Узел сопряжения стойки с фундаментом

Узлы металлических конструкций

Приведу примеры всех проектируемых узлов металлоконструкций, которые проектируя во всех своих проектах от простых до сложных. А это значит можно познакомиться с вариантами соединений всех основных конструкций сооружений: колонны, стойки, балки, фермы, прогоны. Каждый тип мной был изучен на стадии становления, а значит выполнены ручные расчёты. Именно поэтому я их уверенно применяю в своих рабочих чертежах и прикладываю по требованию в отчётах. Поспешный подход к сопряжениям во-первых увеличивает заметно расход металлопроката от 5% и выше, а во-вторых теряет эстетичность. Некоторые серийные варианты как раз, как правило, с небольшим запасом.

Все проектируемых мной типы узлов металлических конструкций

Крепление стоек к фундаменту

В основном жесткая работа в одном направлении, а в другом, для существенной экономии уже податливая. И для устранения этого минуса в этой плоскости применяются связи, расщепляющие все стойки. Расчёт сводиться к определению толщины опорной пластины с учётом рёбер жёсткости или без них,а также проверка прочности на растяжение анкерных болтов. Исключение база с траверсами, для которая требует дополнительных проверкой анкерной плитки и траверсы на изгиб. Другие проверки это несущая способность сварных швов и прочность участков анкерной плиты

Жёсткая база колонны
	Устанавливается в крайних рядах строения. Профиль используется прямоугольный, для оптимальной работы. А именно воспринимает в одном направлении ветровую нагрузку. Применяется при одноэтажных сооружениях в рамно-связевых системах
	Это уникальный случай, который не требует абсолютно связевых элементов. Абсолютно устойчива в обоих направлениях. Также применяется в одноэтажных зданиях
	Основная колонна зданий многоэтажных или высоких производственных помещений. Из плоскости обязательно скрепляется системой связей для устойчивости. Без дополнительных рёбер опорная плита по расчёту будет большей толщиной
	Двутавр типа «Б» облегчает расход металла при наличии грузоподъёмного оборудования при высоких объектах. Имеет развитое по высоте сечение, что уменьшает перемещения. На опоре в таких случаях повышенные изгибающие моменты, для чего и конструируется база с траверсами. Которые обычно выходят за пределы анкерной плиты

Податливое соединение применяются когда стойки обеспечены устойчивостью за счет системы связей металлокаркаса. Толщина пластина в общем применяется интуитивно-конструктивно, а болты подбираются из условия на срез!

Шарнирная опора стоек
	Такой вид справедлив видимо только для фахверковых стоек, производственных сооружений
	Применяются в полностью связевых системах малогабаритных одноэтажных домов. (Пр. каркасно тентовый ангар)

Сопряжение основных балок колоннам

Подобные узлы металлоконструкций перекрытий конструируем при много этажном строительстве. А также для одноэтажных объектов, но у меня они исключительно с профильными прокатами.

Податливые сопряжения балки с колонной
	Стандартный , простой способ крепления конструкции перекрытия
	Более надёжный, ввиду большей длины сварного шва, при этом требуется дополнительная прокладка между балкой и колонной для свободного монтажа. Минусом же является больший расход листового проката и трудоёмкость

Рамное соединение балки и колонны
	Применяю единственный способ жёсткого узла сопряжения, так считаю он оптимально сочетает надёжность и эстетичность

Прогоны покрытия здания

Проверка прочности узлов отсутствует так такое, главное подобрать конструктивно соединительные детали и диаметр болтов, который как правило М16. Исключения малые и большепролётные здания, где в прогонах, как в связях могут быть дополнительные усилия!

	Применяю исключительно при сэндвич панелях. Профильная труба хорошо работает на косой изгиб
	При сэндвич панелях а также при профилированном настиле коньковые прогоны соединяются между собой планками. Кроме всего для сэндвич необходимы дополнительные затяжки для их устойчивой работы.

Элементы связей каркаса

Расчет таких узлов сводиться, для средних по габаритам сооружений, в определения сечения по гибкости, а так же проверка несущей способности болтов

	Связь примыкает к стенке двутавра и для некой жёсткости от горизонтальной нагрузки необходимо установить дополнительное рёбра
	Упор идет непосредственно на стенку двутавра и в этом варианте нет необходимости в дополнительных деталях.
	Особенность данного решения — наличие дополнительной торцевой пластины, которая служит для распределения давления при тонкостенной профильной трубе
	Соединительная пластина должна пронизать поперечную трубу для передачи через неё продольных усилий, который возникают от действия ветра обычно

Балки перекрытия

Проверка прочности сводиться проверка болтов на срез и смятие, а также прочность сварных швов

	Распространённый тип, когда швеллер крепиться к косынке через болты, без дополнительных пластин
	Виду того что поперечное усилие передаваемой от балки из двутавра больше чем от швеллера. Возникает необходимость применять усиленное её примыкание. Такую задачу можно решить путём приварки дополнительной пластины с весомой толщиной

Стропильные фермы

Данные узлы металлоконструкций весьма ответственные. Расчёт необходим для определения толщины фланцевой пластины и диаметра болтов

Соединения отправочных марок ферм покрытия
	Самый популярный основной узел фермы — стыка нижнего пояса
	Для лёгкий видов стропильных конструкций применяется вот такое сопряжение, которое в общем разработал самостоятельно. Подходит для сечений нижнего профиля 80 и 100мм. (Пр. каркасно тентовый ангар)

Стандартные узлы примыкания ферм я уже не применяю в своих проектах!

Опирание стропильной фермы на колонну
	Пользуюсь разработанным самостоятельно видом узла, который обеспечивает передачу продольных усилий на стойку. Цель уменьшить усилия на конструкцию стойки и её базу.
	Другой вариант для большепролётных фермы, здесь уже колонны из двутавра

Подвижная крепление фахверковой стойки к ферме
	Овальные отверстия необходимы, что бы компенсировать прогиб стропильной фермы покрытия

Расчёты узлов

Все эти виды и другие узлы металлоконструкций проходят стадию конструирования. То есть расчет всех его основных элементов и деталей, примеры привожу на своём давнем первом сайте в категории расчёт металлических конструкций, где можно поискать мои решения. И неважно какое здание производственное, промышленное, общественное или сельскохозяйственное проектируется из таких вот решений.

Источник

Узел опирания деревянной стойки на фундамент

Нагрузки воспринимаемые плоскими несущими конструкциями покрытия (балки, арки покрытия, фермы), передаются на фундамент через стойки или колонны.

В зданиях с деревянными несущими конструкциями покрытия целесообразно применять деревянные стойки, хотя иногда возникает необходимость установки железобетонные или металлические колонны.

Деревянные стойки являются сжатыми или сжато-изгибаемыми несущими конструкциями, опирающимися на фундаменты. Их применяют в виде вертикальных стержней, поддерживающих покрытие или перекрытие, в виде стоек подкосных систем, в виде жестко заделанных стоек однопролетных или многопролетных рам.

По конструкции их можно подразделить на стойки клееные и стойки из цельных элементов.

Дощатоклееные и клеефанерные стойки являются элементами заводского изготовления.

