2.2. Конструирование и расчет опорного и конькового узла.

Для арок треугольного очертания продольная сила в опорном сечении принимается из статического расчета.

Опорный узел клееных арок с затяжками выполняется при помощи стального сварного башмака. Башмак состоит из опорной плиты, фасонок и упорной диафрагмы. Опорная плита башмака располагается горизонтально. Вертикальные фасонки привариваются к опорной плите. Между фасонками вваривается упорная диафрагма прямоугольного или ребристого сечения. Упорная диафрагма может располагаться наклонно, перпендикулярно оси арки или вертикально.

Ребра жесткости выполняются из листового металла.

Толщина фасонок назначается в зависимости от величины действующей в опорном узле продольной силы:

, т.к. N = 62,04 кН < 150 кН;

Толщину ребер можно принять равной толщине фасонок: , а длину ребер принимаем .

В арках треугольного очертания, в случае решения узла без эксцентриситета, высота упорной плиты назначается из условия смятия древесины вдоль волокон от действия продольной силы:

см;

где – расчетное сопротивление древесины смятию вдоль волокон, принимается по Приложению с учетом породы древесины, условий эксплуатации и класса ответственности здания,

кН/ ;

N –продольное усилие в опорном сечении,

b –ширина поперечного сечения арки;

В любом случае должна быть не менее 0.6 высоты поперечного сечения арки: h*0.6

17,5*0,6 = 10,5 см => принимаем см;

Исходя из этого принимаем , мм.

Расчет упорной диафрагмы

Так как , изгибающий момент в полосе шириной в 1см в направлении короткой стороны не рассчитываем.

Изгибающий момент в середине свободного края определяется по формуле:

M = β*q* 0,06*0,54* кН*см;

где β – коэффициент принимаемый в зависимости от отношения закрепленной стороны пластины к свободной b = 11 см,

≈ 0,5 => β = 0,06

q = кН/ ;

Требуемая толщина упорной плиты вычисляется по формуле:

см = 9,4 мм;

где – расчетное сопротивление стали,

-коэффициент, учитывающий класс ответственности здания;

- коэффициент условия работы.

Толщина упорной плиты должна быть кратной 1 мм, поэтому принимаем мм.

Расчет упорной диафрагмы на общий изгиб

Изгибающий момент определяется по формуле:

M = кН*см;

где q = кН/см;

l –расчетный пролет равный расстоянию между центрами боковых фасонок,

l = b+ = 11+0,6 = 11,6 см;

Так как сечение ребристой диафрагмы относительно горизонтальной оси несимметричное, для вычисления момента сопротивления необходимо предварительно найти положение центра тяжести сечения.

Расстояние Z от внешней грани упорной плиты до центра тяжести всего сечения определяется по формуле:

Z = =

6,07 см;

Момент инерции сечения относительно центра тяжести:

J = *

= 1*11

= 341,27+980,99 = 1322,26 ;

Минимальный момент сопротивления сечения упорной диафрагмы:

W = ;

где y = = 6,53 см;

Проверка прочности выполняется по формуле:

σ =

σ = кН/ = 4,7 МПа;

= МПа;

σ = 4,7 МПа МПа.

Условие выполняется, значит, конструирование узла можно продолжить.