Винтовые сваи и обвязка из бруса

Я не буду больше спорить, то что у вас на нижней картинки - там оголовок в полтора раза больше чем размер бруса. Так - как раз и НАДО класть. У меня же, оголовок ровно такой же как брус. Поэтому, углом положить два бруса на оголовок НЕ ВОЗМОЖНО (так чтобы полностью сечение было на оголовке) - это математический факт, не пойму что тут спорить.

Что касается верхнего вашего рисунка, как ни крути по оси (читай: вертикальный ты запил сделаешь или горизонтальный) оголовок всем сечением не ляжет! Если запил сделать в пол дерева - то как раз пол дерева и будет служить опорой, а не полное сечение.

П. С. не знаю как еще это пояснить - видимо придется рисовать все же.
ВОТ же есть картинка - это то что вы и предлагаете, только не горизонтально - а вертикально делать запил.


Для сечения и нагрузки на него - это одно и то же... Работает не весь брус, а только часть его.
Этого можно избежать - если к брусу 200мм ставить оголовок 250мм - тогда никаких проблем.

 

Спор зашёл в тупик.
Одна из сторон совсем не хочет прислушиваться к советам, зациклив на каких-то вычитанных догмах.
Кто Вам запрещает сделать так.

 

Ну так наварите на Ваш оголовок 200х200 сверху пластину 250х250 и успокойтесь уже...

 

1.

Вам ЭТО не предлагал никто ни разу
2.

Такого требования нет! Не требуется делать сечение полностью на оголовке! По нормативам минимальная опора бруса должна быть 50 мм, Ровно это вам тут твердят уже 2 страницы. Нарисованное мной и другими показывает опору от 50 до 100 мм. Это решает вашу проблему.
Но если вы не хотите никого слышать, то ваша проблема нерешаема без изменения размера оголовка.
Возьмите лист металла, нарежьте его квадратами 400х400 и положите сверху на пластины ваших огловков. Крепеж - на ваше усмотрение.

 

Никто не запрещает.
Если речь идет о прямом соединении.
Угловое соединение так стыковать не получится.

 

Для начала надо понять, откуда взялось сечение ростверка 200*200.
В процессе выяснения окажется, что и 150*200 (ш*в) проходит по нагрузкам, прогибам и напряжениям.
Посмотрев на проект дома сверху вниз несложно определить несущие линии. И тут вишенкой на торте легко может оказаться то, что угловое соединение и не нужно. Т. е. один из брусьев в углу просто лишний. Однако, в общем случае, размер площадки опирания принимается из условий смятия древесины на площадке. Форма опорной площадки в обсуждаемых размерах роли не имеет.
Нет абсолютно никаких противоречий выполнить угловую стыковку ростверка по условиям смятия (площадь опоры на оголовок) с сохранением цельности несущего "ядра" сечения.

 

Напрягитесь и подумайте и порисуйте сами варианты.
Вы ждёте, что Вам всё преподнесут на блюдечке, а сами напрягаться не хотите.
Поищите в инете в картинках, Вам так будет понятнее, варианты.
Если бы у Вас был брус 150х150, вопросов не возникло бы?
Так сделайте из своего 200-го, 150-тый.
Я выхожу из дискуссии.

И не думайте, что остальные не в своём уме.
Вам хотели помочь.

 

1. Как мне сделать угловое соединение в моем варианте - я уже давно решил и даже сделал.
Увеличив оголовок с 200мм до 250мм.

2. Спор идет в теоретическом плане - о правильности укладки бруса на угловых соединениях.
Как оказалось - многие не правильно интерпретирую фразу "минимальная опора на оголовке должна быть 50мм".
Эта фраза означает, что минимальная опора бруса его ПОЛНЫМ сечением должна быть минимум 50мм. И это логически понятно. Несущая нагрузка бруса - рассчитывается из минимального сечения бруса в искомом отрезке.
Это вроде просто. Почему вызывает не поддельный шок у оппонентов - не понятно.

3. Также, для многих, я смотрю тут, оказалось шоком, что соединения УГЛОВЫЕ и соединения ПРЯМЫЕ - это не одно и то же. Если в прямом соединении мы можем стыковать брусы вообще без запила, а просто уложив их друг к другу на оголовок - то в УГЛОВОМ соединении без запилов не обойтись. И НЕВОЗМОЖНО уложить брусья так, чтобы оба бруса лежали хотябы по 1см на оголовке Полным своим сечением.
Это также просто - это простая математика.