Рисунок 1 — Дощатоклееные стойки

а) постоянного прямоугольного и квадратного сечения;

б) переменного прямоугольного сечения

Рисунок 2 — Клеефанерные стойки

Клееные стойки могут иметь больше поперечное сечение и высоту до 8-10 м. Для их изготовления используют древесину 2 и 3 сортов. Достоинства таких стоек состоят в их индустриальности, простоте транспортирования и монтажа.

Стойки из цельных элементов

Подразделяются на следующие виды:

1) в виде одиночного бруса или бревна

Рисунок 3 — Стойки из одиночных бревен и брусьев

Такие стойки обладают сравнительно небольшой несущей способностью. Их высота и размер поперечного сечения ограничено сортаментом лесоматериалов.

В этих стойках применяют обычно шарнирное опирание на фундамент.

2) Стойки в виде элементов составного сечения набранного из двух или нескольких брусьев, досок или бревен, соединенных болтами или другими податливыми связями

Рисунок 4 – Составные брусчатые стойки

а) сплошная; б) сквозная с прокладками; 1 – брусья; 2 – болты; 3 — прокладки

Рисунок 5 – Составная стойка из досок

Стойки составного сечения так же имеют высоту, ограниченную сортаментом, однако, их несущая способность может существенно выше по сравнению со стойками из одиночного сечения.

Соединения, применяемые для сплачивания этих стоек (болты, гвозди, шпонки) являются податливыми, что увеличивает гибкость стоек и должно быть учтено при расчете.

Применяют чаще всего как сжато-изогнутые стойки рам. Они могут быть с параллельными поясами или с одним наклонным поясом. Разновидностью последней являются треугольные стойки.

Рисунок 6 – Решетчатые стойки

а) прямоугольная; б) треугольная

Элементы решетчатых стоек соединяются в узлах на болтах.

Рисунок 7 – Сечение решетчатой стойки

а) пояса из двух ветвей, решетка из одного; б) пояса и решетка из одной ветви

Если решетка выполнена из одной ветви, а пояса – из двух (рис. 7а), то решетка пропускается между ветвями поясов и крепится непосредственно к последним. Если пояса и решетка выполняются одноветвевыми (рис. 7б), то соединение элементов решетки с поясами выполняется встык, и узлы конструируются со стальными накладками на болтах.

Стойки с параллельными поясами могут быть ступенчатыми. В этом случае на более высокий наружный пояс опираются несущие конструкции покрытия, а на внутренний – подкрановые балки.

Вычисление усилий в стойках производят с учетом приложенных к стойке нагрузок.

Средние стойки каркаса здания работают и рассчитываются как центрально сжатые элементы на действие наибольшего сжимающего усилия N от собственного веса всех конструкций покрытия (G) и снеговой нагрузки и снеговой нагрузки (Рсн).

Рисунок 8 – Нагрузки на среднюю стойку

Расчет центрально сжатых средних стоек производят:

где — расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

— площадь нетто поперечного сечения элемента;

б) на устойчивость

где – коэффициент продольного изгиба;

– расчетная площадь поперечного сечения элемента;

Нагрузки собираются с площади покрытия по плану, приходящейся на одну среднюю стойку ( ).

Рисунок 9 – Грузовые площади средней и крайней колонн

Крайняя стойка находится под действием продольных по отношению к оси стойки нагрузок (G и Рсн), которые собираются с площади и поперечных , и Х. Кроме этого от действия ветра возникает продольная сила .

Рисунок 10 – Нагрузки на крайнюю стойку

G – нагрузка от собственного веса конструкций покрытия;

Рсн – нагрузка от веса снегового покрова;

— вертикальная ветровая нагрузка;

— ветровая нагрузка от ветра слева (напор ветра);

– ветровая нагрузка (отсос) при ветре справа;

Получить полный текст
Подготовиться к ЕГЭ
Найти работу
Пройти курс
Упражнения и тренировки для детей

Х – горизонтальная сосредоточенная сила, приложенная в точке примыкания ригеля к стойке.

В случае жесткой заделки стоек для однопролетной рамы:

Рисунок 11 – Схема нагрузок при жестком защемлении стоек в фундаменте

где — горизонтальные ветровые нагрузки соответственно от ветра слева и справа, приложенные к стойке в месте примыкания к ней ригеля.

где — высота опорного сечения ригеля или балки.

Влияние сил будет существенно, если ригель на опоре имеет значительную высоту.

В случае шарнирного опирания стойки на фундамент для однопролетной рамы:

Рисунок 12 – Схема нагрузок при шарнирном опирании стоек на фундаменте

Для многопролетных рамных конструкций при ветре слева p2 и w2, а при ветре справа p1 и w2 будут равны нулю.

Крайние стойки рассчитываются как сжато-изгибаемые элементы. Значения продольной силы N и изгибающего момента M принимаются для такого сочетания нагрузок, при котором возникают наибольшие сжимающие напряжения.

Рекомендуется определять как max при следующих сочетаниях нагрузок:

1) 0.9(G + Pc + ветер слева)

2) 0.9(G + Pc + ветер справа)

Для стойки, входящей в состав рамы, максимальный изгибающий момент берут как max из вычисленных для случая ветра слева Мл и справа Мпр:

где е – эксцентриситет приложения продольной силы N, которая включает наиболее неблагоприятное сочетание нагрузок G, Pc, Pb – каждая со своим знаком.

Эксцентриситет для стоек с постоянной высотой сечения равен нулю (е = 0), а для стоек с переменной высотой сечения берется как разность между геометрической осью опорного сечения и осью приложения продольной силы.

Расчет сжато – изогнутых крайних стоек производится:

б) на устойчивость плоской формы изгиба при отсутствии закрепления или при расчетной длине между точками закрепления lp > 70b2/n по формуле:

Геометрические характеристики, входящие в формулы, вычисляются в опорном сечении. Из плоскости рамы стойки рассчитывают как центрально сжатый элемент.

Расчет сжатых и сжато-изогнутых составного сечения производится по приведенным выше формулам, однако при вычислении коэффициентов φ и ξ в этих формулах учитывается увеличение гибкости стойки за счет податливости связей, соединяющих ветви. Эта увеличенная гибкость названа приведенной гибкостью λn.

Расчет решетчатых стоек можно свести к расчету ферм. При этом ветровая равномерно распределенная нагрузка сводится к сосредоточенным грузам в узлах фермы. Считается, что вертикальные силы G, Pc, Pb воспринимаются только поясами стойки.

В верхнем узле, где на стойку опирается несущая конструкция покрытия, стойка испытывает смятие вдоль волокон.

Рисунок 13 – Узел опирания балки на стойку

Этот узел имеет однотипное решение для стоек различных видов.

Для стоек из цельных элементов и для клееных стоек, работающих на сжатие, опорный узел решается простым упором стойки в стальной башмак, который прикреплен к фундаменту анкерными болтами. Стойки крепят к башмаку болтами, диаметр и число которых определяется по конструктивным соображениям.

В сжато-изгибаемых жестко заделанных стойках узел может быть осуществлен в виде анкерных столиков, прикрепленных к стойке болтами.

Узел воспринимает продольную силу N и изгибающий момент М.

