книги из ГПНТБ / Ветрюк И.М. Конструкции из дерева и пластмасс учеб. пособие

Д ля брусчатых врубок площадки смятия можно заменить глубинами врубок

приятное условие распределения скалывающих напряжений по

70

ющего усилия болтом. После соответствующего сложения усилий Nc, Nv, А (рис. 25) и учета сил трения по площадке скалывания усилие в аварийном болте

Подферменная подкладка прикрепляется к нижнему поясу гвоздями, которые работают на срез от горизонтального состав­

ляющего усилия стяжного болта. Срезывающее усилие с учетом сил трения между подферменной подкладкой и поясом фермы определяется следующим образом:

лобовой врубке. Угол между верхним и нижним поясами фермы <х=30°. Рас­

71

Высоту сечения нижнего пояса фермы определяем из условия ft^3ftBp = ==3-5=15 см. Учитывая, что нижний пояс в опорном узле имеет еще допол­ нительное ослабление отверстием для стяжного болта, а также удобство раз­

Полученная длина плоскости скалывания не превышает 10ftBp = 50 см. Проверяем на растяжение сечение нижнего пояса, ослабленного врубкой.

Поскольку центрирование опорной подушки осуществлено на пересечении осей

Рис. 27. Опорная лобовая врубка с одним зубом для бревенчатой фермы.

верхнего пояса фермы и ослабленного сечения нижнего пояса, напряжение по этому сечению распределяется равномерно:

Усилие в аварийном болте определяется по формуле (65). Количество гвоздей, прикрепляющих подферменную подкладку к поясу фермы, определяет­ ся по усилию RCp [формула (66)].

Пример 8. По данным предыдущего примера рассчитать опорный узел бревенчатой фермы (рис. 27).

Решение. Диаметр бревна в опорном узле (по сечению в комле) d = 20 см. Площадь поперечного сечения бревна ^бр = 314 см2.

Принятый диаметр в комле получается расчетом по месту максимального ослабления в тонком конце бревна — в отрубе (ослабления врубкой промежу­ точных узлов, отверстием для тяжа или в стыке боковыми стесками и наге­ лями). Для прикрепления подферменной подкладки нижний пояс на опоре подтесывается на 2 см.

72

При отношении

= 0,3

20

по графику (приложение I) определяем проекцию площади смятия на попереч­ ное сечение нижнего пояса (площадь сегмента)

F C M = ( i _ K i ? ) F 6 p = (1-0,75) -314=78,5 см2.

Рис. 28. Опорная лобовая врубка с двумя зубьями для бре­

венчатой фермы.

Хорда сегмента

a = d/(c = 20-0,92=18,4 см2.

Длина площадки скалывания

Пример 9. Рассчитать опорный узел бревенчатой фермы с врубкой двой­ ным зубом (рис. 28).

73

Требуемая суммарная площадь смятия (проекция, отнесенная к попереч­ ному сечению нижнего растянутого пояса фермы)

: 167 СМг.

60

ь?$0

1

Рис. 29. График расчетных сопротивле­ ний древесины сосны и ели смятию £ С м а и скалыванию /? С ка под углом а:

/ — местное смятие в лобовых врубках; 2 — смятие по всей поверхности; 3 — скалывание.

Диаметр бревна в комле rf=23 см, f = 416 см. При нижней подрезке Лподр = 2 см, А = 23—2 = 21 см.

Принимаем глубины врубок: второго зуба

первого зуба

А'вР = 7—2 = 5 см.

Пользуясь графиком (приложение I), по принятым h'BV и Л" в р находим хорды сегментов и площади смятия первой и второй врубок. При отношениях

74

75

F H T = 416—108— 17,6—2(23—7—2) =263,4 см2.

Несущая способность ослабленного сечения нижнего пояса на растяжение

Л Г Р = F B r R p = 263,4 • 80=21072 > 10 ООО кГ.