 

Эта фраза означает лишь одно: вы с какой-то стати решили, что опирание должно быть исключительно полным сечением и на основании этого бреда делаете всем мозги.
Дополнительно вызывает вопрос цифра в 50мм. Откуда вы ее взяли? Почему не 38? Или 179,26мм?
Несущая нагрузка это что?
Нагрузки обычно ничего не несут.
Есть несущая способность, есть нагрузка. Несущая способность должна быть больше, чем нагрузка.
Чтобы сравнить и понять, - нужно посчитать нагрузки и определить является ли выбранное сечение ДОСТАТОЧНЫМ, или оно ИЗБЫТОЧНОЕ и назначено из технологических/эстетических или иных соображений.
Еще раз повторю: форма опорной части бруса может быть хоть в виде тени чебурашки.

 

1. 50мм - это из ответов оппонентов (видмо, ты просто подслеповат), это не я так решил, просто не стал спорить по этой мелочи.
50мм - 550мм - или 10мм - наверное не разницы.
50мм - скорее всего берется из того, что оголовки имеют размерность кратную 50мм, брусы обвязочные имеют кратность 50мм. Наверное из за этого.
.
2. Опирание должно быть полным сечением!
Это я взял во-первых: из Университетского технического образования.
Это я взял во вторых: Из статьей на ФорумХуасе.
https://www.forumhouse.ru/articles/house/8259
Это я взял в третьих: из простой логики, если по вашему, опирание бруса не должно быть полным сечением, а можно и в полбруса опереть - то и максимально допустимая нагрузка на этот участок бруса будет равна максимальной нагрузке в самом тонком месте. (это я вам по русски разжевываю).
Это аксиома - тут не о чем спорить.
Зачем нам тоглда тратиться на брус сечением 200мм, если его несущая способность будет ограничена 100мм? Тогда нужно сразу 100мм брус покупать и его укладывать.

3. Решил вопрос вот так, методом сварки и покупкой площадок в металлпрокате.

 

К сожалению, тут статьи зачастую пишут лишь бы написать.
И, в основном люди, весьма далекие от реального проектирования.

Не позорили бы своих педагогов. Прочитав ваши измышления, они бы начали рвать волосяной покров вокруг первичного рта.

С точки зрения сопромата, идеальной балкой под равномерно распределенную нагрузку является сплющенное в вертикальной плоскости веретено. Т. е. балка, имеющая переменное сечение как по вертикали, так и по горизонтали.
Расчет любой балки сводится к определению достаточности сечения.
Характерные эпюры для одиночной сосредоточенной нагрузки в центре пролета:

и для равномерно распределенной:


При определении требуемого сечения балки должно выполняться условие Мх/Wx<=Rизг
Где х - координата рассматриваемого сечения по оси балки
Мx - момент от нагрузки в точке х
Wх - момент сопротивления в точке х
Немного повтыкав глазами в эпюры можно сильно себя удивить, обнаружив, что максимальный момент располагается в точке х=L/2
Следовательно и максимальный момент сопротивления сечения W требуется тоже в этой точке.
По мере приближения к опорам величина момента снижается до нуля. Аналогично снижается до нуля и требуемое W.
Для прямоугольного сечения W=b*h*h/6 (b и h это ширина и высота сечения в рассматриваемой точке). Утрируя, на опоре по условиям нормальных напряжений требуемое сечение балки равно нулю.
Максимальный изгибающий момент М от распределенной нагрузки для шарнирно опертой балки
М=q*L*L/8
Собственно на эпюре мы и видим изменение момента по параболическому закону, обусловленному как раз этим L*L.

Однако у балки есть еще и реакция опоры и поперечная сила Q.
Максимальная поперечная сила и, как следствие, касательные напряжения в балке возникают как раз над опорами.
Долго вам тут жевать не буду, можете самостоятельно загуглить "формула Журавского".
Максимальная перерезывающая сила для равномерно распределенной нагрузки Qm=q*L/2
Как можете заметить, - зависимость линейная, а не параболическая.
Наибольшее касательное напряжение на опоре т=1,5Q/S
причем вычисленное т не должно превышать Rc90.