Рисунок 14 – Узел опирания стойки на фундамент

Расчет опорного крепления производят при сочетании нагрузок, вызывающих наибольшее растягивающее усилие Nр в крепежных элементах:

где N и M продольная сила и изгибающий момент в опорном сечении

— учитывающий дополнительный изгибающий момент от продольной силы,

е – плечо сил Nр и Nе.

По наибольшему значению Nр вычисляют число анкерных болтов, располагаемых с одной стороны стойки.

Сила N воспринимается смятием стойки вдоль волокон.

где b – ширина поперечного сечения;

h – максимальная высота поперечного сечения на участке l_y;

k_ф=2,45 – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l_у, определяемый по табл. 2 прил. 4 [1].

— расчетные сопротивления древесины при работе на сжатие и изгиб соответственно; [1 п. 3.1, табл.3].

Проверка клеевого шва на скалывание:

— расчетное сопротивление древесины при работе на скалывание клееной древесины вдоль волокон; [1 п. 3.1, табл.3].

3. Расчет узла сопряжения деревянной стойки с фундаментом

Анкерные болты в узле сопряжения стойки с фундаментом (рис.87) работают на растяжение. Поэтому при расчете анкерных болтов должна быть взята такая комбинация нагрузок, при которой в анкерных болтах будет действовать максимальное растягивающее усилие. Такой комбинацией будет постоянная нагрузка и ветровая. От этих нагрузок будем иметь:

где — минимум 3 доски, ; .

Определяем напряжения на поверхности фундамента по формуле:

Вычисляем размеры участков эпюры:

Применяя уравнение статики, определяем усилие, возникающее в анкерных болтах. Моментную точку берем в точке О, на линии равнодействующей в сжатой зоне (рис.28).

где Z – усилие в анкерных болтах.

Зная усилие, определяем требуемую площадь анкерных болтов:

где – количество поставленных болтов с одной стороны колонны,

=185МПа – расчетное сопротивление растяжению болта [3 табл.60].

По площади подбираем диаметр анкерных болтов по сортаменту. Принимаем диаметр болтов 16 мм .

Из условия размещения анкерных болтов принимаем траверсы из уголков. Принятые траверсы рассчитываем как металлические элементы, работающие на изгиб (рис.). Расчетная длина траверсы :

где b – ширина колонны,

Со стороны опорной части колонны на траверсу действует нагрузка .

Расчетный момент траверсы:

Требуемый момент сопротивления сечения получаем из условия обеспечения прочности:

где R_у=230МПа – расчетное сопротивление проката из стали С235 .

Исходя из размеров уступа конструктивно принимаю равнополочный уголок ( ) ∟140х9.

4. Расчет узла сопряжения балки покрытия со стойкой

Из условия смятия поперек волокон древесины балки в опорной плоскости находим ширину обвязочного бруса.

где b –ширина площадки опирания балки на стойку.

— расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон в опорных частях конструкций,

=178,4 кН – постоянная нагрузка от покрытия;

Поскольку размеры обвязочного бруса превышают максимальные размеры по сортаменту, то необходимо увеличить ширину площадки опирания с помощью уголков (рис. 89):

— размер полки уголка ∟140х90х10

Принимаю обвязочный брус размером 17,5х17,5см.

Проверяем высоту обвязочного бруса, как распорки вертикальных связей между стойками при [λ] = 200 при расстоянии между балками В = 630 см:

• АлтГТУ 419
• АлтГУ 113
• АмПГУ 296
• АГТУ 267
• БИТТУ 794
• БГТУ «Военмех» 1191
• БГМУ 172
• БГТУ 603
• БГУ 155
• БГУИР 391
• БелГУТ 4908
• БГЭУ 963
• БНТУ 1070
• БТЭУ ПК 689
• БрГУ 179
• ВНТУ 120
• ВГУЭС 426
• ВлГУ 645
• ВМедА 611
• ВолгГТУ 235
• ВНУ им. Даля 166
• ВЗФЭИ 245
• ВятГСХА 101
• ВятГГУ 139
• ВятГУ 559
• ГГДСК 171
• ГомГМК 501
• ГГМУ 1966
• ГГТУ им. Сухого 4467
• ГГУ им. Скорины 1590
• ГМА им. Макарова 299
• ДГПУ 159
• ДальГАУ 279
• ДВГГУ 134
• ДВГМУ 408
• ДВГТУ 936
• ДВГУПС 305
• ДВФУ 949
• ДонГТУ 498
• ДИТМ МНТУ 109
• ИвГМА 488
• ИГХТУ 131
• ИжГТУ 145
• КемГППК 171
• КемГУ 508
• КГМТУ 270
• КировАТ 147
• КГКСЭП 407
• КГТА им. Дегтярева 174
• КнАГТУ 2910
• КрасГАУ 345
• КрасГМУ 629
• КГПУ им. Астафьева 133
• КГТУ (СФУ) 567
• КГТЭИ (СФУ) 112
• КПК №2 177
• КубГТУ 138
• КубГУ 109
• КузГПА 182
• КузГТУ 789
• МГТУ им. Носова 369
• МГЭУ им. Сахарова 232
• МГЭК 249
• МГПУ 165
• МАИ 144
• МАДИ 151
• МГИУ 1179
• МГОУ 121
• МГСУ 331
• МГУ 273
• МГУКИ 101
• МГУПИ 225
• МГУПС (МИИТ) 637
• МГУТУ 122
• МТУСИ 179
• ХАИ 656
• ТПУ 455
• НИУ МЭИ 640
• НМСУ «Горный» 1701
• ХПИ 1534
• НТУУ «КПИ» 213
• НУК им. Макарова 543
• НВ 1001
• НГАВТ 362
• НГАУ 411
• НГАСУ 817
• НГМУ 665
• НГПУ 214
• НГТУ 4610
• НГУ 1993
• НГУЭУ 499
• НИИ 201
• ОмГТУ 302
• ОмГУПС 230
• СПбПК №4 115
• ПГУПС 2489
• ПГПУ им. Короленко 296
• ПНТУ им. Кондратюка 120
• РАНХиГС 190
• РОАТ МИИТ 608
• РТА 245
• РГГМУ 117
• РГПУ им. Герцена 123
• РГППУ 142
• РГСУ 162
• «МАТИ» — РГТУ 121
• РГУНиГ 260
• РЭУ им. Плеханова 123
• РГАТУ им. Соловьёва 219
• РязГМУ 125
• РГРТУ 666
• СамГТУ 131
• СПбГАСУ 315
• ИНЖЭКОН 328
• СПбГИПСР 136
• СПбГЛТУ им. Кирова 227
• СПбГМТУ 143
• СПбГПМУ 146
• СПбГПУ 1599
• СПбГТИ (ТУ) 293
• СПбГТУРП 236
• СПбГУ 578
• ГУАП 524
• СПбГУНиПТ 291
• СПбГУПТД 438
• СПбГУСЭ 226
• СПбГУТ 194
• СПГУТД 151
• СПбГУЭФ 145
• СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
• ПИМаш 247
• НИУ ИТМО 531
• СГТУ им. Гагарина 114
• СахГУ 278
• СЗТУ 484
• СибАГС 249
• СибГАУ 462
• СибГИУ 1654
• СибГТУ 946
• СГУПС 1473
• СибГУТИ 2083
• СибУПК 377
• СФУ 2424
• СНАУ 567
• СумГУ 768
• ТРТУ 149
• ТОГУ 551
• ТГЭУ 325
• ТГУ (Томск) 276
• ТГПУ 181
• ТулГУ 553
• УкрГАЖТ 234
• УлГТУ 536
• УИПКПРО 123
• УрГПУ 195
• УГТУ-УПИ 758
• УГНТУ 570
• УГТУ 134
• ХГАЭП 138
• ХГАФК 110
• ХНАГХ 407
• ХНУВД 512
• ХНУ им. Каразина 305
• ХНУРЭ 325
• ХНЭУ 495
• ЦПУ 157
• ЧитГУ 220
• ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

