Расчет узла защемления колонны в фундаменте

Принимаем решение узла защемления колонны в фундаменте с применением железобетонной приставки из бетона класса В25 (Rв>Rc=Rсм=13,89 МПа), из которой выпущены четыре стержня из арматуры периодического профиля из стали класса А-II. Вклеивание арматурных стержней в древесину осуществляется с помощью эпоксидно-цементного клея марки ЭПЦ-1.

Рис. 8. Конструкция узла защемления колонны.

Принимаем (предварительно) диаметр арматурных стержней 18 мм. Тогда диаметр отверстия будет d_отв=18+5=23 мм.

Расстояние между осью арматурного стержня и наружной гранью колонны должно быть не менее a=2d_а=2×18=36 мм.

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

Пренебрегая (для упрощения расчета) работой сжатых арматурных стержней, усилия в растянутых арматурных стержнях находим, используя два условия равновесия:

Рис. 9. Схема действия сил на колонну (фундамент условно отброшен, и действие его на колонну заменено силой Dc)

; -N_a-N+R_смb_kx/2=0;

; Мд+N(hк/2-a)-(R_смb_kx)/2-(h_k-a-x/3)=0

При N=17,7 кН;

М_д=12 кНм;

R_см=11,6 МПа;

b_k=0,16 м;

h_k=0,33 м, получим:

a=0,036

-N_a-17,7×10^-3+11,6×0,16х/2=0

12×10^-3+17,7×10^-3×(0,33/2-0,036)-

Из второго равенства выразим х, а затем, подставив значение х в первое равенство, получим значения х=0,057 м и Na=0,035 МН.

Требуемая площадь двух арматурных стержней (Ra=280/0,95=295 МПа):

Fa=Na/Ra=0,035/295=1,18×10^{-4 м2} =1,2 см².

Ставим два стержня d_a=16 мм, для которых F_a=2×2,545=5,09 см² > 1,2 см².

Определим расчетную несущую способность вклеиваемых стержней на выдергивание:

T=R_скp[d_a+0,005]l₁k_cn_a

Принимаем предварительно длину заделки стержня 360 мм (20da), получим

k_c=1,2-0,02

T=(2,1×3,14(0,018+0,005)0,360×0,8)2=0,087 МН>Na=0,035 МН.

Следовательно, несущая способность соединения обеспечена.