Расчёт и конструирование узловых соединений

Опорный узел.

;

– в промежуточном узле (смятие древесины вдоль волокон)

.

Тогда требуемая высота бруса верхнего пояса фермы:

; принимаем h=34см, откуда r=0,289·h_тр=0,289·34=9,54см.

Проверяем принятое сечение. Геометрические характеристики:

, , гибкость элемента в плоскости фермы .

Расчетный изгибающий момент:

.

Коэффициент:

.

Максимальные нормальные напряжения:

– в середине пролета

>

– по краям панели

< ;

Коньковый узел.

Расчетные усилия: ; . Усилия от одного элемента на другой передаются лобовым упором через дубовый вкладыш сечением 200х200мм, длиной 180мм. Размеры дубового вкладыша принимаются таким образом, чтобы конструкция узла обеспечивала требуемый размер площадок смятия торца вкладыша – 200мм > 126мм, пересечение линий действия усилий во всех элементах в одной точке с расчетным эксцентриситетом е = 80мм и размещение траверс для крепления раскосов.

Траверсы устраиваются из швеллера №8 со стенкой, усиленной листом толщиной 8 мм, и листа размером 10х100мм. Расчет их с определением геометрических характеристик сечения производится так же, как траверсы в опорном узле. Расчетный момент в траверсе:

Геометрические характеристики сечения:

– площадь сечения 4+8,98+10 = 23 ;

– положение центра тяжести ;

– момент инерции сечения I=12,8+13+1,17²+10·1,52²=53,8 , где 12,8 – момент инерции швеллера с листом;

– минимальный момент сопротивления .

Нормальные напряжения:

< 210МПа.

Проверяем на изгиб лист траверсы при давлении:

, где 0,1м – длина листа траверсы.

Принимая концы защемлёнными, определяем изгибающий момент в

полосе шириной 1см среднего участка при пролете 8см по формуле

.

Требуемая толщина листа:

; принимаем 12мм.

Швеллер и лист свариваются между собой (шов h = 5мм).

Лист имеет корытообразную форму и является общим для обеих траверс. К нему двумя болтами d = 12мм крепится дубовый вкладыш и вертикальная подвеска из круглого стержня d = 12мм.

В коньковом узле используем подушки сечением 200х240мм длиной 550мм с врезкой их в брусья верхнего пояса на глубину 90мм. Лист траверсы – шириной 200мм обеспечивает необходимый размер площадки смятия торца подушки – 200мм > 126мм.

Для укладки щитов покрытия по коньку с обеих сторон верхнего пояса выпускаются парные накладки сечением 75х100мм, длиной 650мм с врезкой друг в друга в коньке в полтолщины с прокладкой между ними. Накладки крепятся к брусьям верхнего пояса болтами d=16мм и вместе с корытообразным листом траверсы обеспечивают жесткость узла из плоскости фермы.

Конструкция узла показана на листе 2.

Расчет сечения стойки.

Определение нагрузок.

Q_б – опорная реакция балки,

Q_б=53,16 кН

Q_об.бр. – опорная реакция обвязочного бруса,

.

Предполагаем 70, тогда коэффициент продольного изгиба определяем по формуле: ,

где  - гибкость элемента, ;

l₀ – расчетная длина элемента,

l₀=l₀=61=6м,

l=6м – свободная длина элемента;

₀=1

r – радиус инерции сечения элемента с максимальными размерами брутто, в данном случае, относительно оси Х,

Пусть , получаем:

(СНиП II-28-80, табл. 3, 2 сорт древесины,сжатие элемента прямоугольного сечения высотой до 50см)

(СНиП II-28-80, табл. 4, лиственница)

Конструктивно принимаем сечение стойки 270х270.

Проверяем гибкость:

м,

, что соответствует предположению, сделанному в начале

Литература

1. СНиП II-25-80 (с изм. 1988) Деревянные конструкции.

2. СНиП 2.01.07-84* Нагрузки и воздействия.

3. «Конструкции из дерева и пластмасс» Примеры расчета и конструирования: Учеб. пособие для вузов / Под. ред. проф. Иванова В. А. – 3 –е изд., перераб. и доп. – Киев.: Вища школа. Головное изд-во, 1981. – 392с.

8