2.5.4. Расчет карнизного узла

В узле К стойка сопрягается с ригелем рамы в полдерева и соединяется болтами, работающими как односрезные нагели.

Карнизное соединение, передающее продольное усилие ригеля на стойку в т. К, рассчитывается согласно п .5.13, 5.14, 5.15. [3].Диаметр болтов подбирается конструктивно в пределах 1,6см … 2,4см. Расчет заключается в определении количества нагелей, необходимых для надёжной работы карнизного узла и в правильной расстановке их, согласно п.5.18. [3].

Рисунок 11 - Карнизный узел

При определении расчетной несущей способности цилиндрического нагеля на один шов сплачивания необходимо учитывать, что смятие в нагельном гнезде стойки происходит под углом к волокнам, а также породу древесины и условия работы соединения.

Количество болтов, необходимых для карнизного узла определяется по формуле:

, (2.33)

где - число расчетных швов одного нагеля;

- наименьшая расчетная несущая способность на один шов сплачивания, кН, определенная по формулам таблицы 17 [3];

Расчетная несущая способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания из условия смятия ригеля определяется по формуле:

, (2.34)

где ;

;

Расчетная несущая способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания из условия смятия стойки определяется по формуле:

, (2.35)

где - коэффициент, который вводится при передаче усилия нагелем под углом к волокнам, определяемый по таблице 19 [3].

;

.

Расчетная несущая способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания из условия изгиба нагеля определяется по формуле:

, (2.36)

но не более ;

;

;

принимаем 14 нагелей d=20 мм.

Расстановка нагелей производится согласно п.5.18 [3].

;

;

.

Шайбы принимаются в соответствии с п. 6.11 [3].

2.5.5. Расчет конькового узла

Узел решается упором торцов полуригелей. Боковая жесткость узла обеспечивается постановкой парных деревянных накладок. Для обеспечения шарнирности узла крайние напряженные волокна скашиваются на глубину 2 - 3 см.

Рисунок 12 - Коньковый узел

Толщину накладок назначаем: .

Накладка работает на изгиб от поперечной силы с большим запасом прочности, поэтому расчет на изгиб не требуется.

1. Расчет на смятие торцов полуригелей производится согласно п.5.1. и 5.2 [3].

, (2.37)

где - расчетная площадь смятия, см², определяемая по формуле:

, (2.38)

- расчетное сопротивление древесины смятию под углом к направлению волокон, кН/см², определяемое по формуле:

, (2.39)

- сминающее усилие лобового упора (направлено перпендикулярно площадке смятия), кН, определяемое по формуле:

, (2.40)

;

;

;

.

2. Расчет соединительных болтов производится согласно п.5.13, 5.14, 5.15 [3].

Требуемое количество болтов определяют от действия поперечной силы , величина которой в коньковом узле достигает максимального значения при одностороннем нагружении рамы временной расчетной снеговой нагрузкой:

, (2.41)

.

При расчете каждую половину накладки считают шарнирно-консольной балкой, расстояние е₁ и е₂ назначают из правил расстановки болтов. Назначаем диаметр болта в пределах 16…24 мм.

;

.

Усилие в первом ряду болтов:

.

Усилие во втором ряду болтов:

.

Определяем количество нагелей в первом и во втором ряду соответственно от действия сил и .

Определяем минимальную несущую способность одного нагеля на 1 шов сплачивания, соединение двух срезное симметричное:

а) из условия смятия ригеля:

.

б) из условия смятия накладки:

.

в) из условия изгиба нагеля:

;

.

Количество нагелей в I ряду определяется по формуле:

, (2.42)

.

Количество нагелей во II ряду определяется по формуле:

, (2.43)

.

Принимаем шайбы в соответствии с п.6.11. [3]:

;

.