Деревянные фермы. Выбор схемы фермы и её расчет, страница 7

Если усилия в элементах фермы велики, то опорные узлы могут быть решены на стальных хомутах, с тяжами из круглой стали.

        11. ОПОРНЫЙ УЗЕЛ ФЕРМЫ НА ЛОБОВОЙ ВРУБКЕ С ОДНИМ ЗУБОМ

Конструкция узла представлена на рис.6.  Верхний сжатый элемент (ВП или опорный раскос) упирается частью своего торца в вынутое для этой цели гнездо в нижнем растянутом элементе (нижнем поясе фермы). Площадка смятия а-б располагается перпендикулярно к оси верхнего сжатого элемента; центр площадки смятия должен совпадать с осью верхнего элемента. Площадка  в-б в работе врубки участия не принимает. Площадка  б-г работает на cкалывание.

Глубина лобовой врубки h_вр в опорных узлах должны быть не более 1/3 высоты бруса нижнего пояса. Наименьшая глубина врубки для бруса – 2 см.

Длина плоскости скалывания должна быть не менее четырех глубин врубки и не менее 20 см.

Для связи верхнего и нижнего элементов должен быть поставлен стяжной болт диаметром 16-25 мм, обеспечивающий необходимую плотность сопряжения. В случае скалывания площадки б-г болт может предотвратить обрушение фермы или замедлить его, вследствие чего эти стяжные болты иногда называют "аварийными". Болты располагают перпендикулярно к оси сжатого элемента; иногда при очень больших углах наклона сжатого элемента к нижнему растянутому элементу возможна постановка болтов перпендикулярно биссектрисе угла  наклона.

Упором для нижней шайбы болта служит скошенная плоскость деревянной опорной подкладки – подбалки, прибиваемой к нижнему элементу гвоздями. Подбалку опирают на опорную подушку, которая распределяет опорное давление на большую площадь стены. В подбалке, в месте примыкания к опорной подушке, обычно делают уступ примерно на 2 см. Постановка подбалок в опорных узлах ферм совершенно обязательна. Помимо создания упора для закрепления стяжного болта, подбалка усиливает ослабленное сечение растянутого пояса и своим выступом фиксирует положение опорной подушки, чем облегчает и ускоряет правильную установку ферм на место. Толщину подбалки принимают не менее глубины врубки h_вр.

В фермах  из брусьев для предотвращения появления значительных изгибающих моментов, возникающих вследствие несимметричного ослабления растянутого элемента, рекомендуется центрировать опорные узлы по оси, проходящей через середину ослабленного сечения нижнего пояса (рис.7а).

При разметке врубки с площадкой смятия, расположенной  симметрично относительно оси сжатого элемента, наиболее простое графическое ее построение может  быть получено следующим  образом (рис.7б). На  расстоянии 0,5h_вр от верхней кромки нижнего пояса проводят прямую, параллельную этой кромке, до пересечения с осью сжатого элемента в точке n. Через точку n затем проводят прямую а-б, перпендикулярную к оси сжатого элемента.

На рис.7в приведен другой вариант лобовой врубки; он отличается от основного тем, что в нем осевая линия сжатого бруса не совпадает с  серединой площадки смятия,  вследствие чего в сжатом элементе возникает изгибающий момент М = N_e. Такое решение не рекомендуется для основных узлов ферм, но оно иногда допускается в промежуточных узлах подкосных конструкций с обязательным  учетом дополнительных напряжений, возникающих в сжатом элементе от эксцентричного приложения сжимающего усилия.

    В лобовых  врубках  с одним зубом необходимо проверить прочность рабочих поверхностей на смятие и на скалывание. Ослабленный врубкой нижний пояс надо проверить на возможность разрыва. Проверку на смятие производят по формуле:

                                             (6)

где N_см=N_с – усилие смятия, равное усилию в примыкающем сжатом элементе верхнего пояса (опорного раскоса в случае полигональной фермы) и направленное перпендикулярно к плоскости смятия;