Конструкции опорных узлов деревянных колонн

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.