Узел сопряжения подкоса со стропильной ногой

Упорный брусок воспринимает усилие равное:

N = N _п + N _сн1 =-0,43-2,13 т= -25,6 кН

где N _п - максимальное продольное усилие от постоянной нагрузки;

N _сн1 - максимальное продольное усилие от снеговой нагрузки (2-ой вариант);

Толщина бруска: .

Сечение накладки 150×500 мм на гвоздях К6х200.

Количество нагелей:

,

- минимальная несущая способность гвоздя диаметром 4 мм:

На изгиб - Т=2,5d² + 0,01a² =2,5*0,6²+0,01*10²=1,9 кН;

На смятие среднего элемента - Т=0,5cd=0,5*20*0,6=6 кН.

На смятие крайнего элемента - Т=0,8аd=0,8*10*0,6=4,8 кН.

Принимаем 10 гвоздей.

Рисунок 15 – Узел сопряжения подкоса со стропильной ногой.

В месте соединения подкоса со стропильной ногой устанавливаем бобышку.

Соединение затяжки со стропильной ногой

- затяжка:

затяжку проектируем шириной, равной ширине верхней части стропильной ноги,

N = N _п + N _сн1 =3,6+18 = 21,6 кН

где N _п - максимальное продольное усилие от постоянной нагрузки;

N _сн1 - максимальное продольное усилие от снеговой нагрузки (2-ой вариант);

Высоту сечения определяем по предельной гибкости:

,

где ;

- расчетная длина элемента,

- геометрическая длина элемента;

- коэффициент приведения, μ=1– при шарнирных закреплениях обоих концов стержня,

- предельная гибкость, п. 4.22 [5].

.

Принимаем затяжку сечением 5×20 см;

.

Из условия предельной гибкости принимаем две накладки сечением 30х200 L=5290.

Сечение затяжки проверяем на прочность:

Определяем количество нагелей для соединения затяжки со стропильной ногой:

Количество нагелей:

,

Усилие N будет равно:

N= N_п+ N_сн1=0,36+1,8=2,16т =21,6 кН

- минимальная несущая способность болта диаметром 2 см:

На изгиб - Т=(2,5d² + 0,01a² ) К_ἀ=(2,5*2²+0,01*5²)*0,96=11,2 кН;

На смятие среднего элемента - Т=0,5cdК_ἀ=0,5*5*2*0,96=4,8 кН.

На смятие крайнего элемента - Т=0,8cdК_ἀ=0,5*5*2*0,96=7,68 кН.

Принимаем 2 нагеля на каждом узле.

Рисунок 16 – Узел сопряжения затяжки со стропильной ногой.

Соединение верхней и нижней частей стропильной ноги

Определяем количество нагелей для соединения стропильной ноги:

Соединение принимаем на гвоздях К5х150;

Количество нагелей:

,

Усилие N будет равно:

кН

- минимальная несущая способность гвоздя диаметром 0,5 см:

На изгиб - Т=2,5d² + 0,01a² =2,5*0,5²+0,01*5²=0,88 кН;

На смятие среднего элемента - Т=0,5cd=0,5*5*0,5=1,25 кН.

На смятие крайнего элемента - Т=0,8cd=0,5*5*0,5=1,25 кН.

Принимаем 9 гвоздей на каждое соединение.

Рисунок 17 – Узел сопряжения верхней и нижней частей стропильной ноги.

Расчет мауэрлата на смятие

Определяем требуемую площадь опорной части стропильной ноги

см²,

где А – опорная реакция

([24] п.3.1).

Конструктивно принимаем площадь опорной части F=10*5*2=100 см²

Прочность на смятие обеспечена.

Проверка сечения кобылки

Подбор сечения кобылки производим при сочетании расчетных нагрузок от собственного веса и веса снега, распределенного по всей длине кобылки.

Рис.18 Опорный узел стропильной ноги.

кН − полная нагрузка на кобылку;

кН − вес снега;

кН − собственный вес кобылки;

кН/м² − расчетная снеговая нагрузка для IV района;

кг/м³ = 6,5 кН/м³ − плотность древесины;

м³ − объем кобылки;

Определяем изгибающий момент:

кН∙м=14890кг∙см;

мм − расчетная длина кобылки;

Проверяем кобылку на изгиб:

кг/см² < R_u =130кг/см²;

см³ − момент сопротивления сечения кобылки;

кг/см² ─ расчетное сопротивление изгибу см.п. 3.1[3];

Кобылка крепится к стропильной ноге с помощью гвоздей.

-определяем несущую способность гвоздя на изгиб:

Берем гвозди d =5мм;

кН;

см ─ диаметр гвоздя;

см ─ толщина крайнего элемента;

─ коэффициент, учитывающий снижение несущей способности болта при сопряжение элементов;

-определяем несущую способность гвоздя при смятии крайнего элемента:

кН;

Определяем максимальное горизонтальное усилие от изгибающего момента, действующего на каждый крайний нагруженный гвоздь:

кг < T_н =115кг;

m − количество рядов;

− расстояние между крайними по высоте рядами гвоздей;

Следовательно, несущей способности одного гвоздя достаточно для восприятия горизонтального усилия от изгибающего момента. Принимаем два ряда по 2 гвоздя в каждом, при сечении кобылки 50×120мм.