4. Розрахунок та конструювання вузлових зєднань.

Опорний вузол (рис. 9 ).

Розрахункові зусилля N_3-8 = -100,775 кН; N_1-8 = 87,644 кН;

Бокові накладки виконуються із бакелізованої фанери марки ФБС сорту В/ВВ товщиною δ=15 мм з вертикальним напрямком волокон зовнішніх шпонів, що кріпляться до поясів нагелями та болтами із ДСП-Б. Оскільки висота нижнього поясу h=12,5 см, то із умови розміщення болтів їх діаметр d=25 мм. Несуча здатність одного двозрізного нагеля діаметром 25 мм визначається із умови:

а) зминання деревини

б) зминання фанери

де - розрахунковий опір фанери місцевому зминанню під кутом 40⁰ до напрямку волокон зовнішніх шарів.

в) згину нагеля

де - розрахунковий опір згину нагеля із ДСП-Б;

- розрахунковий опір зминання деревини;

г) сколювання нагеля

де - розрахунковий опір ДСП-Б сколюванню.

Необхідна кількість нагелів:

а) для кріплення верхнього поясу , приймаємо n=16;

б) для кріплення нижнього поясу , приймаємо n=14.

Конструктивні вимоги: відстань між нагелями в ряду вздовж дії зусилля

відстань від рядів до граней поясів

Розраховуємо опирання ферми на обв’язочний брус.

Необхідна площа опирання із умови зминання верхнього поясу в торці під кутом 40⁰ до напрямку волокон деревини

Довжина площадки зминання, тобто ширина обв’язочного брусу

Необхідна площа опирання із умови зминання обв’язочного брусу поперек волокон деревини

Довжина площадки зминання Збільшуємо площу зминання, розташовуючи з обох боків обв’язочного брусу додаткові бруси товщиною по 180 мм. Тоді загальна площа зминання

Між торцем вурхнього поясу і обв’язочним брусом розміщуємо дубову підкладку розміром 100х100х500мм

Проміжний вузол верхнього поясу.(рис.10)

Розрахункові зусилля N_А-Б = -100,775 кН; N_Б-В = -92,120 кН;

N_Б-Д = 3,842 кН; N^/_Б-Д= 3,842 кН.

Приймаємо вузловий нагель діаметром 32 мм. Несуча здатність двозрізного нагеля визначається з умов:

а) зминання деревини

де К_ά=0,7 – враховує зминання деревини верхнього поясу під кутом ά=90⁰,

б) зминання фанери

де - розрахунковий опір фанери місцевому зминанню під кутом 40⁰ до напрямку волокон зовнішніх шарів.

в) згину нагеля

де - розрахунковий опір згину нагеля із ДСП-Б;

- розрахунковий опір зминання деревини;

г) сколювання нагеля

де - розрахунковий опір ДСП-Б сколюванню.

Приймаємо накладки для кріплення розкосів товщиною δ=15 мм, шириною b=12,5 см. Перевіряємо накладки на повздовжній згин на ділянці довжиною 240 мм між точками закріплення за гнучкості

Напруження

де R_v.c=28 МПа – розрахунковий опір стиску фанери марки ФБС вздовж волокон зовнішніх шарів.

Накладки кріпляться до розкосів чотирма нагелями діаметром 14 мм, несуча здатність яких визначається з умови:

а) зминання деревини

б) зминання фанери

г) сколювання нагеля

Проміжний вузол нижнього поясу.(рис.11)

Розрахункові зусилля N^/_Б-Д = 3,842 кН; N_Д-В = -4,355 кН; N_Д-Г = 91,005 кН;

Елементи нижнього поясу стикуються у вузлі і кріпляться до бокових вузлових накладок нагелями діаметром 25 мм (n=20).

Накладки приймаємо товщиною 20 мм з горизонтальним напрямом волокон деревини в зовнішніх шпонах.

Необхідна ширина накладок із умови їх міцності на розрив з урахуванням послаблення отворами визначається за формулою

приймаємо b=10 см,

де - розрахунковий опір розтягу фанери марки ФБС вздовж волокон зовнішніх шарів.

Відстань між нагелями в ряду відстань від рядів до зовнішніх граней елемента

Накладки розкосів розраховані вище. Вони кріпляться до вузлового нагеля, який розраховується на рівнодіюче зусилля N_рів=4,93 кН від дії зусиль

N^/_Б-Д = 3,842 кН; N_Д-В = -4,355 кН;

як балка на двох опорах прольотом b=12,5 см. Необхідний діаметр нагеля

приймаємо d=32 мм.

Гребеневий вузол (рис.12).

Зусилля від одного елемента верхнього поясу на другий передаються через лобовий упор. Розрахункові зусилля в розкосах N_д-в = -4,355кН; N_в-г= -7,154 кН. Рівнодіюча зусиль, на яку розраховується вузловий нагель визначається графічно і складає N_рів=9,254 кН і діє під кутом 66⁰ до напрямку волокон деревини верхнього поясу, звідки К_ά=0,782.

Приймаємо центральний нагель діаметром 32 мм, несуча здатність якого визначається з умов:

а) зминання деревини

б) зминання фанери

де - розрахунковий опір фанери місцевому зминанню під кутом 40⁰ до напрямку волокон зовнішніх шарів.

в) згину нагеля

де - розрахунковий опір згину нагеля із ДСП-Б;

- розрахунковий опір зминання деревини;

г) сколювання нагеля

де - розрахунковий опір ДСП-Б сколюванню.

Фанерні накладки не перевіряємо, оскількіи їх міцність забезпечена. Вони кріпляться до розкосів чотирма нагелями діаметром 16 мм.

Перевіряємо нагелі за їх мінімальною несучою здатністю на сколювання

Умова виконується.