лекции ч2
.pdf
ВАРИАНТЫ РЕШЕНИЯ КАРНИЗНЫХ УЗЛОВ
ТРЕХШАРНИРНЫХ РАМ
КАРНИЗНЫЙ УЗЕЛ
Решение карнизного узла на зубчато - шиповом соединении ригеля и стойки рекомендуется для лёгких рам при пролётах не более 12 м.
Совпадение максимальных изгибающих моментов с местом стыка требует предельной тщательности расчёта и конструирования карнизных узлов.
Nc
MД
зубчато шиповое соединение
MД
Nc
Как показывают исследования в данных рамах |
|||
наиболее |
уязвимой |
является |
растянутая |
наружная зона, именно здесь происходит |
|||
максимальная потеря прочности древесины. С |
|||
учетом |
этого уровень |
допустимой |
нагрузки |
уменьшается примерно в три раза. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Nc |
|
|
Mд |
|
|
Проверка напряжений по внутренней сжатой кромке: |
σ |
|
|
Rсмα . |
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fkτ |
ξWkτ η |
|
|||
Проверка напряжений в растянутой зоне: |
|
Nc |
|
Mдk |
|
|
Rp |
|
|
|
|
|
||
σ Fk |
τ |
|
ξWk |
η R |
Rрα . |
|
||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
τ |
|
|
|
и |
|
|
|
|
||
где Rсмα и Rpα –расчётное сопротивление смятию и растяжению под углом α;
kτ =0.85 - коэффициент, учитывающий ослабление сечения зубчатым стыком; η= 1-0,05√α - учитывает криволинейность эпюры напряжений;
k <1 -коэффициент, учитывающий угол наклона ригеля.
90
Зубчато-шиповое соединение
ригель
ВСТАВКА
стойка 
По сравнению с предыдущим решением узла конструкция рамы имеет
преимущество, так как стык выведен из зоны максимального момента. Недостаток заключается в том, что в растянутой зоне волокна древесины
перерезаны. Этого недостатка решены следующие варианты решения узла.
КАРНИЗНЫЙ УЗЕЛ С ГНУТОКЛЕЕНОЙ ВСТАВКОЙ
Гнутоклееная вставка может выполнятся из более тонкого пиломатериала, что позволяет повысить несущую способность карнизного узла. Возможно варьировать толщиной доски в пределах вставки зависимости от радиуса кривизны. Преимущества –отсутствуют перерезанные волокна в досках растянутой зоны. Рама близка по работе к цельным гнутоклееным рамам.
1 |
1-1 |
|
|
+ |
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
M |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжения по сжатой кромке: σ |
|
|
|
|
|
Rс. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
ξWkrв |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжения по растянутой кромке: |
|
σ |
N |
|
|
|
M |
|
|
Rp |
|
Rр |
, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
ξWk |
|
|
R |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rн |
и |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
krн |
1 0.5 h r |
, |
krв |
1 0.5 h r |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 0.17 h r |
1 0.17 h r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
r - радиус кривизны центральной оси криволинейной вставки.
Вставка постоянной длины позволяет повысить несущую способность клеевого соединения
ВАРИАНТЫ СБОРНЫХ КАРНИЗНЫХ УЗЛОВ
ригель
А. |
«Б» |
|
В варианте «А» сопряжение стойки с ригелем в сжатой зоне осуществляется лобовым упором через центрирующую пластину, в растянутой зоне стойка и ригель стягиваются тяжами через траверсы из уголков. Такое решение рекомендуется для лёгких рам при небольших пролётах 9-12 м.
Вварианте «Б» карнизный узел решается путём соединения парных элементов стойки
сригелем на цилиндрических нагелях, расположенных по одной или двум окружностям. Впервые эта конструкция была предложена в Германии. Сборно-разборные карнизные узлы значительно облегчают транспортировку конструкций, так как сборка узла осуществляется на строительной площадке. Наличие консоли позволяет разгрузить конструкцию.
Рамы из клееного бруса LVL
Сборно-разборный узел на вклеенных стержнях
Np h0
Nc
При таком решении карнизного узла максимальный изгибающий момент уравновешивается внутренней парой сил: растягивающая сила в соединительном болте и равнодействующая напряжений смятия древесины под центрирующей пластиной
Np Nc Mmax .
h0
1. Требуемая площадь стяжного болта
Aтр Npγn , mRy γc
где m- коэффициент , учитывающий ослабление резьбой; Ry - расчётное сопротивление стали.
2. Размер центрирующей пластины
hцп Ncγn , bRсмα
где b- ширина поперечного сечения рамы;
Rсмα – расчётное сопротивление древесины смятию.
3.Расчёт вклеенных стержней на выдергивание
Т= n∙Rскπdℓkсmd≤ Np ,
где Rск -расчётное сопротивление древесины выдёргиванию вклеенного стержня принимается равным 4,5 МПа; d – диаметр отверстия (м); l – длина заделываемой части (м);
kc - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений сдвига kc =0.6; md - коэффициент, учитывающий зависимость расчётного сопротивления от диаметра стержня; md = 1,12 -10d; n- количество стержней.
Вклеенные стержни
Стяжной болт
ВИД СБОРНОГО КАРНИЗНОГО
УЗЛА
стяжной болт
вклеенные стержни
|
|
|
|
|
Варианты решения коньковых узлов рам |
|
||||||
|
|
|
В представленных вариантах нагели и накладки воспринимают поперечную силу Q. |
|
||||||||
|
|
На парных деревянных накладках |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
наклад и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
деревянная накладка |
В данном варианте нагели работают на изгиб. |
|||||
|
|
полурама |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Расчёт |
нагельного соединения и расчёт узловых |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
М=Qe1/2 |
|
|
|
|
двухсрезные |
накладок |
осуществляется |
аналогично |
расчёту |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
|
нагели |
конькового узла арок. |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
R2 |
R |
e |
/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e2/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт нагелей (гвозди, саморезы, глухари) |
||||
|
|
|
|
На металлических |
|
в данном случае выполняется из условия их работ |
||||||
|
|
|
Z– образных пластинах |
|
на выдергивание. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчётная несущая способность одного нагеля |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tн.выд. Rв.τ πd |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
накладка |
где Rвτ–расчётное сопротивление выдёргиванию, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
монтажные |
которое принимается для воздушно-сухой |
||||
|
|
|
|
|
|
|
нагели |
древесины равным 0.3 МПа; d- диаметр гвоздя или |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
наружный диаметр самореза, глухаря; ℓ- длина |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
гвоздя или нарезной части самореза, глухаря. |
||||
|
|
На нагелях и узловой подбалке |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
шпильки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При данном решении узла нагели |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
рассчитываются на растяжение, размеры шайб |
||||
|
подбалка |
|
|
|
|
определяются из расчёта древесины на смятие |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
поперёк волокон, толщина шайб определяется из |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
условия их работы на изгиб. |
|
|||