Проектирование трехшарнирных рам из клееной древесины. Часть I. Основы конструирования и расчета рам: Методические указания, страница 6

Проверку нормальных напряжений в рамах следует производить:

-  в сечениях по биссектрисе и нормальных к поясу или стойке у конца биссектрисного сечения в рамах с зубчатым клеевым стыком в карнизном узле;

-  в криволинейной части в месте наибольшего момента гнутоклееных рам и в нормальных сечениях ригеля и стойки в месте зубчатого стыка (в рамах с гнутоклееной вставкой);

-  в сечении, нормальном к оси ригеля у конца подкоса и между стойкой и подкосом (если на этом участке применено меньшее сечение, чем у конца подкоса) для рам с угловыми и опорными подкосами. Для этих рам проверяется прочность стоек и подкосов.

В других сечениях ригеля и стойки проверки нормальных напряжений не требуется, если высота сечения ригелей в коньке h_к не менее 0,3h_ку, а высота сечения стоек у опор h_п не менее 0,4h_ку , где h_ку - высота сечения элементов в карнизном узле, назначаемая по расчету, но не менее 1/20 - 1/30 L.

Проверку на скалывание следует производить в пяте стоек и в сечениях над подкосами (если таковые имеются в раме).

При расчете карнизного узла, выполненного на зубчатый стык по биссектрисе, должна учитываться криволинейность эпюры напряжений (рис.3.1), для чего расчетная высота биссектрисного сечения принимается равной [II, с. 75] , где h_б - высота биссектрисного сечения:

,  где h_ку - высота сечения элементов в карнизном узле; α' - угол между биссектрисным сечением и горизонталью, , 

φ - половина угла между наружными гранями элементов в карнизном узле.

К расчету карнизного узла с зубчатым стыком по биссектрисному сечению

 - наибольший острый угол между нормалью к сечению и направлением волокон сминаемого элемента.

а) - схема узла; б) - эпюры напряжений в расчетных сечениях

Рис. 3.1

Расчетная площадь и момент сопротивления биссектрисного сечения

;                                                                                   (3.1)

,                                                  (3.2)

где h_б - высота биссектрисного сечения карнизного узла; в - ширина сечения.

Проверка краевых напряжений в биссектрисном сечении производится по формуле (8.3) [II]

,                                                                      (3.3)

где М_Д - изгибающий момент в карнизном узле с учетом деформаций рамы,

;

 - коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие деформации рамы,

;      (3.4)

;

- расчетное сопротивление древесины сжатию (смятию) под углом , образуемым биссектрисным сечением с нормалью к оси стойки,

;                                                       (3.5)

f_с,0,d - расчетное сопротивление древесины соответствующей породы и сорта сжатию вдоль волокон; f_с,90,d - то же сжатию по всей площади поперек волокон (п. 3, табл. 3 [7]; β' - угол наклона оси стойки к вертикали (рис.3.1); - гибкость Эйлера, определяемая по таблице формуле (7.15) СНБ 5.05.01-2000

Для элементов переменного по высоте сечения площадь A_sup следует принимать для максимального по высоте сечения (см. примечание в п. 4.17 СНиП II-25-80), т. е. .

Коэффициент к_g,m , учитывающий переменность высоты сечения, принимается по табл. 7.5 СНБ 5.05.01-2000. Для полурам, не имеющих закреплений из плоскости кромки.

, где ;  h_к - высота сечения в коньке.

Гибкость полурамы в плоскости изгиба

,                                                                                  (З.6)

где l _ox - расчетная длина, равная длине полурамы по осевой линии, т. е.

 (п. 6.28 [7]); S_cт , S_риг - соответственно длины оси стойки и ригеля (рис.2.1, а).

При невыполнении условия прочности (3.3) вместо зубчатого стыка по биссектрисному сечению необходимо применить трапециевидную или пятиугольную вставку. В этом случае, поскольку угол встречи элементов α уменьшается в 2 раза, расчетное сопротивление f_cαd по формуле (3.5) существенно возрастет. Если при этом условие прочности (3.3) не выполнится, необходимо применить гнутоклееную вставку или увеличить сечение элементов в карнизном узле (рис.1.1, д).

Окончательную проверку прочности полурам следует вести по формуле (7.31) как для сжато-изогнутых элементов.

,  где

= - расчётное напряжение сжатия;

- расчётное напряжение изгиба;