• О проекте
• Реклама на сайте
• Правообладателям
• Правила
• Обратная связь

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

В процессе выполнения различных строительных работ иногда возникает необходимость крепления деревянного столба на бетон. Как правило, это операция вызывает у начинающих мастеров много вопросов. В данной статье мы разберемся, как осуществляется крепление деревянных столбов к бетонному основанию несколькими способами.

Установленный на бетоне деревянный столб

Общие сведения

Потребность в установке деревянных столбов на бетон может возникнуть в самых разных ситуациях, к примеру, при монтаже заборов, строительстве беседок и других деревянных конструкций на ленточном фундаменте.

Установка деревянного столба на бетон

В первую очередь следует сказать, что под установкой столбов на бетон зачастую понимают разные операции:

Тип операции	Особенности
Бетонирование	Столб устанавливается в лунке , которая заливается бетоном
Закрепление на бетонном основании	Столб при помощи специальных приспособлений фиксируется на плоской бетонной поверхности.

Ниже подробней ознакомимся с каждой из них.

Бетонирование столба

Многие начинающие домашние мастера сомневаются можно ли бетонировать деревянные столбы, так как дерево в бетоне может быстро сгнить. На самом же деле, если соблюдать определенную технологию, то деревянная опора сможет простоять довольно долго.

Инструкция по выполнению этой операции выглядит так:

• Первым делом необходимо выполнить лунку на глубину промерзания грунта . В разной местности эта глубина может быть разной, но в среднем в нашей стране она составляет 1,2 м. Если сделать лунку мельче, то имеется вероятность выталкивания столба в результате пучения грунта.
  Выкопать лунку проще всего при помощи садового бура, но если он отсутствует, можно воспользоваться и обычной лопатой.
• Далее надо засыпать дно лунки щебнем или гравием, и хорошо его утрамбовать . Толщина слоя должна составлять около 15 см.

Обработка бруса пропиткой

• Перед тем как забетонировать деревянный столб необходимо обработать древесину защитным составом . В настоящее время в специализированных магазинах продаются специальные пропитки, которые защищают древесину от проникновения влаги, воздействия микроорганизмов и прочих негативных факторов.
• После обработки столб надо установить в лунку и закрепить при помощи распорок . При этом его положение следует проверить строительным уровнем, чтобы не допустить отклонение от горизонтали.
• Далее выполняется заливка пространства в лунке бетоном .
• Выступающий бетон необходимо загладить с уклоном от столба , чтобы вода не скапливалась возле древесины.
• Затем бетон необходимо накрыть влажной мешковиной . В течение недели ее надо периодически смачивать. Данная процедура предотвратить растрескивание бетона в процессе высыхания.

На фото – обработка стыка герметиком

• После полного застывания бетона нужно обработать место его стыка с древесиной герметиком . Это предотвратит попадание влаги в пространство стыка, которое будет образовываться в процессе замерзания/оттаивания.

Совет!
Долговечность деревянной конструкции во многом зависит от породы древесины.
К примеру, хорошей влагостойкостью обладает сосна и лиственница.
Причем цена сосны наиболее низкая среди других пород.

На этом процесс бетонирования столба завершен. Следует отметить, что существует еще один способ установки деревянного столба в грунт. Смысл его заключается в том, что бетонируется небольшой столбик (бетонный пасынок), к которому на поверхности крепится деревянный брус или бревно при помощи обвязки проволокой.

Закрепление опоры при помощи бетонного пасынка

Совет!
Перед бетонированием, желательно выполнить гидроизоляцию.
Для этого в лунку следует уложить свернутый в трубку рубероид.

Кроме того, можно надежно зафиксировать опору непосредственно в грунте не выполняя при этом ее бетонирование.

Согласно данной технологии работа выполняется так:

• После обработки опоры антисептическим составом ее участок, который будет находиться в грунте, покрывается битумной мастикой для дерева и обматывается слоем рубероида.
• Затем дно лунки точно также засыпается слоем щебня и гравия.
• Далее опора фиксируется распорками в вертикальном положении.
• После этого выполняется засыпка и трамбовка ямы. Для этого пространство нужно заполнить камнями, битым кирпичом или крупным щебнем. Через каждые 30 сантиметров камни необходимо трамбовать ломом, присыпать слоем песка и затем проливать водой, благодаря чему повысится качество уплотнения.
• Когда до верха ямы останется около 15-20 см, пространство нужно заполнить бетоном. В данном случае бетонное кольцо обеспечит устойчивость опоре и предотвратит ее перекашивание.

Крепление для деревянной опоры

Монтаж на бетонное основание

Установка деревянных столбов на бетонное основание может выполняться несколькими способами.

• При помощи специального крепления, монтируемого в бетон – в этом случае в процессе заливки в бетон вставляется приспособление, представляющее собой штырь, на конце которого имеется П-образное крепление. При монтаже брус вставляется между двух «хвостиков» приспособления и фиксируется болтами или шурупами. Следует отметить, то П-образное крепление должно соответствовать сечению бруса, чтобы он туго заходил в пространство.
  Недостатком такого метода является то, что его можно использовать только при заливке бетона, причем установить в качестве опоры можно только брус.

Пример фиксации бруса

При помощи арматуры – если специального крепления под рукой не оказалось, можно воспользоваться арматурой, которая вставляется в бетон так, чтобы штырь возвышался над поверхностью примерно на 20 см. При монтаже опоры, с ее торца выполняется отверстие, диаметром соответствующее штырю. Перед монтажом опоры обязательно на бетон укладывается гидроизоляционная прокладка.

Как правило, при таком способе установки используется нижняя и верхняя обвязка, объединяющая все опоры в единую конструкцию. Поэтому данный вариант обычно применяют при строительстве своими руками беседок и прочих конструкций на ленточном фундаменте.

Основание-короб для установки опор

• При помощи короба с платформой – этот способ применяется в тех случаях, когда приходится иметь дело с застывшим бетоном. Принцип основан на том, что брус или бревно вставляется в специальный короб, к которому с нижней стороны приварена платформа с отверстиями. В результате короб со столбом закрепляется на бетонной поверхности при помощи дюбелей.

Вот, пожалуй, и вся информация о том, как выполняется крепление деревянного столба к бетону.

