4. Конструктивный расчет рам из прямолинейных элементов.

Конструктивный расчет следует начинать с определения геометрических характеристик рассматриваемых сечений.

Для биссектрисного сечения 1-2:

Момент сопротивления:

Сечения 1-1, 1-3

Проверяем прочность и устойчивость рамы в ее плоскости в биссектрисном сечении 1-2.

Напряжение в сжатой зоне вдоль оси под углом к волокнам:

- изгибающий момент от действия поперечной и продольной нагрузок

- коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной

силы

- коэффициент продольного изгиба

- радиус инерции сечения

- длина полурамы

- длина ригеля по оси

-коэффициенты, зависящие от угла, принимаемый по таблице.

- расчетные сопротивления

Напряжение в растянутой зоне вдоль оси под углом к волокнам:

условие выполняется.

Напряжение в растянутой зоне вдоль оси под углом :

условие выполняется.

Проверяем прочность по нормальным напряжениям в наиболее напряженном сечении:

условие выполняется.

Проверяем сечение на устойчивость плоской формы деформирования:

,

где - максимальные площадь и момент сопротивления на рассматриваемом участку;

N– продольная сила в сечении с максимальным изгибающим моментом;

n=2 – для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования.

, где- расчетная длина;

, гдеb– ширина поперечного сечения;

, где М- максимальный изгибающий момент на рассматриваемом участкеl

, гдеh– максимальная высота поперечного сечения на участке;

- коэффициент, зависящий от формы изгибающих моментов.

Проверка условия:

условие выполняется.

Расчет узлов трёхшарнирных рам.

Расчет узлов деревянных конструкций выполняется, в основном, как проверочные , т.е вначале выполняется конструирование узла и его соединительных элементов, а затем осуществляется проверка прочности элементов узла, исходя из напряженно-деформированного состояния.

1. Коньковый узел на боковых парных накладках.

Расчет конькового узла производят на действие максимальных продольных и поперечныхсил, действующих вдоль горизонтальных и вертикальных осей узла. Максимальные продольные силывозникают от совместного действия всех нагрузок. Поперечные силывозникают здесь только от действия несимметричных нагрузок(снег на половине пролёта, ветер)

Торцы клееных блоков ригеля в узле соединяются впритык, со срезом крайних досок под углом для большей шарнирности узла и предотвращения откола крайних волокон при повороте элементов шарнирного узла. Боковые накладки, как правило, выполняются дощато-клееные. Размеры накладок определяют по конструктивным требованиям. Крепятся накладки к каждой полураме металлическими болтами. Вследствие кососимметрической схемы работы накладок усилия, воспринимаемые болтами, будут неодинаковыми. Более нагруженные болты, расположенные ближе к месту стыка, поэтому здесь болты устанавливают в два ряда по высоте. Приняв диаметр болтов d(d=16…25 мм), определяют их расстановку, исходя из нормативных требований для нагельных соединений.

d=25 мм

Коньковый узел на боковых накладках:

Расчет узла заключается в выполнении следующих проверок прочности его элементов.

1.Проверка прочности коньковых торцов полурам на смятие под углом к волокнам.

Смятие коньковых торцов полурам происходит под воздействием усилия:

Размер площади смятия под углом к волокнам:

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом к направлению волокон

Проверка условия:

2.Проверка прочности на изгиб.

Величина наибольшего изгибающего момента на накладках:

где -расчетная поперечная сила в коньковом узле «К»

Проверка условия:

3.Проверка несущей способности двухсрезных болтов.

Реактивные усилия в болтах определяются расчетной схемой работы накладок:

Определение расчетной несущей способности (кН) одного болта в одном рабочем шве:

а) при смятии древесины среднего элемента соединения (накладок)

б) при смятии древесины среднего элемента соединения (ригеля)

в) при изгибе нагеля

где a,c,d-толщина накладок, ширина рамы и диаметр болта,см.

а)

б)

в)

Проверка условия:

где