2.6.2. Промежуточный узел фермы по верхнему поясу (узел 2).

Конструкция промежуточного узла фермы по верхнему поясу показана на рис.7. Расчету подлежат: площадка смятия по торцу сжатой стойки "2-3"; болты (стержневые нагели), закрепляющие стойку от смещений в плоскости ската верхнего пояса.

Расчетные усилия: N = - 79.56 кН (для площадки смятия); скатная составляющая (для расчета болтов) T = N cos = 79.56 * сos 18.43 = 25.12 кН.

Расчет упора стойки.

Усилие сжатия N = 79.56 кН передаем на древесину верхнего пояса посредством "торцевого упора" (через опорную диафрагму). Угол смятия древесины верхнего пояса _с= 90 - 18.43 = 71.46.

Расчетное сопротивление древесины смятию определим из выражения:

R_см = R_смо /[1+((R_смо/R_см)- 1) sin³] = 1.5/[1+((1.5/0.4)-1)(sin71.46)³]

Здесь R_см - расчетное сопротивление местному смятию под шайбами под углом 90⁰ к волокнам древесины; R_см = 0.4 кН/см .

Необходимая площадь смятия:

A_см > N _п / R_смо = 79.56 *0.95/0.446 = 169.46 см .

Необходимая длина площадки смятия l_т (при b_cт = b_n = 17.5 см):

l_т > A_см / b_cм = 169.46 / 17.5 = 9.68 см

Принимаем l_т = 10 см= b_ст / cos 18.43 = 10.5 см. Толщину опорной диафрагмы принимаем по конструктивным соображениям t_т = 0.5 см (изгиб диафрагмы при принятых размерах b_т * l_т практически исключен).

Расчет болтов.

Предварительно зададимся диаметром стержневых нагелей (болтов) d = 2.0см (см. выше). Расчетная несущая способность на один срез нагеля при действии усилия под углом  = 71.43 к волокнам древесины; коэффициент K_ = 0,6:

- по условиям смятия:

T_см = 0.5 cd * K_ = 0.5 * 17.5 * 2* 0.6 = 10.5 кН;

- по условиям изгиба:

T_изг = 2.5 d * (K_)^0.5 = 2.5* 4 * 0.6 =7.74 кН < 10.5 кН.

Требуемое количество нагельных болтов (n_s = 2):

n > T / n_s T_min = 25.12 / 2*7.74 = 1.6

Принимаем 2 d 20. Размеры накладок и фасонок определяем из геометрических построений с учетом необходимости в сохранении требуемых размеров S₁, S₂ и S₃ при расстановке болтов в древесине и металле; ширина металлических накладок b_н > 3d = 6 см при этом толщину накладок, фасонок и диафрагмы-прокладки верхнего пояса принимаем равной t = 0.5 см по конструктивным соображениям.

Для обеспечения необходимой жесткости узла из плоскости фермы используются деревянные накладки сечением 10*15 см с закреплением их к элементам верхнего пояса с помощью болтов диаметром 20 мм.

2.6.3. Коньковый узел фермы (узел 4)

Конструкция узла показана на рис. 8. Расчету и конструированию подлежат: вкладыш узлового сопряжения элементов верхнего пояса; центровой болт; листовые фасонки растянутых раскосов; сварные швы.

Расчетные усилия: N_вп = - 390.6 кН; N₃₄ = N₄₅ = + 152.46 кН.

Конструирование и расчет вкладыша.

Торцевые диафрагмы вкладыша (при количестве ребер жесткости n_р= 4) работают и рассчитываются аналогично диафрагмам опорного узла.

Зададимся толщиной: диафрагмы t_д = 1.0 см; промежуточных ребер жесткости t_р = 0.5 см. Толщину крайних ребер определим из последующих расчетов сопряжений центрового болта (см. ниже).