Вывод

Как мы выяснили, закрепить деревянный столб на бетонном основании действительно не сложно. Единственное, необходимо строго придерживаться вышеизложенной технологии, чтобы опора не только была надежно зафиксирована, но и защищена от воздействия окружающей среды. Это позволит конструкции прослужить многие годы.

Получить дополнительную полезную информацию по обозначенной теме можно из видео в этой статье.

111113 Примыкания с помощью стальной пластины с прокладкой в прогоне

111114 Примыкания с помощью сквозных болтов и сварных шайб под углом

111115 Примыкания с помощью сварного башмака с боковыми накладками 1-1-2- СТОЙКИ

1-1-2-1- Общие виды

11211 Клеедощатые стойки с жестким опиранием в фундаменте Узлы с жесткой опорой

11221 Опирание на фундамент с помощью анкерных тяжей и дер накладок*

11222 Опирание на фундамент с помощью перекрестных тяжей *

11223 Опирание на фундамент с помощью стальных анкерных накладок *

11224 Опирание на фундамент с помощью стальных анкерных прокладок *

11225 Опирание на фундамент с помощью столиков под анкерные болты *

11226 Опирание на фундамент с помощью боковых анкерных уголков *

11227 Опирание на фундамент с помощью тяжей и врезных уголков *

11228 Опирание на фундамент с помощью анкерных тяжей и дер накладок*

11229 Опирание стойки с помощью швеллера, заделанного в фундамент *

112210 Опирание стойки с помощью швеллера и сварного башмака на анкерах*

112211 Опирание стойки с помощью вклеен стержней и опорных башмаков

112212 Опирание с помощью стальп башмака и наклонно вклеен стержней

112213 Опирание стойки на вклеен анкерных стержнях в боковые накладки

112214 Опирание стойки с помощью вклеенных стержней в боковые накладки

112215 Опирание стойки с помощью вклеенных стержней и ж/б пасынка 1-1-3- АРКИ

1-1-3-1- Общие виды

11311 Общие виды клеедощатых гнутоклееных арок

11312 Общие виды клеедощатых арок из прямолинейных элементов 1-1-3-2- Опираемые на фундаменты

11321 Треугольная арка из прямолинейных элементов пост высоты сечения

11322 Треугольная арка из прямолинейных элементов перем высоты сечения

11323 Арка гнутоклееная кругового очертания постоянной высоты сечения

11324 Арка гнутоклееная стрельчатого очертания постояп высоты сечения 1-1-3-3- С затяжками

11332 Арка клеедощатая сегментного очертания с металлической затяжкой

11334 Треугольная арка с мет затяжкой и клеедощатым верхним поясом

11335 Треугольная арка с мет затяжкой и перазрезным верхним поясом

11336 Треугольная арка с затяжкой и 5-уголной вставкой в верхнем поясе 1-1-3-4- Узлы коньковые шарнирные

11341 Коньковый узел с деревянными накладками на болтах

11342 Коньковый узел с деревянными накладками для стрельчатой арки

11343 Коньковый узел с металлическими накладками па болтах *

11344 Коньковый узел с металлическим валиковым шарниром

11345 Коньковый узел с металлическим плиточным шарниром

11346 Коньковый узел с металлической обоймой и плиточным шарниром *

11347 Коньковый узел с металлическим плиточным шарниром *

1-1-3-5- Узлы опорные

11351 — С затяжкой

11352 Узел опирания арки с металлической затяжкой па клееную стойку

11353 Узел опирания треуг арки с мет подкладкой перемен жесткости

11354 Узел опирания треугольной арки с подкладкой перемен жесткости

11355 Узел опирания треуг арки с затяжкой и децентрированной опорой *

11356 Узел опирания с применением дюбелей и торцевой зубч накладки

11357 Узел опирания арки спаренного сечения с мет затяжкой на стойку

11358 Узел опирания арки с двойной металлической затяжкой на стойку

11359 Узел опирания арок (рам) с деревянной затяжкой на стойку 113510 — На фундамент

1135101 Узел опирания клеедощатой арки на фундамент с контрфорсом

1135102 Шарнирный узел опирания клеедощатой арки на фундамент 1-1-3-6- Крепление распорок

11361 Узел крепления распорки нагелями в спаренной конструкции

11362 Узел крепления спаренной распорки на нагелях

11363 Узел крепления распорки с деревянными накладками на нагелях

11364 Узел крепления распорки на стальных накладках и болтах 1-1-4- РАМЫ

1-1-4-1- Из прямолинейных элементов

11411 — На зубчатом соединении в карнизном узле

114111 Рама 3 х шарнирная с карнизным узлом на зубчатом соединении

114112 Рама 3-х шарнирная с пятиугольной вставкой в карнизном узле

114113 Рама 3-х шарнирная с гнугоклеепой вставкой в карнизном узле

11412 — На нагелях в карнизном узле

114121 Рама 3 х шарнирная на нагелях по кругу в карнизном узле

114122 Рама 2-х-шарнирная на нагелях по кругу в карнизном узле

11413 — На вклеенных стержнях в карнизном узле

114131 Сборная рама на вкл стержнях в карнизном узле и дер подкосом

114132 Сборная рама с монтажным стыком на вкл тягах в карнизном узле

114133 Сборная рама на вкл стержнях под углом к волокнам в карниз узле

11414 -С подкосами

114141 Клеедощатая рама двухконсольная с V-образными стойками

114142 Стрельчатая рама с V-образными стойками

114143 Рама с прямолинейным спаренным ригелем и метал опорами 1-1-4-2- Гнутоклееные

11421 Рама 3-х шарнирная гнутоклееная переменного сечения

11422 Рама 3-х-шарнирная пологого очертания переменного сечения

11423 Рама 3 х-шарпирная стрельчатая переменной высоты сечения

11424 Рама 3-х-шарнирная с косым уступом в ригельной части

11425 Рама 3-х-шарнирная армированная постоянной высотой сечения

11426 Рама 3-х-шарнирная с гнутоклееной стойкой из тонких досок

11427 Рама 3-х-шарнирная перем высоты сечением с дополн стойками

11428 Рама 3-х-шарнирная переменной высоты сечением с консолями 1-1-4-3- Узлы карнизные

11431 Карнизный узел с зубчатым соединением ригеля и стойки

11432 Карнизный узел с 5-угольной клееной вставкой на зубч. соединении

11433 Карнизный узел с зубчатым соединением и фанерными накладками

11434 Карнизный узел клеедощатой рамы с гнутоклееной вставкой (Вар -1)

11435 Карнизный узел клеедощатой рамы с гнутоклееной вставкой (Вар.-2)

11436 Карнизный узел с соединением ригеля и стойки на нагелях по кругу

11437 Карнизный узел гнутоклееной рамы с дополнит, стойкой и ригелем 1-1-4-4- Узлы коньковые

11441 Коньковый узел 3-х шарнирных рам с боковыми дерев, накладками

11442 Коньковый узел 3-х шарнирных рам со стальи. накладками на гвоздях *

11443 Коньковый узел 3-х шарнирных рам со стальи. накладками на нагелях *

11444 Коньковый узел 3-х шарнирных рам с деревянной подкладкой (Вар.-1)

