3. Чертежи узлов строительных конструкций

Узлом строительной конструкции называется та часть, где стыкуются несколько деталей. В строительной механике узел – место плавного перераспределения допустимых усилий, действующих в сочлененных элементах конструкции.

Задачей графического оформления узла строительных конструкций является проекционное изображение стыка конструктивных элементов по их геометрическим размерам с простановкой метрических величин, необходимых для сборки данного узла, указание типов крепления деталей.

Изображению любого узла строительной конструкции всегда предшествует геометрическая схема данной конструкции. На геометрической схеме кружком обозначается разрабатываемый узел.

Геометрические конструкции обычно изображают в масштабе 1:100, 1:200, 1:400 и 1:500. На них проставляют размеры как отдельных элементов, так и всей конструкции в целом.

Оформление чертежей узлов строительных конструкций подчиняется тем же правилам, что и чертежей зданий и сооружений. В зависимости от вида основного используемого материала конструкции делятся на металлические, железобетонные, деревянные и каменные. В последнее время стали широко применяться и конструкции из пластмасс.

В настоящем задании выполняются узлы строительных конструкций первых трёх типов, так как эти материалы наиболее распространены в строительстве.

3.1. Узлы деревянных конструкций

Дерево, благодаря лёгкой обрабатываемости, малой теплопроводности, небольшому объёмному весу и другим свойствам, получило широкое распространение в строительстве.

Узлы деревянных конструкций выполняется из брёвен или пиломатериалов. К пиломатериалам относятся доски, бруски, брусья. Отдельные части конструкций соединяются между собой с помощью клея, шпонок, болтов и гвоздей.

Для изображения элементов деревянных конструкций на чертежах установлены условные графические обозначения (ГОСТ 21.107-78), часть которых приведена в таблице 2 (Приложение).

Н а чертежах соединений из круглых элементов имеются некоторые особенности. На рис. 5 изображена часть бревна с различными врубками, с помощью которых это бревно должно быть соединено с другими.

Рис. 5. Бревно с врубками

Принято по мере возможности избегать в чертежах линий невидимого контура, поэтому надо вычертить столько видов бревна, сколько понадобится, чтобы любая врубка по меньшей мере на двух видах была изображена как видимая.

В приведённом примере дано два вида – спереди и сверху.

Врубка, изображаемая на виде спереди дугой окружности, представляет собой пересечение двух цилиндров. Следующая за ней врубка состоит из двух плоских участков; так как плоскости наклонены к оси цилиндра, то сечения цилиндрической поверхности представляют собой эллипсы. Дуги этих эллипсов изображаются на виде сверху также эллипсами.

Боковая врубка ограничена тремя плоскостями, причём две плоскости перпендикулярны оси цилиндра, а одна - параллельна ей. На виде спереди врубка изображается прямоугольником.

При указании размеров врубок на бревне принято для каждой группы врубок проводить свою цепочку размеров. Начальный размер цепочки указывает расстояние от торца бревна или оси симметрии конструкции до начала врубки. Ширина врубки не указывается, так как этот размер не только не нужен для выполнения изделия, но может привести к недоразумениям (вспомним, что бревно не цилиндр и только условно может рассматриваться как тело вращения, поэтому в зависимости от формы бревна ширина врубки может оказаться различной при одной и той же глубине). Проставляются только те размеры, которые могут быть измерены в натуре (не проставляются радиусы, указывающие форму второго, отсутствующего на чертеже, элемента соединения).

Н а рис. 6 показано соединение двух брёвен лобовой врубкой.

Рис. 6. Соединение лобовой врубкой

Так как брёвна имеют различный диаметр, то несмотря на одинаковые размеры сочленений по глубине, эллипсы, расположенные на меньшем бревне, не совпадают с эллипсами, расположенными на большем.

Рассмотрим последовательно выполнение чертежа опорного узла деревянной фермы (рис. 7).

Элемент верхнего пояса фермы упирается частью своего торцевого сечения в гнездо, выбранное в элементе нижнего пояса фермы. Подобное соединение называется лобовой врубкой с одним зубом. В практике архитектурно-строительного проектирования при изображении сложных пространственных конструкций и отдельных узлов ортогональные проекции часто дополняются его наглядными аксонометрическими изображениями.

Геометрическая схема фермы (1:100)

Рис. 7. Опорный узел фермы

Д ля одного и того же объекта можно построить различные аксонометрические изображения (ГОСТ 2.317-69*). Аксонометрические проекции). Лучшими будут те изображения, которые обеспечивают хорошую наглядность и простоту построения. Одной из наиболее распространённых аксонометрических проекций является прямоугольная изометрия (рис. 8).

Рис. 8. Прямоугольная изометрическая проекция

Для окружности диаметром d, расположенной в плоскостях ZOX, ZOY, ZOX: большая ось эллипса (1-2)=1.22 d, малая ось (3-4)=0.71d.

На рис. 9 рассмотрен первый этап построения прямоугольной изометрии опорного узла фермы.

Поместим наш узел в систему координат XYZ, совмещая геометрическую ось нижнего пояса (сечение 100×150) с осью X, а точку пересечения геометрических осей элементов фермы с началом координат.

Рис. 9. Построение осей элементов фермы в аксонометрии

Для построения геометрической оси верхнего пояса фермы необходимо построить в аксонометрии треугольник с катетами:

а) половина пролёта фермы (в масштабе);

б) высота фермы.

Построив аксонометрическую проекцию осей элементов фермы, можно достроить аксонометрические проекции и самих элементов, откладывая размеры их параллельно аксонометрическим осям X, Y и Z.

Чтобы построить аксонометрическую проекцию данного опорного узла (рис. 11) необходимо знать не только направление осей верхнего пояса, но и правильно отложить ширину и высоту бруса, являющегося верхним поясом фермы.

Например, для построения точки С, принадлежащей элементу верхнего пояса (рис. 10), необходимо:

1. отложить от начала координат вдоль оси Y отрезок (0-А)=100/2=50 мм (в масштабе), т.е. половину ширины сечения верхнего пояса;

2. отложить параллельно оси X отрезок (А-В)=(225-120/2)=165, т.е. разность абсцисс для точек А и В (Х_АВ). 120/2=60 мм – расстояние от границы конструкции опорного узла до начала координат (ось проходит через середину мауэрлата, который имеет размер по оси Х=120 мм);

3. из точки В необходимо «подняться» на высоту (В-С)=(150/2-60)=15 мм, т.е. отложить высоту точки С (Z_ВС) над координатной плоскостью XOY.

Рис. 10

Рис.11. Аксонометрия опорного узла фермы.

Точка D расположена на перпендикуляре, проведенном из точки С к оси симметрии верхнего пояса (в ортогональной проекции). Размеры углов в аксонометрических проекциях не сохраняются. Чтобы построить аксонометрическую проекцию точки D необходимо:

1. измерить на чертеже расстояние от точки С до точки D по оси Х;

2. из точки С провести прямую, параллельную оси Х и отложить данный отрезок (Х_СЕ) на этой прямой, получив при этом точку Е;

3. от точки Е «подняться» над координатной плоскостью XOY на высоту (Z_DE), измеренную на чертеже.

Необходимо помнить, что обрыв элементов конструкции изображается в аксонометрической проекции следующим образом: