2.3.5 Коньковый узел

2.3.5.1 Расчёт крепления стальных пластинок-наконечников к раскосам

Принимаем пластинки-наконечники выполненными из полосовой стали толщиной 0,8 см и шириной 8,0 см (рисунок 8). Число пластинок принимаем равное двум для каждого раскоса. Пластинку к раскосам крепим двумя болтами из стали марки Вст3кп2 10 мм и двумя проволочными гвоздями 5 мм для исключения возможности возникновения эксцентриситета.

Расчётную несущую способность одного среза болта в симметричном соединении с обоими внешними элементами из стали согласно п. 9.4.2.1 [1] следует принимать равной меньшему значению из полученных по формулам (9.11) и (9.14) [1]:

,

где f_h,1,d = 8 k_х k_mod = 8 0,8 1,05 = 6,72 МПа =0,672 кН/см² – расчётное сопротивление смятию древесины в глухом нагельном гнезде для симметричного соединения согласно табл. 9.2 и прим. табл. 9.3 [1];

t₂ = 11.5 см – ширина сечения раскоса;

d = 1,0 см – диаметр нагеля;

= 18 = 18 = 16,5 МПа=1,65 кН/см² – расчётное сопротивление изгибу нагеля согласно таблице 9.4 [1];

_n,max = 0,624 – коэффициент согласно таблице 9.4 [1];

k_ = 1 – коэффициент, учитывающий угол между силой и направлением волокон, при =0 (табл. 9.5 [1]).

Тогда: R_ld,1 = 0,672 11.5 1,0 1 = 7,728 кН,

R_ld,n = 1,65 1,0² (1 + 0,624² ) = 2,29 кН.

Принимаем R_ld,min = 2,29 кН и находим расчётное количество нагелей:

n_ef = N_d _n / (R_ld,min n_s ) = 7,61 1 / ( 2,29 2 ) = 1,66 шт.,

где N_d = 7,61 кН – максимальное расчётное усилие в раскосах (табл. 2);

n_s = 2 – количество швов в соединении для одного болта.

Таким образом, принимаем количество болтов в соединении n_n = 2 > n_ef = 1,66, тогда расчётная несущая способность соединения будет равна: R_d = R_ld,min n_s n_n/_n = 2,29 2 2/ 1 = 9,16 кН > N_d = 7,61 кН.

Запас прочности: [( 9,16 – 7,61 ) / 9,16 ] 100% = 17% > 15%.

Проверим прочность на растяжение стальных пластинок-наконечников, ослабленных отверстиями под болты и гвозди: d_о,б = 1,1 см, d_о,г = 0,6 см.

N_max,+ = Д₂ = 7,61 кН; А_n = 2 0.8 (8 – 1,1 – 0,6 ) = 10.14 см²;

 = N_max,+ / А_n = 7,61 / 10.14 = 0,75 кН/см² = 7,5 МПа <

< R_y _c / _n = 240 1,05 / 1 = 252 МПа.

Проверим устойчивость стальных пластинок-наконечников из плоскости фермы между точками их закрепления узловым болтом и нагелями (рис. 8):

1 – раскос; 2 – верхний пояс фермы; 3 – узловой болт 12 мм, l=185 мм; 4 – накладки 85225640 мм; 5 – пластинки-наконечники 585808 мм; 6 – болт 10 мм, l=185 мм; 7 – болт 12 мм, l=175 мм; 8 – гвоздь 5 мм; 9 – болт 12 мм, l=380 мм; 10 – подкладка 125808 мм 11 – сварной вкладыш; 12 – вырез в накладках; 13 – квадратная шайба 45454 мм.

Рисунок 8 - Коньковый узел фермы

N_max,– = Д₂ = -5,227 кН; l_p = 34,5 см.

Гибкость пластин-наконечников:  = l_p / i = 34,5 / ( 0,289 0,8 ) = 149,2.

 = N_max,– / (А ) = 5,227 / ( 2 0,8 8 0,271 ) = 1,51 кН / см² = 15,1 МПа <

< R_y _c / _n = 240 0,95 / 1 = 252 МПа,

где  = 0,271 – коэффициент продольного изгиба центрально-сжатых элементов при =149,2 и R_y = 240 МПа (табл. 72 [5])

Максимальная гибкость пластин-наконечников не превышает предельно допустимой:

 = 149,2 < [_max] = 210 – 60  = 210 – 60 0,5 = 180 (табл. 19* [5]),

где  =  _n / (R_y _c) = 15,1 1 / ( 240 0,95 ) = 0,06 < 0,5, поэтому  = 0,5.

Рисунок 9. Сварной вкладыш конькового узла