11445 Коньковый узел 3-х шарнирных рам с деревянной подкладкой (Вар.-2)

11446 Коньковый узел 3-х шарнирных рам с метал, накладками (Вар.-1)

11447 Коньковый узел 3-х шарнирных рам с метал, накладками (Вар.-2)

11448 Коньковый узел 3-х шарнирных рам с метал, накладками (Вар.-З) 1-1-4-5- Узлы опорные

11451 Шарнирный узел с металлическим башмаком и стяжным швеллером

11452 Шарнирный узел с металлическим башмаком и стяжным болтом

11453 Шарнирный с узел рамы с упорным металлическим башмаком

11454 Шарнирный узел стойки рамы с упорным выступом на фундаменте

11455 Шарнирный узел наклонной рамы с упорным выступом на фунд-те

11456 Шарнирный узел опирания рамы с доп стойкой на фунд-т (Вар.-1)

11457 Шарнирный узел опирания рамы с доп. стойкой на фунд-т (Вар.-2) *

11458 Жесткий узел опирания рамы (арки) на ж/б фундамент *

11459 Узел опирания рамы с подкосом с помощью метал накладок 114510 Узел опирания рамы с подкосом с помощью метал, прокладки

1-1-5- ФЕРМЫ 1-1-5-1- Металлодеревянные

115111 Ферма с клееными стойками и неразрезным верхним поясом

115112 Ферма с клееными раскосами и разрезным верхним поясом *

115121 Двускатная ферма со сжатым опорным деревянным раскосом.

115122 Двускатная ферма с растянутым опорным металлическим раскосом

115123 Односкатная ферма с растянутым опорным металлич. раскосом

115131 Ферма с гнутоклееным верхним поясом и стальными подвесками

115132 Ферма с гнутоклееным верхним поясом и треугольной решеткой 1-1-5-2- Целънодеревянные

115211 Ферма с клеедощат ыми нижним поясом и раскосами 1-1-5-3- Узлы опорные

11531 Узел фермы с боковыми накладками и клеевым зубчатым соединением

11532 Узел треугольной фермы с усилением площадки скалывания

11533 Узел треугольной большепролетной фермы с металлическим упором

11534 Узел фермы с прокладками из стальной ленты в нижнем поясе

1-1-6- ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ 1-1-6-1- Перекрестно-Балочные Системы (ИБС)

11611 Узел сопряжения элементов способом «перекладки слоев»

11612 Узел сопряжения элементов способом «Взаимной врезки с накладкой»

11613 Узел сопряжения элементов на вклеенных стержнях и ст. накладках

11614 Узел сопряжения элементов на дюбелях через ст. крестовую прокладку

11615 Узел сопряжения элементов на нагелях во врезных ст. прокладках * 1-1-6-2- Купола ребристые

11621 — Верхний опорный узел

116211 Узел сопряжения ребер купола с помощью врезных ст. пластин

116212 Узел сопряжения ребер купола с помощью ст. накладок на кольце

116213 Узел сопряжения ребер купола на врезных пластинах на кольце

116214 Узел сопряжения ребер купола с помощью бетонного сердечника

116215 Узел сопряжения ребер купола с опорным стальным кольцом 1-1-6-3- Пространственные блок-фермы

11631 Блок-ферма с дер. нижним поясом и плитами с асбестоцем обшивками

11632 Блок-ферма с дерев, раскосами и поясами на соединениях с дюбелями

11633 Блок-ферма с затяжкой и обрешеткой под кровлю из лист, материалов

11634 Блок-ферма со стальной затяжкой и шпренгельными стойками *

1-2-1- ВИДЫ СЕЧЕНИЙ

1211 Традиционные виды клеефанерных сечений с плоскими стенками

1212 Нетрадиционные виды клеефанерных сечений с плоскими стенками

1213 Нетрадиционные виды клеефанерных сечений с плоскими стенками

1214 Виды сечений из цельнофанерных элементов

1215 Виды сечений клеефанерных конструкций с волнистыми стенками

1-2-2- БАЛКИ 1-2-2-1- Прямолинейные

12211 Балки клеефанерные прямолинейного очертания. Общие виды

12212 Двускатная балка коробчатого сечения

12213 Двускатная балка двутврово-коробчатого сечения

12214 Балка коробчатого сечения с двускатным клееным верхним поясом

12215 Двускатная балка двутаврового сечения со стенкой «в разбежку»

12216 Балка двутаврового сечения с поясами и стенкой из фанеры

12217 Прямолинейная балка типа УКФ с параллельными поясами

12218 Балка с волнистой стенкой, вставленной в криволинейный паз

12219 Балка с волнистой стенкой и поясами, распиленными волнообразно 122110 Балка с волнистой стенкой, вклеенной в прямолинейный паз

Балки клеефанерные криволинейного очертания Общие виды

12222 Балка коробчатого сечения с криволинейным верхним поясом

12223 Двускатная балка с гиутоклееными вставками в поясах

12224 Двускатная балка типа УКФ переменной высоты сечения

1-2-3- СТОЙКИ 1-2-3-1- С жестким опиранием

12311 Клеефанерные стойки постоянного сечения

12312 Клеефанерные стойки переменного сечения 1-2-4- АРКИ

1-2-4-1- Криволинейного очертания

12411 Арка стрельчатая коробчатого сечения с плоскими фанерн. стенками 1-2-4-2- Из прямолинейных элементов 1-2-5- РАМЫ

1251 Сборная рама на вкл. стержнях в карнизном узле и волнистой стенкой

1252 Рама с поясными гнутоклееными вставками в карнизном узле

1253 Рама типа УКФ с равными по длине ригелем и стойкой

1254 Рама типа УКФ с не равными по длине ригелем и стойкой

1255 Рама типа УКФ с подвесными подкрановыми путями 1-2-5-1- Узлы

12511 Узел с гнутоклееными вставками в поясах клеефанерной рамы

1-2-6- ФЕРМЫ 1261 Шпренгельная из фанерных швеллеров 1-2-7- ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ 1-2-7-1- Перекрестно-балочные системы (ПБС)

12711 Сопряжение элементов с помощью U-образных хомутов на дюбелях

12712 Сопряжение элементов со столиком на стойке и хомутами на дюбеЛях 1-2-7-2- Структуры

12721 Структура из наклонно поставленных балок с плоскими стенками

12722 Структура из наклонно поставленных балок с волнистыми стенками

2 — Ограждающие конструкции 2-1- В покрытии

2-1-1- ПЛИТЫ 2-1-1-1- Клееные

21111 Плита на деревянном каркасе с приклеенными обшивками из фанеры

21112 Большепролетная плита на дерев, каркасе со шпренгельной стойкой

21113 Плита покрытия с ребрами из фанерного швеллера

21114 Плита покрьггия с ребрами клеефанерного двутаврового сечения 2-1-1-2- На шурупах (гвоздях)

21121 Плита на дерев, каркасе с плоскими асбестоцементными обшивками

21122 Плита «без верха» с поэлементной сборкой на стройплощадке (Вар.-1)

21123 Плита «без верха» с поэлементной сборкой на стройплощадке (Вар.-2)

