Строительство и архитектура \ Технологии строительного производства

Расчет кровли и обрешетки. Описание системы, монтажная нагрузка, страница 2

Расчет узлов

Коньковый узел

Соединение стропил в коньковом узле предусматриваем упором торцов. Стропила состоят из спаренной доски 50х200. Концы стропил перекрывает деревянная накладка на болтах, обеспечивающая восприятие поперечной силы при односторонней нагрузке и поперечную жесткость узла из плоскости. Торцы стропил в коньковом узле подвержены сминающему действию горизонтальной силы. Максимальная величина горизонтальной силы соответствует воздействию на конструкцию постоянной и снеговой нагрузок на всем пролете.

Рисунок 7. Продольное усилие в коньковом узле

N = 9,92 кН

Площадь смятия торцов в узле

F_см = 2·0,05×0,2 = 0,02м²

Смятие происходит под углом a = 19° к волокнам. Расчетное сопротивление древесины смятию [2, п. 3.1, табл.3,прим. 2]:

R_{cм. 19} = R_cм /[1 + (R_см / R_cм.90 –1) Sin³ 19°] = 13×/[1 + (13/1,8 – 1)×0,035] = 10,64 МПа где R_см = 13 МПа - принято для древесины 2 сорта.

Расчетная несущая способность соединения из условия смятия древесины:

Т = R_{см. 25} ×F_см = 10,64×10³ ×0,02 = 212,8 кН > N = 9,92 кН

Прочность торца на смятие обеспечена.

Рисунок 8. Поперечная сила в коньковом узле

Расчетная поперечная сила в коньковом узле Q=2,99кН

Поперечную силу Q воспринимает клееная деревянная накладка и стальные болты. Накладку принимаем шириной сечения b_н = 50 мм. Высоту сечения накладки h_н и еедлину l_н определим далее, исходя из требований по расстановке болтов. Болты принимаем d = 10 мм.

Накладки работают как многопролетные неразрезные балки на поперечный изгиб. Опоры накладок – болты. Расстояния между болтами вдоль волокон древесины накладки, назначаем е₁ = 120 мм, е₂ = 240 мм.

Усилия R₁, R₂, действующие на болты, определим, учитывая кососимметричную схему работы накладок и прикладывая к ним поперечную силу Q в точке перегиба их оси: R₁ = Q /(1 – e₁ /e₂) = 2,99/(1 – 0,12/0,24) = 5,98 кН

R₂ = Q /(e₂ /e₁ – 1) = 5,98/(1/0,12 – 0,24) = 0,74 кН

Максимальный изгибающий момент в накладках: Мн = Q×е1 /2 = 2,99×0,12/2 = 0,18кН×м.

Расчетная несущая способность болта на один шов сплачивания при направлении передаваемого усилия под углом 90° для накладок:

из условия изгиба болта:

T_u = (1,8×d² + 0,02×a²)×= (1,8×1 + 0,02×5²)×= 2.24кН

T_uI = 2,5×d² = 2,5×1 = 2,44 кН

из условия смятия среднего элемента – накладка:

Т_c = 0,5×с×d×k_a = 0,5×5×1×= 2,44 кН

из условия смятия крайнего элемента – стропила:

Т_a = 0,8×a×d×k_a = 0,8×5×1×= 3,9 кН

где с = b = 5 см; а = b_н = 5 см; k_a = 0,95 – [2,таблица 19] при a = 25°.

Наименьшая расчетная несущая способность Т = T_и = 2.24 кН

Необходимое число болтов в ближайшем к узлу [2, табл. 17, прим. 7] :

n_б1 = R₁ /(Т×n_ш) = 5,98/(2.24×2)

где n_ш = 2 - число расчетных швов одного болта. Принимаем 2 болта.

Необходимое число болтов в дальнем от узла ряду:

n_б2 = R₂ /(Т×n_ш) = 0,74/(2.24×2) = 0,17

Принимаем 1 болт.

Рисунок 9. Коньковый узел

Окончательная вертикальная и горизонтальная расстановка болтов относительно накладки и конькового торца стропила выполнена исходя из требований [2, п. 5.18].

Размеры накладки: 50х200х900мм. Болты М10 L=180мм;

Прикрепление ригеля к стойке и подкосу

Ригель крепится к стойке 6 болтами, и 6 болтами к подкосу.