Расчет узловых соединений

Опорный узел. Расчетные усилия в узловых элементах: N_1-2 = 96,67 кН,

N_1-11 = 86,45 кН, R₁ = 40,32 кН, - опорная реакция от расчетной нагрузки.

Требуемая длина горизонтальной площадки опирания из условия обвязочного бруса поперек волокон при

определяется по формуле:

принимаем l _гор=12 см.

Для создания горизонтальной опорной площадки используем подушку сечением 125х260 мм длиной 500 мм с фрезеровкой горизонтальной площадки до150 мм. Подушка врезается в брус верхнего пояса на глубину 80 м, что обеспечивает требуемый эксцентриситет

и достаточную площадь смятия торца 8см > h_см = 5,18см.

Проверяем длину подушки по скалыванию вдоль ее длины:

где - расчетное сопротивление древесины скалыванию.

Подушка крепится к брусу двумя парами болтов d = 16мм. Нижний пояс присоединяется к опорному узлу траверсой, сваренной из швеллера №8 со стенкой, усиленной листом толщиной 4мм, и листа размером 8х120 мм. Ширина листа обеспечивает требуемый размер высоты площадки смятия торца верхнего пояса (подушки), равный h_см = 5,24см. Траверса рассчитывается на изгиб с расчетным пролетом, равным расстоянию между ветвями нижнего пояса:

l_тр = 12,5 + 2,6 = 15,1 см.

Расчетный момент:

Геометрические характеристики сечения:

- площадь сечения:

;

- положения центра тяжести:

;

- момент инерции сечения:

;

- минимальный момент сопротивления:

Нормальные напряжения:

где R_y = 330 МПа – расчетное сопротивление стали изгибу по пределу текучести.

Проверяем на изгиб лист траверсы при давлении от усилия в нижнем поясе:

где 12 см – длина траверсы.

Изгибаемый момент для полосы среднего участка с расчетной шириной b_р = 1см при пролете 8 см и защемленных концах:

то же, для консольного участка вылетом l_к = 2см:

Требуемая толщина плиты:

принимаем 8мм.

Крепление фермы по обвязочному брусу производятся при помощи болтов d= 12 мм на уголках 63х5 мм.

Опорный узел: а – конструкция узла; б – сечение траверсы.

Узел нижнего пояса

Расчетные усилия в элементах: N_1-11 = 86,45 кН, N_10-11 = 54,51кН, N_3-11 = 20,42кН, N_5-11 = 32,32кН. Фасонки в узле выполнены из листовой стали =10мм с отверстиями для точеных валиков. Элементы нижнего пояса и раскоса крепятся в узле с помощью петель, диаметры которых рассчитаны выше. Расчетный пролет валиков равен l_в = 2,6 + δ = 3,6 см. Расчетный момент в валиках для крепления горизонтальных тяжей (по максимальному усилию):

требуемый диаметр валиков:

Принимаем d_в = 32 мм.

Проверяем принятый диаметр валика:

- на срез:

где - расчетное сопротивление проката смятию в цилиндрических шарнирах.

Аналогично подбираем валик d = 28 мм для крепления раскоса.

Наименьшая ширина фасонок в месте ослабления отверстиями:

Принимаем по конструктивным соображениям:

Принимаем = 10 см >

Минимальная длина сварных швов при катете шва k_f = 4 мм для крепления петель к тяжам из двух круглых стержней определяется по формуле 120 СНиП II – 23 – 81:

где - расчетное сопротивление металла швов сварных соединений с угловыми швами, принимаемое по табл. 56 СНиП II – 23 – 81;

- коэффициент условий работы шва в зависимости от климатического района по п. 11,2 СНиП II – 23 – 81;

- коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 6 СНиП II – 23 – 81

- коэффициент, зависящий от вида сварки по табл. 34 СНиП II – 23 – 81

Принимаем l_w = 8 см.

При этом в стойке возникают только сжимающие усилия, упираем ее в уголок 125х80х7 мм, приваренный к фасонкам, и крепим двумя болтами d = 10 мм.

Промежуточный узел нижнего пояса.

Промежуточный узел верхнего пояса. Усилие от одного элемента верхнего пояса на другой передаются лобовым упором торцов через площадки смятия, высота которых равна

h_тр = h – 2е = 2 - 2*9 = 20 - 14 = 6 см, что превышает требуемую. Стык в узле перекрывается двумя деревянными накладками сечением 50х150 мм длиной 49 см на болтах d = 10 мм, которые обеспечивают жесткость узла из плоскости.

Промежуточный узел верхнего пояса.

Усилие от стойки передается на верхний пояс через торец упором. Накладки из брусков сечением 50х75 мм длиной 390 мм и болты с диаметром d = 10 мм принимаются конструктивно.

Коньковый узел. Расчетные усилия в элементах узла равны: N_4-5 = 84,91 кН, N_5-11 = 32,32 кН. Усилие от одного элемента на другой передается лобовым упором под углом α. Площадь лобового упора равна

Расчетное сопротивление смятию при направлении усилия под углом α = 20,48⁰ и направлению волокон древесины составит:

Проверка на смятие производится по формуле:

Для обеспечения жесткости узла из плоскости фермы выше расчетной оси конструктивно крепятся парные накладки сечением 50х100 мм при помощи 6 болтов диаметром 10 мм. Ниже расчетной оси посредством двух болтов крепим с обеих сторон металлические пластины толщиной 8 мм, к которым привариваем раскосы и крепежный элемент вертикальной подвески из круглого стержня диаметром 10 мм.

Принимаем болты диаметром 16 мм для крепления металлических пластин. Равнодействующая растягивающего усилия:

где а₁ = arctg = 36,83⁰.

Болты передают усилие на пластины под углом 90⁰ – а = 69,52⁰, следовательно, К_а = 0,668 по табл. 19 СНиП II-25-80. Расчетную способность болтовых соединений определяем из условий:

- смятия древесины среднего элемента

- изгиба болта

Требуемое количество болтов:

Принимаем 6 болтов диаметром 16 мм.

Минимальная длина сварных швов при катете шва k_f = 4мм для крепления элементов раскоса к металлической пластине определяется по формуле:

Принимаем длину шва: l_шва = 6 см.

Поиск по сайту: