4.6.4.Расчет опорного узла а

В узле А опорная стойка АБ и нулевая панель нижнего пояса АД крепятся с помощью болтов d=12мм к сварному металлическому башмаку, состоящему из вертикальных фасонок 1 толщиной 8мм и опорной плиты 2.

После установки фермы в проектное положение металлические башмаки узлов присоединяются болтами d=16мм через опорные плиты к деревянному обвязочному брусу ОБ (сечением 200х200), уложенному в прорези клееных деревянных колонн.

Рисунок 4.6.4.1 – Опорный узел А (а) и узел крепления фермы к сойке (б).

Размеры опорной плиты определяются из условия работы древесины обвязочного бруса на смятие поперек волокон торцом стойки АБ.

F_оп.=l_пл·b_пл=R_А/R_см90= 94420/(2,16·10⁶) = 437,1·10^-4м²(437,1см²)

где R_см90= 2,16·10⁶ Па – расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон в опорных частях конструкции

Так как один из размеров плиты b_пл=h_со= 10,6 см, определяем второй:

l_пл=F_оп/ b_пл= 437,1/10,6 = 41,2см

Принимаем размеры опорной плиты l_пл х b_пл= 42 х 10,6 см.

Толщина плиты определяется из условия изгиба консоли от равномерно распределенного давления по поверхности плиты:

_пл.=R_А/( l_пл·b_пл) = 94420/(0,42·0,106) = 2,12·10⁶ Па

Изгибающий момент в консоли при расчетной ширине 10,6 см и вылете консоли:

l_к=l_пл/2 - b_со/2 - 0,3 - _ф/2= 42/2 – 13,5/2 - 0,3 - 0,8/2 = 13,55 см

определяется по формуле:

М_к=0,5_пл· l_к²= 0,5· 2,12·10⁶ · 0,1355² =19462 Н

Необходимая толщина плиты:

_пл= √(6М_к/R_y) = √(6·19462/(220·10⁶)) = 0,023м = 2,3см.

Принимаем 24 мм.

R_y = 220 МПа для стали С245 δ>20 мм

Рисунок 4.6.4.2 – К расчету опорной плиты.

4.6.5.Расчет конькового узла г

Клееные блоки верхнего пояса в узле Г соединяются между собой парными деревянными накладками 1 сечением 145 х 120 (из досок до острожки 150х125 мм) и металлическими фланцевыми элементами 2. Соединение накладок с клееными блоками осуществляется с помощью метальных болтов диаметром 12мм. Необходимый эксцентриситет е = 10,1 см обеспечивается верхней прорезью глубиной 2е = 2·10,1 = 20,2 см.

Сжимающее усилие в раскосе Д₁ = -31190 Н передается парными накладками из металлических швеллеров №16 на фланцы 2 через угловые швы на торцах швеллеров. Швы срезаются усилием:

Д₁·sinα₃ =31190·0,5597 =17457 Н

и сжимаются усилием:

Д1·cosα₃ =31190·0,8287=25847 Н

Общая ширина шва.

L_= 2(b_ш–1)+[(h_ш-1)+(h₁-1)]/cos₃ = 2(6,4–1)+[(16-1)+(13,32-1)]/0,8692 =44,3 см

где b_ш и h_ш – соответственно ширина полки и высота швеллера № 16;

h₁ = h_ш - 4t = 16 - 4·0,67= 13,32 см;

t =0,67– средняя толщина швеллера №16.

Рисунок 4.6.5.1 – Коньковый узел Г.

Напряжения в швах общей длинной на одном швеллере L_ =44,3 см:

τ = Д₁ · sin₃/(2_f·k_f·L_) = 17457/(2·0,7·0,005·0,443) = 5,6·10⁶ Па

τ = Д₁ ·cos₃/(2_f·k_f·L_) = 25847/(2·0,7·0,005·0,443) = 8,3·10⁶ Па

Суммарное напряжение:

√(τ²₁ + τ²₂) = √(5,6² + 8,3²) = 10 МПа < R_ωf·γ_с=180 МПа

Давление от раскоса ДГ передается на швеллеры через стальной лист 4 размерами b₁ х a₁ = 13,5 х 16 см, который рассматривается как закрепленная по контуру пластинка, загруженная равномерным давлением торца раскоса ДГ:

σ_п = Д₁/ b₁·a₁ = 31190/(0,135·0,16) = 1,44·10⁶ Па

Расчетный изгибающий момент в пластинке:

М_п = β·σ_п·b²₁ = 0,063·1,44·10⁶·0,135² = 1653 Нм

где, β = 0,063 для отношения a₁/ b₁ = 16/13,5 = 1,2.

Требуемая толщина пластинки:

δ_п =√(6М_п/R_у) =√(6·1653/(240·10⁶)) = 0,0064м = 0,64см.

Принимаем: δ_n = 10мм.