21124 Плита с квадратным отверстием и асбестоцементными обшивками 2-1-1-3- Узлы

21131 Продольный стык плит покрытия с черепными брусками

21132 Продольный стык покрытия с заполнением пеной «Макрофлекс»

21133 Узел опирания плит покрытия на несущую конструкцию

21134 Узел опирания с помощью глухарей и квадратных шайб в углах плит *

21135 Узел опирания на стальных крепежных деталях в углах плит покрытия* 2-1-2- ПО ПРОГОНАМ

21211 Узел крепления карнизного свеса для арок, опираемых на фундаменты

21212 Узел крепления прогона к аркам в холодном покрытии из волн листов

3 -Связевые конструкции 3-1- Схемы

3-1-1- полный КАРКАС 3-1-1-1- Стоечно-балочная система

ЗИП Связевая система с прогонами и деревян. полураскосными связями 31112 Связевая система с плитами и метал крестовыми связями 3-1-1-2- Распорные система

31121 Связевая система 3-х-шарн-х арок с деревянными раскосными связями

31122 Связевая система 3-х-шарн-х арок с метал, крестовыми связями 3-1-2- КАРКАС С ТОРЦОВЫМИ СТЕНАМИ

3121 Связевая система 3-х-шарнирных рам с деревян. раскосными связями

3122 Связевая система 3-х-шарн. гнутоклееных рам с раскосными связями

3-2- Узлы крепления

3-2-1- в ПОКРЫТИИ 3-2-1-1- с раскосами из древесины

32111 Крепление деревянных раскосов связей с помощью метал, прокладок

32112 Крепление деревянных раскосов связей с помощью метал, полок

32113 Крепление дер. раскосов связей с помощью метал, наконечников

32114 Крепление дер. раскосов связей с помощью листовых ст. прокладок

32115 Крепление дер. раскосов с помощью ст. полос и деревянной прибоины 3-2-1-2- Металлические крестовые

Ъ1\1\ Крепление связей с деревянной распоркой и тяжами из круглой стали

Ъ1\11 Крепление связей с деревянной распоркой и тяжами из круглой стали

32123 Крепление связей с дерев, прогоном и тяжами из круглой стали

32124 Крепление связей с дерев, прогоном и тяжами из полосовой стали *

32125 Крепление связей с деревянной распоркой и тяжами из круглой стали

32126 Крепление скатных связей из стальных раскосов и распорок

32127 Крепление скатных связей из стальных раскосов и распорки из трубы 3-2-1-3- Дощатые по скату

32131 Дощатые полураскосные связи между несущими конструкциями покрытия

32132 Дощатые полураскосные связи, объединенные в наклонные фермы

32133 Подвеска прогонов к коньку кровли с помощью металлических тяжей

Для многих начинающих проектировщиков основной проблемой является выбор расчетной схемы: где должны быть шарниры, а где – жесткие узлы? Как понять, что выгодней, и как разобраться, что вообще нужно в конкретном узле конструкции? Это очень обширный вопрос, надеюсь, данная статья немного внесет ясности в столь многогранный вопрос.

Что такое узлы опирания и обозначение этих узлов на схемах

Начнем с самой сути. Каждая конструкция должна иметь опору – как минимум она не должна упасть с высоты, на которой ей положено находиться. Но если копнуть глубже, для надежной работы элемента, нам мало запретить ему падать.

Как может сместиться любой элемент в пространстве? Во-первых, это может быть перемещение по одной из трех плоскостей – по вертикали (ось Z), по горизонтали (оси Х и У). Во-вторых, это может быть поворот элемента в узле вокруг тех же трех осей.

Таким образом, мы имеем целых шесть возможных перемещений (а если учесть еще и направление плюс-минус, то их не шесть, а двенадцать), которые еще называют степенями свободы – и это очень наглядное название. Если конструкция висит в воздухе (нереальная ситуация), то она полностью свободна, ничем не ограничена. Если в каком-то месте под ней появляется опора, не дающая перемещаться по вертикали, значит одна из степеней свободы у элемента в месте опоры ограничена по оси Z. Примером такого ограничения является свободное опирание металлической балки на гладкой, допускающей скольжение поверхности – она не упадет за счет опоры, но может при определенном усилии сдвинуться по оси Х и У, либо повернуться вокруг любой оси. Забегая вперед, уточним важный момент: если у элемента в узле не ограничен поворот, этот узел является шарнирным. Так вот, такой простейший шарнир с ограничением только по одной оси обозначается обычно следующим образом:

Расшифровать такое обозначение просто: кружочки означают наличие шарнира (т.е. отсутствие запрета поворота элемента в этой точке), палочка – запрет перемещения в одном направлении (обычно из схемы сразу становится понятно – в каком именно – в данном случае запрет по вертикали). Горизонталь со штриховкой условно обозначает наличие опоры.

Следующий вариант ограничения степеней свободы – это запрет перемещения в направлении двух осей. Для той же металлической балки это могут быть оси Z и Х, а по У она может переместиться при приложении к ней усилия; повороты ее, как видно, тоже ничем не ограничены.

Как вообще представить отсутствие ограничения поворотов? Если эту балку попытаться закрутить вокруг собственной оси (допустим, опереть на нее перекрытие только с одной стороны – тогда под весом перекрытия балка начнет крутиться), то ничто не помешает этому кручению, балка по всей длине начнет опрокидываться под действием крутящей силы. Точно также если в центре балки приложить вертикальную нагрузку, балка изогнется и в местах опирания свободно повернется вокруг оси У (слева – по часовой стрелке, справа – против). Вот это мы и понимаем как шарнир.

Допустим, есть жесткий узел опирания балки в раме, который обеспечен путем приварки балки к колонне. Но сварной узел рассчитан неверно и шов не выдерживает приложенного усилия и разрушается. Балка продолжает опираться на колонну, но уже может повернуться на опоре. При этом кардинально меняется эпюра изгибающих моментов: на опорах моменты стремятся к нулю, зато пролетный момент возрастает. А балка была рассчитана на защемление и не готова к восприятию возросшего момента. Так и происходит разрушение. Поэтому жесткие узлы всегда должны быть рассчитаны на максимально возможную нагрузку.

Такой шарнир обозначается следующим образом.

Слева и справа обозначения равноценны. Справа оно более наглядное: 1 – горизонтальный стержень ограничен в узле в перемещении по вертикали (вертикальная палочка с кружочками на концах) и по горизонтали (горизонтальная палочка с кружочками на концах); 2 – вертикальный стержень также ограничен в узле в перемещении по вертикали и по горизонтали. Слева также очень распространенное обозначение точно такого же шарнира, только палочки расположены в виде треугольника, но то, что их две, означает, что ограничение перемещений идет по двум осям – вдоль оси элемента и перпендикулярно его оси. Особо ленивые товарищи могут вообще не рисовать кружочки, и обозначать такой шарнир просто треугольником – такое тоже встречается.

Теперь рассмотрим, что же означает классическое обозначение шарнирно опирающейся балки.

Это балка, имеющая две опоры, а в левой еще и ограниченная в перемещении по горизонтали (если бы этого не было, система не была бы устойчивой – есть такое условие в сопромате – у стержня должно быть три ограничения перемещений, в нашем случае два ограничения по Z и одно по Х). Конструктор должен продумать, как обеспечить соответствие опирания балки расчетной схеме – об этом никогда нельзя забывать.

