ОПОРНЫЙ УЗЕЛ НА ЛОБОВОЙ ВРУБКЕ. ПРИМЕР РАСЧЕТА

 

Как правило опорные узлы на лобовой врубке одним зубом применяются, если сжимающее усилие в верхнем элементе (в.п. или опорном раскосе) не превышает 9 т, т.е. N_с < 9 т.

Рассмотрим последовательность конструирования и расчета на примере опорного узла треугольной фермы, изображенного на рис. 6. Усилие в поясах: N_вп=4, 3 т, N_нп=4 т, размеры поперечных сечений поясов: b_вп х h_вп=10х10 см², b_нпхh_нп=10х15 см²

1. Задаемся глубиной врубки в н.п.

h_вр=1/3h_нп=5 см,

определяем площадь площадки смятия

Выполняем проверку на смятие по формуле (6)

(условие прочности по смятию выполняется)

2.Задаемся длиной площадки скалывания из условий:

а) l_ск ³ 1, 5h_нп=1, 5× 15=22, 5 см,

б) l_ск £ 10h_вр =50 см. Принимаем l_ск =50 см.

Определяем по формуле (8) среднее расчетное сопротивление древесины скалыванию

,

где e - эксцентриситет, равный 0, 5h_нп=7, 5 см,

R_ск=24кг/см² – расчетное сопротивление древесины скалыванию в лобовых врубках.

3. Выполняем проверку прочности лобовой врубки по скалыванию по формуле (7)

(условие прочности по скалыванию выполняется).

4. Производим расчет аварийного болта.

Растягивающее усилие в болте определяем по формуле (9)

N_б=N_с× tg(60⁰-a)=4300× tg(60⁰-22⁰)=3360 кг.

Требуемая площадь поперечного сечения болта, ослабленного резьбой, вычисляется по формуле (10)

,

где R_bt=1700 кг/см² – расчетное сопротивление растяжению болта класса прочности 4.6.

По таблице приложения 7 выбираем диаметр болта d_б=20 мм (A_бнт=2, 45см²).

5. Назначаем толщину подбалки > h_вр, т.е. h_пб=10, 0 см, и производим расчет требуемого числа гвоздей крепления подбалки к нижнему поясу. Сдвигающее усилие Т, которое возникает при наступлении аварийного состояния фермы и должно восприниматься гвоздями, определяется как

T=N_б× sina=3360× sin22^о=1259 кг.

Необходимое число гвоздей, крепящих подбалку, находим как

,

где Т_гв=121кг – расчетная несущая способность одного односрезного гвоздя d_гв=5, 5 мм (l_гв=175 мм).

Окончательно принимаем n_гв=12 (6 рядов по 2 гвоздя в каждом, расстояние между рядами 8, 5 см).

6. Выполняем расчет опорной подушки.

Из условия прочности на смятие (11) определяем требуемое значение ширины подушки под фермой

,

где R_см90⁰=30кг/см² – расчетное сопротивление смятию поперек волокон в опорных частях конструкций.

Принимаем b_под=10 см.