3 Деревянные соединения на стальных элементах

Деревянные конструкции при их соединениях выполняют при помощи стальных элементов в виде болтов, тяжей, хомутов и других.

Все стальные элементы соединений рассчитывают по 4. При этом различают работу одиночных стальных элементов и групповых, состоящих из двух или более ветвей. Расчетные сопротивления групповых соединений элементов снижают, учитывая возможную неравномерность соединения усилий между ними на коэффициент 0,85.

По курсовому проекту по разделу деревянных конструкций зданий и сооружений требуется рассчитать опорный узел деревянной фермы, соединенный на стальных рабочих элементах, нагелях и тяжах. Опорная реакция фермы и угол между верхним и нижним поясами фермы определяются по исходному. Элементы фермы выполняются из ели, сечения поясов определяются расчетом и принимаются по сортаменту древесины.

3.1 Расчет опорного узла.

Опорная реакция фермы А = 80 кН;  = 22⁰. Рассчитать опорный узел фермы (рисунок 3.1). Пояса выполнены из брусьев ели сечением 1822; h = 396 см².

кН;

Н/см²= 5,39 МПа  14 МПа;

кН.

Н/см²= 5МПа  10МПа [5].

1 – верхний пояс; 2 – нагель; 3 – тяжи; 4 – накладки; 5 – болты; 6 – вертикальные траверсы;

7 – нижний пояс; 8 – горизонтальные траверсы; 9 – упорный швеллер

Рисунок 3.1

Принятые размеры сечений поясов удовлетворяют по прочности.

Верхний сжатый пояс упирается в опорном узле во вкладыш (см. рисунок 3.1). Площадь упора F = 1822 = 396 см².

Проверяем прочность вкладыша на смятие:

Н/см²= 5,39 МПа  16 МПа,

МПа  16 МПа [5]

Через вкладыш передается горизонтальная составляющая усилия N_c= N_ на швеллерный упор.

Из конструктивных соображений предварительно принят швеллер № 20 из стали с 345-4 с R_y= 335 МПа, W = 20,5 см³.

Изгибающий момент в швеллерном упоре, принимая, что давление от вкладыша на него будет передаваться равномерным, определяется по выражению

Нсм = 6,53 кН·м,

где q = 500  18 = 9000 Н/см;

18см – ширина нижнего пояса фермы;

 = 24,2 см; а = (24,2 – 22):2 = 1,1 см.

Н/см²= 318,73  335 МПа,

где см³.

Усилия от упорного швеллера передаются на две горизонтальные траверсы. Траверсы принимаем из двух сваренных вместе равнополочных уголков 63х5 квадратного сечения из стали С-235 с R_y=230 МПа (см. рисунок 3.1). Изгибающий момент в траверсы определяем из выражения как для упорного швеллера:

Усилие от нижнего пояса фермы передается на горизонтальные траверсы через швеллерный упор, который шире пояса на 2 см, где q_mp = N/b = 198000/20 = =9900 Н/см²; швеллер № 20:

Н/см²= 198,88 МПа  R_y= 230 МПа,