И последний случай для плоской задачи – это ограничение трех степеней свободы – двух перемещений и поворота. Выше было сказано, что для любого элемента степеней свободы шесть (или двенадцать), но это для трехмерной модели. Мы же обычно в расчете рассматриваем плоскую задачу. И вот мы пришли к ограничению поворота – это классическое понятие жесткого узла или защемления – когда в точке опирания элемент не может ни сдвинуться, ни повернуться. Примером такого узла может служить узел заделки сборной железобетонной колонны в стакан – она настолько глубоко замоноличена, что возможности как сместиться, таки и повернуться у нее нет.

Глубина заделки у такой колонны строго расчетная, но даже по виду мы не можем представить, что колонна на рисунке слева сможет повернуться в стакане. А вот правая колонна – запросто, это явный шарнир, и так конструировать защемление недопустимо. Хотя и там, и там колонна погружена в стакан и паз заполнен бетоном.

Больше вариантов защемления будет по ходу статьи. Сейчас разберемся с обозначением защемления. Оно классическое, и особого разнообразие в отличии от шарниров здесь не наблюдается.

Слева показан горизонтальный элемент, защемленный на опоре, справа – вертикальный.

И напоследок – о шарнирных и жестких узлах в рамах. Если узел соединения балки с колонной жесткий, то он показывается либо без условных обозначений вообще, либо с закрашенным треугольничком в углу (как на верхних двух рисунках). Если же балка опирается на колонны шарнирно, на концах балки рисуются кружочки (как на нижнем рисунке).

Как законструировать шарнирный или жесткий узел

Опирание плит, балок, перемычек.

Первое, что следует запомнить при конструировании узлов – зачастую шарнир от защемления отличает глубина опирания.

Если плита, перемычка или балка опирается на глубину, равную или меньшую высоте сечения, и при этом не выполнено никаких дополнительных мероприятий (приварка к закладным элементам, препятствующая повороту и т.п.), то это всегда чистый шарнир. Для металлических балок считается шарнирным опирание на 250 мм.

Если опирание больше двух – двух с половиной высот сечения элемента, то такое опирание можно считать защемлением. Но здесь есть нюансы.

Во-первых, элемент должен быть пригружен сверху (кладкой, например), причем веса этого пригруза должно быть достаточно, чтобы воспринять усилие в элементе на опоре.

Во-вторых, возможно другое решение, когда поворот элемента ограничивается путем приварки к закладным деталям. И здесь нужно четко разбираться в особенностях конструирования жестких узлов. Если балка или приварена внизу (такое часто встречается и в металлоконструкциях, и в сборном железобетоне – к закладным в опоре привариваются закладные в балке или плите), то это никак не мешает ей повернуться на опоре – это лишь препятствует горизонтальному перемещению элемента, об этом мы говорили выше. А вот если верхняя часть балки надежно заанкерена сваркой на опоре (это либо рамные узлы в металле, либо ванная сварка верхних выпусков арматуры в сборных ригелях – в жестких узлах каркаса, либо сварка закладных элементов в узлах опирания балконных плит, которые обязательно должны быть защемлены, т.к. они консольны), то это уже жесткий узел, т.к. явно препятствует повороту на опоре.

На рисунке ниже выбраны шарнирные и жесткие узлы из типовых серий (серия 2.440-1, 2.140-1 вып. 1, 2.130-1 вып. 9). По ним наглядно видно, что в шарнирном узле крепление идет внизу балки или плиты, а в жестком – вверху. Уточнение: в узле опирания плиты анкер не дает жеского узла, это гибкий элемент, который лишь препятствует горизонтальному смещению перекрытия.

Но законструировать узел правильно – это полдела. Нужно еще сделать расчет всех элементов узла, выдержат ли они максимальное усилие, передаваемое от элемента. Здесь нужно рассчитать и закладные детали, и сварные швы, и проверить кладку в случае, если пригруз от нее учитывается при конструировании.

Соединение колонн с фундаментами.

При опирании металлических колонн определяющим фактором является количество болтов и то, как законструирована база колонны. О металле здесь я распространяться не буду, т.к. это не мой профиль. Напишу только, что если в фундаменте для крепления колонны лишь два болта, то это стопроцентный шарнир. Также если стойка приваривается к закладной детали фундамента через пластину, это тоже шарнир. Остальные случаи подробно приведены в литературе, есть узлы в типовых сериях – в общем, информации много, здесь запутаться сложно.

Для сборных железобетонных колонн используется их жесткая заделка в стакан фундамента (об этом речь шла выше). Если вы откроете «Пособие по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений», там вы сможете найти расчет всех элементов этого жесткого узла и принципы его конструирования.

При шарнирном узле колонна (столб) просто опирается на фундамент безо всяких дополнительных мероприятий или заделана в неглубокий стакан.

Соединение монолитных конструкций.

В монолитных конструкциях жесткий узел или шарнир всегда определяется наличием правильно заанкеренной арматуры.

Если на опоре арматура плиты или балки не заведена в конструкцию опоры на величину анкеровки или даже нахлестки, то такой узел считается шарнирным.

Так на рисунке ниже показаны варианты опирания монолитных плит из Руководства по конструированию ЖБК. Рисунок (а) и (б) – это жесткое соединение плиты с опорой: в первом случае верхняя арматура плиты заводится в балку на длину анкеровки; во втором – плита защемляется в стене также на величину анкеровки рабочей арматуры. Рисунок (в) и (г) – это шарнирное опирание плиты на балку и на стену, здесь арматура заведена на опору на минимально допустимую глубину опирания.

Рамные узлы соединения монолитных ригелей и колонн в железобетоне выглядят еще серьезней, чем опирание плит на балки. Здесь верхняя арматура ригеля заводится в колонну на величину одной и двух длин анкеровки (половина стержней заводится на одну длину, половина – на две).

Если в узле железобетонного каркаса арматура и балки, и колонны проходит насквозь и дальше идет больше чем на длину анкеровки (например, какой-то средний узел), то такой узел считается жестким.

Чтобы соединение колонн с фундаментом было жестким, из фундаментов должны быть сделаны выпуски достаточной длины (не менее величины нахлестки, подробнее – в Руководстве по конструированию), и эти же выпуски должны быть заведены в фундамент на длину анкеровки.

Аналогично в свайном ростверке – если длина выпусков из сваи меньше, чем длина анкеровки, соединение ростверка со сваей жестким считаться не может. Для шарнирного соединения длину выпусков оставляют 150-200 мм, больше не желательно, т.к. это будет пограничное состояние между шарниром и жестким узлом – а ведь расчет делался как для чистого шарнира.

Если нет места для того, чтобы разместить арматуру на длину анкеровки, проводят дополнительные мероприятия – приварку шайб, пластин и т.п. Но такой элемент должен быть обязательно рассчитан на выкалывание (что-то вроде расчета анкеров закладных деталей, его можно найти в Пособии по проектированию ЖБК).

Также на тему шарниров и защемления можно прочитать здесь.

Источник