Для примера рассмотрим ваш 200*200 например с 3 метровым пролетом.
Сначала определим максимально допустимую распределенную нагрузку по условию прочности.
W=20*20*20/6=1333см3
Для бруса второго сорта Rизг=150кг/см2
Rс90=18кг/см2
Rсм90=30кг/см2
Mmax=Rизг*W=200000кг*см
Для пролета 3 метра q=Mmax*8/(L*L)=17.78кг/см=1778кг/м
Реакция опор и максимальная поперечная сила Q=q*L/2=2667кг
Отсюда можно вычислить требуемую площадь сечения на опоре.
S=1.5*Q/Rc90=1,5*2667/18=222,25см2
Предполагая, что высота сечения в нашем случае остается неизменной, минимально требуемая ширина согласно формулы площади прямоугольника b=222.25/20=11.1125см
Половина ширины балки на опоре по сути не работает.

По условию смятия на опоре нам требуется площадка опирания F=Q/Rсм90= 2667/30=88,9см2
Для постоянного по ширине сечения глубина опирания составила бы 88,9/20=4,445см=45мм
В случае подрезанной под 45 градусов балки ее площадь изменяется по треугольному закону.
Полная площадь опирания составит 20*20/2=200см2.
Отбросим из расчета дальнюю половину среза (самый "кончик" треугольника).
Тогда будем иметь площадку опирания трапециевидной формы. Основания трапеции примем a=19см (отступим 1 см от края оголовка), b=10см над центром сваи. Высота трапеции будет h=200/2-1=9см
Тогда площадка опирания F45/2=h*(a+b)/2=9*(19+10)/2=130.5см2. Это больше требуемых 88,9см2
Причем на краю оголовка мы имеем запас по ширине сечения (19см против требуемых 11,1125).

В общем, рисуйте эпюры, считайте и сравнивайте.
При желании можно рассчитать "идеальную" балку, имеющую постоянную высоту и переменную ширину. Точно так же, как рассчитываются балки-линзы, скатные балки и тд.

И запомните простую вещь: любая строительная балка прямоугольного сечения всегда несет в себе лишний, "неработающий" материал. Их проще делать постоянного сечения, особенно исходя из того факта, что длина будущей детали неизвестна.
Хотя в крупных, материалоемких проектах применяются как раз штучные, индивидуальные изделия переменных сечений. Да еще и кривые изначально.

ага, видимо устоявшийся термин "подрезка на опоре" возник совершенно случайно.

Я в душе не чаю, откуда вы взяли необходимость применить в качестве ростверка именно брус 200*200.
Но исходя из того, что это не 150*200 или 200*250 (что было бы разумно, т. к высота сечения роляет в квадрате в отличие от ширины), уверен, вы его выбрали "на глазок".
Ну или продавец на рынке/сосед/строитель сообщили вам что "дык, елы-палы, это жеж МОЩЩЩЬ, бери, не пожалеешь".
Сознайтесь честно - вы же ни сбором нагрузок, ни расчетами себя утруждать не стали, верно? взблазнилось построить, и давай, построим. Что-то закрутим с какими-то оголовками, что-то купим какого-то сечения...

 

Ну вот, наконец то, достойный ответ.
Есть что поизучать. Указана конкретика.
Правильно ли подобрана доказательная база или нет - я не знаю (буду изучать), но факт: есть мнение, подтвержденное хоть чем-то, кроме "погуглите в интернете как другие делают".
Спасибо.
П. С. то то максимальный момент располагается в точке х=L/2 - не сильно удивительно, это интуитивно понятно.

 

@Yaroslaf, Здравствуйте! Подскажите, пожалуйста, правильные ли соединения бруса 200*200?
1. Угловое соединение. Крепление уголками
2. Т-образное соединение. Крепление уголками
3 Имеет ли место быть соединение встык? Данное соединение показано стрелкой. Перпендикулярные балки будут углублены. Крепление уголками.

 

Нормальные, если не принимать во внимание сырой брус и последствия его применения. Качество исполнения отвратительное.
Уголки тут для проформы. Советую разориться на несколько десятков конструкционных саморезов и стянуть детали ростверка между собой, закручивая саморезы "наискосок" в узлах.