Проектирование крыш с наслонными стропилами. Расчет настилов и обрешеток построечного изготовления, страница 19

t₂ =  l_гв -  t₁  -1,5d – Δ = 200 – 100  – 1,5*6 – 2  = 89 мм = 8,9  см.

Так как t₁ = 10 см > 0,35t₂ = 0,35*8,9 = 3,11 см для односрезного гвоздя при t₁ = t₂ расчетные сопротивления гвоздя на смятие равно

f_h,1,d = 3,5 МПа = 0,35 кН/см². Так как t₁ = 10 см > 0,5t₂ = 0,5*8,9 = 4,45 см  f_h,2,d = 3,5 МПа = 0,35 кН/см². Коэффициент β_n = k_n t₁/d = 0,0632*10: 0,6 = 1,05 > β_n,max = 0,7746.

Вычисляем несущую способность одного среза гвоздя в односрезном соединении

f _h,1,d t₁ d = 0,35*10*0,6 = 2,1 кН;

-  R_1,d = min    f_h,2,d t₂ d = 0,35*8,9* 0,6 = 1,87 кН;

f_n,d d²(1 + β_n) = 2,5*0,6² *(1 + 0,7746) = 1,6 кН.

Минимальная несущая способность одного среза гвоздя

R_1,d = 1,6 кН. Требуемое число односрезных гвоздей

n_s = V /n_s R_1,d = 4,9 : (1*1,6) = 3,06.  Так как в соединении  со стропильной ногой два шва, то требуемое   число гвоздей 6x200 мм равно  n_гв = 3,06 : 2 = 1,53. Принимаем  в гвоздевом забое в стыке с каждой стороны диагональной стропильной ноги по 3 гвоздя 6x200 мм.

Между собой брусья сбиваем (сплачиваем) по 2 гвоздя 6х200 мм с шагом 500 мм.

9.  Расчет гвоздей в соединениях элементов стропил

Элементы стропил соединяются на гвоздях с применением парных накладок при двухсрезных гвоздях и при односторонних накладках при односрезных соединениях (рисунок 9.1). Возможно применение односрезнык гвоздей с перехлестом (см. рисунок 9.1, в).

При парных накладках при достаточной длине гвоздей

L_гв = 2t₁ + t₂ + 2Δ гвозди работают как двухсрезные,  где на каждый шов учитывается зазор  Δ = 2 мм.

Несущая способность гвоздей диаметром до 6 мм не зависит от угла между усилием и направлением волокон древесины, следовательно коэффициент k_α = 1. Под гвозди диаметром 6 мм и более следует предварительно сверлить отверстия диаметром 0,8d.  Диаметр гвоздей следует принимать не более 0,25 толщины пробиваемых элементов. В соединении должно быть не менее двух гвоздей. Промежутки и расстояния между осями гвоздей не должны быть меньше приведенных в таблице 9.4 СНБ 5.05.01-2000 и приложения 8.

Расчетная несущая способность одного среза гвоздя в двухсрезном соединении принимается как наименьшее значение из трех величин по приведенным ниже формулам:

f _h,1,d t₁ d

-  R_1,d = min   f_h,2,d t₂ d

-                     f_n,d d² (1 + β_n), где f_h,1,d и f_h,2,d – расчетные сопротивления смятию для односрезных и двухсрезных соединений;

f_n,d – расчетное сопротивление изгибу гвоздя;

t₁ – толщина крайних элементов в симметричных соединениях или более тонких элементов в односрезных соединениях;

t₂ – толщина средних элементов в симметричных соединениях или более толстых или равных по толщине элементов в односрезных соединениях;

d – диаметр гвоздя (см. приложение 4);

β_n – коэффициент, зависящий от отношения толщины более тонкого элемента к диаметру β_n = k_n t₁/d <= β_n,max. Рекомендуется диаметр гвоздей и толщины элементов измерять в см, тогда удобнее расчетные сопротивления задавать в кН/см². При этом несущая способность гвоздей по смятию и изгибу будет вычислена в кН.

Если t₂ – l_d1 – Δ > 4d (рисунок 8.1,в) гвозди с двух сторон могут перехлестываться в среднем элементе. В этом случае гвозди рассчитываются как односрезные с t₂ = l_d1  – 1,5d – 2, мм.  При свободном выходе гвоздя из пакета расчетную длину гвоздя последнего элемента следует уменьшить на 1,5d t₁ = t₂ – 1,5d.

Расчетное количество гвоздей определяется по формуле

N_гв = N/ R_1d n_s, где n_s – количество швов в соединении одного гвоздя.

Пример 12. Рассчитать соединение стропильных ног в коньковом узле по примеру 3 (рисунок 9.1). Для исходных данных примера 3 при уклоне кровли 1:2 и при пролете L₀ = 4,0 м приняты стропила сечением b_cxh_c = 100x175(h).

Длина стропильной ноги L_x = L₀/ Cosα = 4,0 : 0,8944 = 4,47 м, где Cosα = Cos 26,56˚ = 0,8944; Sinα = Sin 26,56˚ = 0,4471.

Расчет стропильных ног с учетом сжимающих напряжений ведется  на действие нормальной и скатной составляющих нагрузок: