюю обвязку колоннам продольных стен. Последние для передачи этого усилия на фундаменты должны быть снабжены вертикальными связями.
В покрытиях предусматривают горизонтальные (скатные) связи, устраиваемые в виде ферм, образованных несущими конструкциями покрытий и системой раскосов и распорок.
Поперечные связевые фермы (скатные связи) в покрытиях устанавливают в плоскости верхних поясов ферм или верхних кромок балок, арок и рам, между соседними несущими конструкциями, располагаемыми непосредственно у торцовых стен и с шагом 24…30 м.
Кроме этого в покрытиях выполняют вертикальные связи которые ставят:
в случае несущих балок – в середине пролета и с шагом не более 6 м вдоль балки; вертикальными связями блокируют балки попарно;
в случае ферм – в плоскости сжатых раскосов, стоек; вертикальными связями блокируют фермы попарно;
в случае арок – в сечениях, где эпюра изгибающих моментов меняет знак; вертикальными связями блокируют арки попарно; в арочных конструкциях помимо верхних (сжатых) поясов следует раскреплять и нижние сжатые пояса арок;
в случае трехшарнирных рам; вертикальные связи располагают по биссектрисе карнизных узлов, блокируя рамы попарно. В некоторых рамных конструкциях – следует раскреплять внутренний контур, который может быть сжат на всей своей длине или на ее части, особенно при несимметричном приложении нагрузок.
Учитывая податливость соединений, при проверке устойчивости нижнего сжатого пояса конструкций покрытия за его расчетную длину следует принимать расстояние между связями, увеличенное на 25%.
Устройство вертикальных связей в виде подкосов не целесообразно. Так как при снеговой нагрузке различной интенсивности они будут способствовать выпучиванию закрепляемого ими пояса фермы.
54 из 3
Ж
есткость
покрытий с одинарным настилом или с
обрешеткой без диагональных элементов
недостаточна для восприятия ветровой
нагрузки и закрепления плоскостных
деревянных конструкций в проектном
положении. в этом сдучае при наличии
деревянных каркасных стен необходимо
устройство в плоскости верхних поясов
несущих конструкций горизонтальных
связей, располагаемых в торцовых частях
здания и по его длине на расстоянии не
более 20 м. (рис 7.6)
для покрытия, выполненного из разрезных кровельных панелей, жестких и неизменяемых в своей плоскости, требуется установка монтажных связей, которые прикрепляют непосредственно к основной несущей конструкции (рис 7.6, б)
В средней части зданий большой протяженности, кроме того, устраивают горизонтальные связи на расстоянии 20 м от торцевой стены и 20 м одни от других.
на
рис 7.8 показана пространственная схема
здания с покрытием по 5тиугольным фермам,
в торце здания сделан проем для ворот.
ветровую нагрузку, приходящуюся на
площадь F1,
воспринимают нижние опорные устройства
развижных ворот. Давление на площадь
F3
передается через прогоны бесчердачному
покрытию, а давление на F2
воспринимается специальной горизонтальной
надворотной фермойподвешенной к основным
фермам на уровне затяжек и передающей
ветровую нагрузку продольным стенам
здания.
Детали узлов крепления деревянных(а) и стальных (б) связей к колоннам
Связи ферм Ф-1
Узлы крепления связевой фермы к Крепление вертикальных связей к рамам
раскосам несущим ферм покрытия
узлы крепления горизонтальных связей к основным несущим конструкциям: 1- основная несущая конструкция ; 2 - распорки, 3 - раскосы, 4 - прогоны
55 (из 1)