Опорный узел

Определим усилия, действующие в узле:

продольная: N₀ = Vа = 201,81 кН;

поперечная: Q₀ = H = 122,84 кН.

Опорная площадь колонны:

F_оп = b × h_оп = 14×51,3 = 718,2 см².

При этом напряжения смятия s_см составят:

= 0,28 кН/см² < R_см = 1,22 кН/см², где

R_см – расчетное сопротивление смятию, которое определяется по табл. 3 СНиП II-25-80.

Нижняя часть колонны вставляется в стальной сварной башмак, состоящей из диафрагмы, воспринимающей распор, и двух боковых пластин, воспринимающих поперечную силу, и стальной плиты – подошвы башмака.

При передаче распора на башмак колонна испытывает сжатие поперек волокон, нормативное значение расчетного сопротивления которому определяется по таблице 3 СНиП II-25-80 и для принятого сорта древесины составляет:

R_см90^н = 3,00 МПа = 0,3 кН/см².

Поле деления на коэффициент ответственности сооружения получим расчетное его значение:

= 3,16 МПа = 0,316 кН/см².

Требуемая высота диафрагмы определяется из условия прочности колонны.

= 27,77.

Конструктивно принимаем высоту диафрагмы 30 см.

Определим требуемую толщину d опорной вертикальной диафрагмы, рассчитав ее на изгиб как балку, частично защемленную на опорах, с учетом пластического перераспределения моментов:

= 107,48 кНсм.

Найдем требуемый из условия прочности момент сопротивления сечения. При этом примем, что для устройства башмака применяется сталь С235 с расчетным сопротивлением R_у = 230 МПа.

= 4,93 см³.

Из выражения для момента сопротивления, известной из курса сопротивления материалов находим, что:

= 0,99 см.

Принимаем толщину диафрагмы d = 1,0 см.

Боковые пластины принимаем той же толщины.

Башмак крепим к фундаменту двумя ботами, работающими на срез и растяжение.

Предварительно принимаем следующие размеры опорной плиты: длина l_п = 80 см, ширина b_п = 34 см.

Сжимающее усилие передается непосредственно на фундамент. Изгибающий момент, передающийся от башмака, равен:

= 1056,42 кН/см².

Момент сопротивления опорной плоскости башмака составит:

= 18346,66 см³.

Для устройства фундаментов принимаем бетон класса В15, имеющий расчетное сопротивление сжатию R_b = 1,1 кН/см².

Сжимающее напряжение под башмаком определим по формуле:

= 0,057 кН/см² < R_b = 1,1 кН/см².

Для крепления башмака к фундаменту принимаем болты диаметром 24 мм, имеющие следующие геометрические характеристики:

F_бр = 4,52 см²;

F_нт = 3,165 см².

Определим усилия в болтах:

растягивающие на один болт:

= 9,9 кН;

срезывающее:

= 61,42 кН.

Напряжение растяжения в пределах нарезки составит:

= 3,12 кН/см² < = 17,43 кН/см²,

т.е. условие прочности выполняется.

Напряжение среза определим по формуле:

= 13,59 кН/см² < = 14,04 кН/см², где

R_s – расчетное сопротивление срезу стали класса С235, равное в соответствии с табл. 1* СНиП II-23-81* 0,85× R_y.

Условие прочности анкерных болтов выполняется.