Расчёт узла защемления колонны в фундаменте

Расчёт производим для второго сочетания нагрузок. При этом сочетании нагрузок получим максимальные усилия в анкерах конструкции узла защемлённой приставки из бетона класса ( = 20МПа > f_cm.a.d), из которой выпущены четыре стержня из арматуры периодического профиля из стали класса S400 (). Вклеивание арматурных стержней в древесину осуществляется с помощью эпоксидного клея ЭПЦ-1.

Принимаем (предварительно) диаметр арматурных стержней 25 мм. Тогда диаметр отверстия будет: d₀ = d + 5 = 25 + 5 = 30 мм. Расстояние между осью арматурного стержня до наружных граней колонны должно быть не менее 2 d₀: a = 2 × 30 = 60 мм.

При определении усилий в арматурных стержнях учитываем, что прочность бетона на смятие больше прочности древесины.

M_d = 32,893 кН×м; N = 51,33 кН из второго сочетания нагрузок.

Из расчёта колонн на прочность имеем:

l_d =8,8м, A_suр =6 × 10^-2м², k_c = 0,521;

;

f_c.o.d = 16,2МПа;

;

.

Конструкция узла защемления колонны изображена на рис.5.3. Пренебрегая (для упрощения расчёта) работой сжатия арматурных стержней, усилия в растянутых арматурных стержнях находим, используя два условия равновесия.

Условие равновесия:

;

;

При N = 51,33 кН; M_d = 66,04 кН×м; h_к = 0,3 м; l_к =0,2 м.

f_cm.o.d = 16,2 МПа, получим:

;

.

Из второго равенства определим x, а затем, подставив значение x в первое равенство, получим значение N_a.

0,525 x² – 0,55125x + 0,10156 = 0.

Решаем полученное квадратное уравнение:

D = (0,55125)² – 4 ×0,525 × 0,10156 =0,112;

;

x₁ = 0,843м; x₂ = 0,206 м;

x ₁ отпадает, так как не соответствует граничным условиям x ₁ = 0,843 > h = 0,3 м, что недопустимо.

Следовательно, x = 0,206 м;

.

Требуемая площадь двух арматурных стержней: 365×1,05=383,25 МПа.

.

Ставим два стержня d = 20 мм, для которых A_s= 6,28 см² > 1,375см².

Определим расчетную несущую способность вклеенного вдоль волокон стержня на выдергивание по формуле 9.20 [2]:

,

где f_sv.d =2,1МПа – расчетное сопротивление древесины сдвигу;

d₀ =25 мм – диаметр отверстия под вклеенный стержень;

l_d = 500 мм - расчетная длина заделываемой части (должна быть не менее 10d и не более 30d;

k_n3 - коэффициент, учитывающий неравномерность напряжений сдвига в зависимости от длины заделываемой части стержней:

Следовательно, несущая способность соединения достаточна.

Рис. 7. Схема расстановки вклеенных вдоль волокон древесины стержней.

Поиск по сайту: