Основные физико-механические свойства древесины главнейших пород. Сортамент пиломатериалов для несущих конструкций, страница 9

Рис. 10 Опорная лобовая врубка с одним зубом для брусчатой фермы.

Угол между нижними и верхними поясами равен  α = 30 . Усилие в верхнем поясе   N  = 8000 кг, в нижнем   N _р =N_с · cos α =8000· 0,866=6928 кг. Сечение верхнего пояса 15х15 см. Материал – сосна.

Полученные теоретические значения заполняем в таблицу (для сравнения вариантов работы элементов):

Табл. 7

№ п\п	Сечение,    в см	Материал	α, º	Nс, кг	Nр, кг	Rсмִ30, кг\см²	Hвр, см	Lск, см	δ, кг\см²
1	15х15	сосна	30	8000
2	15х18	сосна	30	8000
3	15х20	сосна	30	8000
4	d=20	сосна	30	8000
5	d=22	сосна	30	8000
6	d=24	сосна	30	8000

Принимаем ширину бруса нижнего пояса 15 см, т.е. такой же, как и примыкаемого верхнего пояса.

Определяем расчетное сопротивление смятию под углом α =30º:

Находим требуемую глубину врубки (врезки):

Высоту сечения нижнего пояса определяем из условия:

h ≥ 3h_вр=3·5=15 см.

Учитывая ослабление отверстием нижнего  пояса и для размещения стяжного болта в стыках пояса, принимаем высоту бруса нижнего пояса h_н.п.=18 см(для следующего сечения).

Рассчитываем на скалывание по формуле:

Полученная длина скалывания превышает условие требования расчета:

L_ск =53,7 см > 10 h_вр=10·5,2=52 см.

После проверки напряжение подбираем следующее значение.

Проверяем на растяжение сечение нижнего пояса, ослабленного врубкой, поскольку центрирование опорной подушки осуществлено на пересечении осей верхнего и нижнего поясов (место ослабленного сечения), то напряжение по этому сечению распределяется равномерно, определим по формуле:

Аналогично рассчитываем для измененных сечений (см. табл. ).

Усилие в аварийном болте определяется по формуле:

N_бол= N_c· tg (59 – α) ;

Количество гвоздей, прикрепляющих подферменную подкладку к поясу фермы, определяется по усилию R_ср:

N _среза= N_δ·sinα – 0,2 (N_δ·cosα +А)

-  соединение на врубках (вариант-2);

Аналогично варианту – 1 составляем схему работы элемента конструкции.

Рис.11 Опорная лобовая врубка с одним зубом для бревенчатой фермы.

Данные для решения принимаем из варианта – 1.

Диаметр бревна равен d=20 см (по сечению в котле). Площадь поперечного сечения бревна F_бр =314 см².

Принятый диаметр в котле получается расчетом по месту максимального ослабления в тонком конце бревна, следовательно, в отрубе (ослабление врубкой промежулями).

Для прикрепления подферменной прокладки нижний пояс на опоре подтесывается на 2 см.

Определяем глубину врубки:

h_вр=⅓ h  =⅓ (20-2)=6см.

При отношении 

По графику(см. приложение 1) определяем проекцию площади смятия на поперечное сечение нижнего пояса (площадь сегмента).

F_см=(1- К_f) F_бр=(1-0,75)· 314=78,5 см².

Требуемая площадь смятия:

Определяем хорду сегмента а=d·К_с=20·0,92=18,4 см².

Определяем длину площадки скалывания

Принимаем L_ск=30 см.

Полученное значение  L_ск  меньше максимального допустимого:

L_ск=30см < 10 h_вр=10·6=60 см и больше   1,5h=1,5·18=27 см, т.е. требование норм(1,5h≤L_ск≤10h_вр), следовательно, удовлетворяется.

Аналогично рассчитываем при следующих сечениях (см. табл. ).

По окончании теоретических расчетов, студент, сравнив варианты делает заключение (вывод) и сопоставляет виртуально схему разрушения соединяемых элементов (конструкций).

Контрольные вопросы