Промежуточный верхний узел

3.4.2.1 Расчёт крепления стальных пластинок-наконечников к раскосам

Принимаем пластинки-наконечники из полосовой стали толщиной 0,8 см и шириной 8 см. Число пластинок принимаем равное двум для каждого раскоса. Пластинки к раскосам крепим двумя болтами из стали марки Вст3кп2 Æ10 мм и двумя проволочными гвоздями Æ5 мм для исключения возникновения эксцентриситета (рисунок 3.6)

Рисунок 3.6 – Промежуточный верхний узел фермы:

1 – раскос; 2 – верхний пояс фермы; 3 – узловой болт Æ16 мм, l=350 мм; 4 – накладки 100´175´620 мм; 5 – пластинки-наконечники 490´80´80 мм; 6 – болт Æ8 мм, l=170 мм; 7 – болт Æ8 мм, l=160 мм; 8 – гвоздь Æ5 мм, l=170 мм; 9 – болт Æ12 мм, l=350 мм; 10 – подкладка 120´80´8 мм; 11 - сварной вкладыш; 12 – вырез в накладках; 13 – квадратная шайба 40´40´4мм.

Расчётную несущую способность одного среза нагеля в симметричном соединении с обоими внешними элементами из стали согласно п. 9.4.2.1 [1] следует принимать равной меньшему значению из полученных по формулам (9.11) и (9.14) [1]:

,

где f_h,1,d=8×k_mod×k_х=8×1,05×1,2=10,08 МПа = 1,008 кН/см² – расчётное сопротивление древесины смятию в глухом нагельном гнезде для симметричного соединения согласно таблице 9.2 и прим. таблицы 9.3 [1];

t₂=11,5 см – ширина сечения раскоса;

d=0,8 см – диаметр нагеля;

=18× =18× =20,2МПа=2,02 кН/см² – расчётное сопротивление стального нагеля изгибу согласно таблице 9.4 [1];

b_n,max=0.624 – коэффициент согласно таблице 9.4 [1];

k_a=1 – коэффициент, учитывающий угол между силой и направлением волокон, при a=0° (таблица 9.5 [1]).

Тогда R _{ld ,1}=1,008×11.5×1×1=11,592 кН, R_ld,n=2,02×1²× (1+0.624²)× =2,807 кН.

Принимаем R_ld,min=2,807 кН и находим расчётное количество нагелей:

n_ef = N_d×g_n/(R_ld,min×n_s)=8,25×0.9/(2,807×2)=1,32 шт.,

где N_d=8,25 кН – максимальное расчётное усилие в раскосах;

n_s=2 – количество швов в соединении для одного нагеля.

Таким образом, принимаем количество болтов в соединении n_n=2>n_ef=1.32, тогда расчётная несущая способность соединения будет равна:

R_d=R_ld,min×n_s×n_n/g_n=2,807×2×2/0.9=12,476кН>N_d=8,25кН.

Запас прочности составит: [(12,476–8,25)/12,476]×100% =33,87% > 15%.

Проверим прочность на растяжение стальных пластинок-наконечников, ослабленных отверстиями под болты и гвозди: d_о,б =1,1 см и d_о,б =0,6 см

N_max,+ = Д₂=8,25 кН; А_n=2×0,8×(8–1,1-0,6)=10,08 см²;

s=N_max,+/А_n=8.25/10,08=0,818 кН/см²=8,18 МПа< R_y×g_c/g_n=240×1.05/0.9=280 МПа.

Также проверим устойчивость стальных пластинок-наконечников из плоскости фермы между точками их закрепления узловым болтом и нагелями.

N_max,– = Д₂ = -8 кН; l_p=34 см.

Гибкость пластин-наконечников: l=l_p/i=34/(0.289×0,8)=147,06

s=N_max,– /(А×j)=8/(2×0,8×8 ×0.285)=2,19 кН/см²=21,9 Мпа <R_y×g_c/g_n=

=240×0.95/0.9=253,33 МПа

где j=0,285 – коэффициент продольного изгиба центрально-сжатых элементов при l=147,06 и R_y=240 МПа (таблица 72 [5])

Максимальная гибкость пластин-наконечников не превышает предельно допустимой:

l=147,06< [l_max]=210–60×a=210–60×0.5=180 (таблица 19* [5]),

где a=s×g_n/(R_y×g_c)=21,9×0.9/240×0.95=0.09<0.5, поэтому a=0.5.

Дата добавления: 2015-07-12