Колонны и стойки (С) зданий с двухшарнирными рамами. Классификация. Конструирование и расчет составных брусчатых колонн.

Деревянные С являются сжатыми или сжато-изогнутыми несущими к-циями, опирающимися на фундаменты. Их при­меняют в виде вертикальных стержней, поддерживающих покрытия и перекрытия, в виде С подкосных систем, в виде жестко заде­ланных С однопролетных и многопролетных рам.

Стойки: клееные и из цельных элементов.

Клееные С могут иметь большое поперечное сечение и вы­соту до 8—10 м, и для их изготовления используют древесину II и III категории. Клееные С выполняют постоянного по высоте сечения или они могут иметь сечение переменной высоты или быть ступен­чатыми.

С из цельных элементов применяют в виде одиночного бруса или бревна, в виде элементов составного сече­ния, набранного из 2-4 брусьев или бревен, соединенных податливыми связями (болты, гвозди и др.), в виде элементов решетчатой к-ции. Все эти виды С изготовляют в построечных условиях.

С из бруса (бревна) обладают сравни­тельно небольшой несущей способностью. Их высота и размеры по­перечного сечения ограничены сортаментом лесоматериалов. В этих С применяют обычно шарнирное опирание на фундамент.

С составного сечения из нескольких брусьев, досок или бревен также имеют высоту, ограниченную сортаментом, однако их несущая способность может быть существенно выше по сравнению со С из одиночного элемента. Применя­емые для сплачивания этих С соединения — болты, гвозди, шпонки, колодки — являются податливыми, что увеличи­вает гибкость С и должно быть учтено при расчете.

Колонны рассчитывают: на вертикальные постоянные нагрузки от веса покрытия, стенового ограждения и собственного веса; на вертикальные временные снеговые нагрузки, нагрузки от кранов и различных коммуникаций, размещаемых в плоскости покрытия; на горизонтальные временные ветровые нагрузки и нагрузки, возникающие при торможении мостовых и подвесных кранов.

Колонны в фундаментах защемляют одним из способов, показанных на рис.

Поперечная рама, состоящая из двух колонн, защемленных в фундаментах и шарнирно связанных с ригелем (балкой, фермой, аркой), представляет собой однажды статически неопределимую систему.

Наиболее ответственным в колоннах является жесткий узел, который обеспечивает восприятие изгибающего момента.

Отметим, что необходима также проверка фундамента на смятие под деревянной клееной колонной и прочности траверсы и крепления ее к колонне.

а — с использованием железобетонного элемента, прикрепляемого к колонне на вклеенных стержнях; 6 — с применением стальных траверс, прикрепляемых к колон­не болтами; /—вклеенные стальные стерж­ни; 2 — анкерные болты; 3 — траверсы; 4 — два слоя толя; 5 — железобетонный эле­мент, заделываемый в фундамент; 6 —же­лезобетонный фундамент

Часто С делают составными на податливых связях.

Податливостью называется способность связей при деформации к-ций давать возможность соединяе­мым брусьям (доскам) сдвинуться один относительно другого.

Податливость связей ухудшает работу составного элемента по сравнению с таким же элементом цельного сечения. У составного элемента на податливых связях уменьшается несущая способность, увеличивается деформативность, изменяется характер распределения сдвигающих усилий по его длине, поэтому при расчете и проектировании составных элементов необходимо учи­тывать податливость связей

Расчет С, работающей на внецентренное сжатие:

, — коэффициент, учитывающий доп. момент от продольной силы вслед­ствие прогиба элемента.

kc-коэфф.продольного изгиба

при при

где с = 0, 8 для древесины и с = 1 для фанеры;

С = 3000 для древесины и С = 2500 для фанеры = 70

Гибкость составных элементов l следует определять с учетом податливости связей:

, (7.11)

где — гибкость всего элемента относительно оси у (рисунок 7.1), вычисленная по расчетной длине элемента без учета податливости;

— гибкость отдельной ветви относительно собственной оси, вычисленная по расчетной длине (при принимают );

— коэффициент приведения гибкости.

Гибкость составного элемента, вычисленную по формуле (7.11), следует принимать не более гибкости отдельных ветвей, определяемой по формуле

,

, (7.12)

где b, h и ld — ширина, высота поперечного сечения и расчетная длина элемента, м;

n1 — суммарное количество швов сдвига в элементе (на рисунке 7.1 — по четыре шва для каждого элемента);

n2 — расчетное среднее количество связей в одном шве на 1 м элемента;

— коэффициент податливости соединений