2.4.4.6. Расчёт узла в верхнего пояса

Проектируются узлы верхнего пояса фермы с металлическими вкладышами между торцами соседних панелей (см. рис.2.15), расположенными симметрично относительно центра тяжести сечения верхнего пояса.

1. Максимальные напряжения смятия в торцах деревянных элементов пояса, упирающихся во вкладыши, составляют:

2. Для расчета вкладыша из него выделяется полоска шириной b=1 см и длиной, равной ширине вкладыша, т.е. 0,18 м. Расчет полосы производится как неразрезной балки (опорами служат ребра жесткости вкладыша) со свободно опертыми концами. Изгибающий момент в расчетной полоске приближенно может быть вычислен по формуле:

.

где - равномерно распределенная нагрузка, численно равная сминающим напряжениям, умноженным на ширину полосы b=1 см (или ).

Требуемый из условия прочности момент сопротивления:

.

Толщина пластинки вкладыша:

.

Принимаем толщину пластинки по сортаменту равной .

3. Узловой болт рассчитывается на срез от действующих усилий в раскосах, сходящихся в узле. Определение расчетной силы для проверки узлового болта на срез показано на рис.2.16.

В нашем случае .

Рис. 2.16 К расчету узлового болта

Расчетное усилие для проверки болта на смятие равно .

Расчетное усилие , которое может быть воспринято одним болтом равно (см. п.14.2.9 [3]):

на срез (2.14)

на смятие (2.15)

Здесь - результирующая сила по рис.2.16.

- расчетные сопротивления болтового соединения на срез и смятие (по табл.Г5 [3] для класса прочности 5.8, принятого по табл.Г3 [3]);

- при расчете на срез;

- в расчете на смятие при расстоянии от центра болта до края элемента 2d;

;

.

Площадь болта из условия среза вычисляется из выражения:

.

Болт .

Диаметр болта из условия среза вычисляется из выражения:

.

Проверяем болт на действие изгибающего момента от равнодействующей R:

.

Требуемый момент сопротивления:

.

Необходимый диаметр болта:

.

Принимаем окончательно узловой болт диаметром 22 мм по ГОСТ 7798-70 (см. табл.4 прил.2) и длиной . Расстояние от центра болта до края ребра жесткости вкладыша (в направлении действия усилия в узле) согласно табл.40 [3] составит .

Тогда толщина вкладыша: .

2.4.4.7. Расчёт узла верхнего пояса в месте примыкания стойки

1.Узловой болт рассчитывается на срез от действующих усилий в стойке.

В нашем случае

Расчетное усилие , которое может быть воспринято одним болтом равно (см. п.14.2.9 [3]):

на срез (2.14)

на смятие (2.15)

Здесь

- расчетные сопротивления болтового соединения на срез и смятие (по табл.Г5 [3] для класса прочности 8.8, принятого по табл.Г3 [3]);

- при расчете на срез;

- в расчете на смятие при расстоянии от центра болта до края элемента 2d;

; .

Площадь болта из условия среза вычисляется из выражения:

.

Болт .

Диаметр болта из условия среза вычисляется из выражения:

.

Принимаем окончательно узловой болт диаметром 22 мм по ГОСТ 7798-70 (см. табл.4 прил.2) и длиной . Расстояние от центра болта до края уголка (в направлении действия усилия в узле) согласно табл.40 [3] составит .

2. Уголок-наконечник надевается на болт, вставленный в проушины пластинки, которая передаёт усилие от стойки на верхний пояс.

Смятие низа верхнего пояса поперёк волокон проверяем на действие сжимающего усилия V₃=-67,764кН.

Площадь смятия при этом определяется площадью пластинки, а напряжения смятия равны:

Здесь 3МПа - - расчётное сопротивление смятию поперёк волокон.

табл.3 [1]

Тогда расчетный изгибающий момент в ней

Необходимый момент сопротивления с учетом пластичности стали:

Необходимая толщина пластинки:

Принимаем пластинку толщиной (ГОСТ 10705-80).

Пластинка прикрепляется к поясу 8 глухарями d 6x50.