Расчет узловых соединений - Конструкции из дерева и пластмасс

Опорный узел. Расчетные усилия в узловых элементах: N1-2 = 96,67 кН,

N1-11 = 86,45 кН, R1 = 40,32 кН, - опорная реакция от расчетной нагрузки.

Требуемая длина горизонтальной площадки опирания из условия обвязочного бруса поперек волокон при

Определяется по формуле:

Принимаем lГор=12 см.

Для создания горизонтальной опорной площадки используем подушку сечением 125х260 мм длиной 500 мм с фрезеровкой горизонтальной площадки до150 мм. Подушка врезается в брус верхнего пояса на глубину 80 м, что обеспечивает требуемый эксцентриситет

И достаточную площадь смятия торца 8см > hСм = 5,18см.

Проверяем длину подушки по скалыванию вдоль ее длины:

Где - расчетное сопротивление древесины скалыванию.

Подушка крепится к брусу двумя парами болтов d = 16мм. Нижний пояс присоединяется к опорному узлу траверсой, сваренной из швеллера №8 со стенкой, усиленной листом толщиной 4мм, и листа размером 8х120 мм. Ширина листа обеспечивает требуемый размер высоты площадки смятия торца верхнего пояса (подушки), равный hСм = 5,24см. Траверса рассчитывается на изгиб с расчетным пролетом, равным расстоянию между ветвями нижнего пояса:

LТр = 12,5 + 2,6 = 15,1 см.

Расчетный момент:

Геометрические характеристики сечения:

- площадь сечения:

;

- положения центра тяжести:

;

- момент инерции сечения:

;

- минимальный момент сопротивления:

Нормальные напряжения:

Где RY = 330 МПа - расчетное сопротивление стали изгибу по пределу текучести.

Проверяем на изгиб лист траверсы при давлении от усилия в нижнем поясе:

Где 12 см - длина траверсы.

Изгибаемый момент для полосы среднего участка с расчетной шириной bР = 1см при пролете 8 см и защемленных концах:

То же, для консольного участка вылетом lК = 2см:

Требуемая толщина плиты:

Принимаем 8мм.

Крепление фермы по обвязочному брусу производятся при помощи болтов d= 12 мм на уголках 63х5 мм.

Опорный узел: а - конструкция узла; б - сечение траверсы.

Узел нижнего пояса

Расчетные усилия в элементах: N1-11 = 86,45 кН, N10-11 = 54,51кН, N3-11 = 20,42кН, N5-11 = 32,32кН. Фасонки в узле выполнены из листовой стали =10мм с отверстиями для точеных валиков. Элементы нижнего пояса и раскоса крепятся в узле с помощью петель, диаметры которых рассчитаны выше. Расчетный пролет валиков равен lВ = 2,6 + д = 3,6 см. Расчетный момент в валиках для крепления горизонтальных тяжей (по максимальному усилию):

Требуемый диаметр валиков:

Принимаем dВ = 32 мм.

Проверяем принятый диаметр валика:

- на срез:

Где - расчетное сопротивление проката смятию в цилиндрических шарнирах.

Аналогично подбираем валик d = 28 мм для крепления раскоса.

Наименьшая ширина фасонок в месте ослабления отверстиями:

Принимаем по конструктивным соображениям:

Принимаем = 10 см >

Минимальная длина сварных швов при катете шва kF = 4 мм для крепления петель к тяжам из двух круглых стержней определяется по формуле 120 СНиП II - 23 - 81:

Где - расчетное сопротивление металла швов сварных соединений с угловыми швами, принимаемое по табл. 56 СНиП II - 23 - 81 ;

- коэффициент условий работы шва в зависимости от климатического района по п. 11,2 СНиП II - 23 - 81;

- коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 СНиП II - 23 - 81

- коэффициент, зависящий от вида сварки по табл. 34 СНиП II - 23 - 81

Принимаем lW = 8 см.

При этом в стойке возникают только сжимающие усилия, упираем ее в уголок 125х80х7 мм, приваренный к фасонкам, и крепим двумя болтами d = 10 мм.

Промежуточный узел нижнего пояса

Промежуточный узел верхнего пояса. Усилие от одного элемента верхнего пояса на другой передаются лобовым упором торцов через площадки смятия, высота которых равна

HТр = h - 2е = 2 - 2*9 = 20 - 14 = 6 см, что превышает требуемую. Стык в узле перекрывается двумя деревянными накладками сечением 50х150 мм длиной 49 см на болтах d = 10 мм, которые обеспечивают жесткость узла из плоскости.

Промежуточный узел верхнего пояса

Усилие от стойки передается на верхний пояс через торец упором. Накладки из брусков сечением 50х75 мм длиной 390 мм и болты с диаметром d = 10 мм принимаются конструктивно.

Коньковый узел. Расчетные усилия в элементах узла равны:

N4-5 = 84,91 кН, N5-11 = 32,32 кН.

Усилие от одного элемента на другой передается лобовым упором под углом б. Площадь лобового упора равна

Расчетное сопротивление смятию при направлении усилия под углом б = 20,480 и направлению волокон древесины составит:

Проверка на смятие производится по формуле:

Для обеспечения жесткости узла из плоскости фермы выше расчетной оси конструктивно крепятся парные накладки сечением 50х100 мм при помощи 6 болтов диаметром 10 мм. Ниже расчетной оси посредством двух болтов крепим с обеих сторон металлические пластины толщиной 8 мм, к которым привариваем раскосы и крепежный элемент вертикальной подвески из круглого стержня диаметром 10 мм.

Принимаем болты диаметром 16 мм для крепления металлических пластин. Равнодействующая растягивающего усилия:

Где а1 = arctg= 36,830.

Болты передают усилие на пластины под углом 900 - а = 69,520, следовательно, КА = 0,668 по табл. 19 СНиП II-25-80. Расчетную способность болтовых соединений определяем из условий:

    - смятия древесины среднего элемента - изгиба болта

Требуемое количество болтов:

Принимаем 6 болтов диаметром 16 мм.

Минимальная длина сварных швов при катете шва kF = 4мм для крепления элементов раскоса к металлической пластине определяется по формуле:

Принимаем длину шва: lШва = 6 см.

Похожие статьи




Расчет узловых соединений - Конструкции из дерева и пластмасс

Предыдущая | Следующая