примыкаемым верхним поясом и нижним применение лобовой

В этом случае опорный узел фермы решается лобовым упором (рис. 30), в котором торец верхнего пояса полным своим сече­ нием упирается в опорный вкладыш из плотной комлевой дре­ весины. Последний передает вертикальную составляющую сжи­ мающего усилия на подферменную подкладку и опорную подуш­ ку, а горизонтальную составляющую — нижнему поясу через металлические натяжные хомуты, деревянные накладки и нагели.

Простой лобовой упор в опорных узлах фермы имеет следую­ щие преимущества:

а) благодаря развитой площади смятия примыкаемого эле­ мента несущая способность по смятию значительно большая, чем

76

Рис. 30. Опорный узел фермы, решенный лобовым упором с натяжными хо­ мутами из круглой стали:

9 — глухарь; 10 — накладка; // — крепежный уголок.

Рис. 31. Трехлобовой упор — биссектрисный (на фасаде узла лицевая накладка подкоса условно показана пунктиром):

а — узел; б — силовой многоугольник узла Г.

77

В узловом сопряжении трех сжатых брусчатых, дощатых или бревенчатых элементов, сходящихся под большим углом, реко­ мендуется применять трехлобовой упор (рис. 31). При решении узла, в котором плоскости смятия направлены по биссектрисам углов сходящихся элементов, достигается равнопрочное сопря­ жение по плоскостям смятия.

На рис. 31 показано графическое решение определения сжи­ мающих усилий, действующих по плоскостям смятия. Как видно из силового треугольника, сжимающие усилия сопрягаемых эле­ ментов разложены на составляющие 7VCM усилия смятия, перпен­ дикулярные к плоскостям смятия и проходящие через их центр.

Недостатком сопряжения трехлобовым упором является сложность его изготовления и трудность приторцовки сминаемых плоскостей.

§ 22. СОЕДИНЕНИЯ НА ШПОНКАХ

Шпонками в деревянных конструкциях называются вклады­ ши, препятствующие взаимному сдвигу сопрягаемых элементов (рис. 32). Они в основном применяются в составных бревенчатых

Рис. 32. Призматические шпонки в составной балке со схемой силовых воздействий на шпонку.

или брусчатых балках, работающих на изгиб, и в стойках, рабо­ тающих на сжатие с изгибом. Шпонки бывают деревянные приз­ матические (рис. 33), работающие на сжатие и скалывание, и стальные кольцевые, применяемые в основном в узловых соеди­ нениях.

Особенностью всех шпоночных соединений является наличие распора, который возникает под действием эксцентрично прило­ женных сдвигающих усилий, стремящихся повернуть шпонку. В соединении ставятся стяжные болты, препятствующие повороту шпонок.

С появлением новых видов связей, используемых для сопря­ жения деревянных элементов, перечисленные виды шпонок имеют ограниченное применение, так как не отвечают современному механизированному изготовлению инженерных конструкций. Составные прогоны и стойки на призматических шпонках могут

78

оказаться целесообразными для временных сооружений при на­ личии местного круглого леса с использованием природного сбега бревен. В брусчатых же составных балках применяются более прогрессивные связи — пластинчатые нагели (§ 23). В растяну­ тых и узловых сопряжениях кольцевые шпонки уступили место когтевым и клеестальным шайбам (§ 25 и 26).

т i — — — г - ^ — '

Рис. 33. Основные формы призматических дубовых шпонок:

а — поперечная натяжная; б — продольная прямая; в — п р о ­ дольная наклонная.

Рис. 34. Соединения в колодках:

а— продольные; б — наклонные.

Всоставных балках и стойках, сплачиваемых с зазором для

увеличения момента сопротивления, применяются колодки (рис. 34), представляющие собой продольные шпонки, но боль­ шего размера.

Наличие зазора между сплачиваемыми брусьями благо­ приятно сказывается также и на условиях эксплуатации. Такие

79