Примеры расчета деревянных конструкций: Учебное пособие по дисциплине «Конструкции из дерева и пластмасс», страница 16

         На прочность проверяем растянутые элементы

,

где    R_р=84 кгс/см²  ([1] п.4.1).

Таблица 8 Проверка прочности и устойчивости стоек и раскосов

№ эл-та	см	r,  см	Fрасч, см2		,	Nmax, кгс
стойки
24	256	3,76	234	68,08511	0,629	-5208		35,3838
25	383	3,76	234	101,8617	0,289134	-4897		72,3794
раскосы
16	287	3,76	234			6040	25,81
23	424	3,76	234			5315	22,71
22	433	3,76	234			3967	16,95
22	433	3,76	234	115,1596	0,226215	-977		18,4568
18	487	3,76	234			4084	17,45

         4. Расчёт нижнего пояса фермы

Нижний пояс принимаем из двух равнобоких уголков 63х6, площадью сечения  F_расч.=2∙7,28=14,56 см².

         Нижний пояс фермы проверяем на прочность при максимальном растягивающем усилии N₂=31521 кгс.

,

где    - коэффициент условий работы ([3] п.5.1).

 кгс/см².

         5. Конструирование и расчет узлов фермы

         Расчёт узла верхнего пояса.

Основным элементом узла является металлический вкладыш, составленный из двух плит и трёх расположенных между ними рёбер. В центре вкладыша через рёбра пропущен болт, к которому крепятся стальные планки раскосов. Плиты вкладыша воспринимают равномерно распределённое давление от брусьев верхнего пояса, которое определяем по максимальному усилию N₇=35091 кгс

Рисунок 21. Узел верхнего пояса

Равномерно распределённое давление от брусьев верхнего пояса

 кгс/см².

Для расчёта плиты выделим полосу шириной 1 см и рассматриваем её как двухпролётную балку, опорами которой являются рёбра. Над средней опорой допускаем образование шарнира пластичности, котором изгибающий момент.

Сталь С235 R_y=230 Мпа. ([3] прил.1 таб.51).

 кгс∙см

Наибольший момент в пролёте М₁ действует на расстоянии Х от крайней опоры:

 см,

 кгс∙см,

Здесь l_пл – пролёт плиты

 см

Толщина плиты принята  мм, рёбер  мм

 см³

Напряжения изгиба в плите

кгс/см²

Ширину рёбер понизу назначаем мм, тогда ширина их поверху:

мм

Для фиксации положения брусьев пояса при сборке по бокам вкладыша привариваем упоры из стальных полос толщиной 6 мм.

Расчёт центрального болта производим для узла 4, где действует наибольшее усилие в раскосе N = 6040 кгс. Проверяем прочность болта и стенок вкладыша на изгиб, срез и смятие.

Изгибающий момент получим, полагая, что усилие раскоса действует с плечом e = 1,2 см относительно ребра вкладыша.

 кгс∙см

Приравнивая этот момент несущей способности болта по изгибу, получим:

 кгс∙см,

откуда

  см, F_бр=5,72 см².

Расчётное сопротивление срезу болтов R_bs=1500 кгс/см², класс болтов 4.6 ([3] прил.1 табл.58).

Несущая способность такого болта на срез по площади сечения брутто

 R_bs∙F_бр =5,72∙1500=8580 кгс.

Напряжение смятия в ребре толщиной t=0,6 см:

 кгс.

Элементы решётки крепим в узлах 4,5,6,8,3 при помощи стальных планок сечением 80х6 мм. Планки присоединяем к раскосам и стойкам болтами d=20 мм. Определяем несущую способность двухсрезного болта:

- по изгибу болта

([1]табл.17)

- по смятию среднего элемента

  кгс.

Необходимое число болтов для крепления раскоса: кгс.

шт.  ([3]таб.17,прим.7).

         Расчёт верхнего узла стойки

           

Рисунок 22. Узел верхнего узла стойки

Расчёт производим для узла 7, где усилие в стойке максимальное N₂₄=5208кгс.