Узел примыкания раскоса к верхнему поясу

Раскосы соединяются с верхним и нижним поясом металлическими пластинами – наконечниками сечением 10Ч80 мм. Металлические пластинки работают на продольный изгиб на длине равной расстоянию от центра узлового болта до места упора деревянного бруса в пластинку.

Свободная длина пластин-наконечников l₀=300 мм.

Гибкость пластинок-наконечников л=l₀/r=300/(0, 289Ч10)=129, 2.

Расчет на устойчивость выполняем по формуле

N/(ϕ ЧF)≤ R_yг_cm/г_n

84, 35Ч10^-3Ч0, 95/(2Ч0, 376Ч0, 01Ч0, 08Ч0, 95)=140, 21 МПа< 235 МПа.

Узловой болт, передающий усилие от раскоса на вкладыш работает на изгиб.

Изгибающий момент

M=(N_CF/2)Ч(д_р/2+д/2)=(84, 35/2)Ч(6/2+10/2)=337, 4 кНм.

Требуемый момент сопротивления

W_тр=M/R=337, 4Ч10³/235=1436 мм³.

W=рd³/32,

d_тр=³√ (32ЧW/р)=24, 5 мм.

Принимаем болт d=26 мм, F=530 мм².

Напряжение смятия болта

N_CF/(2dд_р)≤ R_брг_bг_c/г_n

у=84, 35Ч10³/(2Ч26Ч6)=270, 34 МПа < 350Ч0, 85Ч1, 05/0, 95=329 МПа.

Напряжение среза болта

N_CF/(2F_бр)≤ R_cрг_bг_c/г_n

у=84, 35Ч10³/(2Ч530)=79, 6 МПа < 190Ч0, 85Ч1, 05/0, 95=179 МПа.

Пластинку, в которую упирается деревянный раскос, рассчитываем на поперечный изгиб приближенно как однопролетную балку с сечением тавровой формы так же, как и в упорной плите опорного узла.

Напряжение смятия торца раскоса

N/(bЧl)=83, 45Ч10^-3/(0, 16Ч0, 1)=5, 22 МПа < R_см=15, 8 МПа.

Составляющая усилия в раскосе, перпендикулярная продольной оси верхнего пояса, воспринимается упором в верхний пояс нижней пластинки узлового вкладыша.

N=N_CFЧcos(90-2б)=84, 5Чcos(53, 13)=50, 7 кН.

Напряжения смятия поперек волокон древесины верхнего пояса под пластинкой вкладыша

у=N/(bl)=50, 7Ч10^-3/(0, 16Ч(0, 07+0, 07))=2, 26 МПа< R_см/г₀=3/0, 95=3, 2 МПа,

где b=0, 16 м – ширина башмака, равная ширине верхнего пояса; l=0, 07 м – свес пластинки.

Изгибающий момент в консоли нижней пластинки

M=ql²/2,

где q= уЧb=2, 26Ч0, 16=0, 3616 МН/м; l=0, 07 м.

M=0, 3616Ч0, 07²/2=0, 89Ч10^-3 МН/м.

Требуемый момент сопротивления

W_тр=(M/R_y)Чг_n=(0, 89Ч10^-3/235)Ч0, 95=3, 6Ч10^-6 м³.

Требуемая толщина пластинки

д=√ (6W_тр/b)=√ (6Ч3, 6Ч10^-6/0, 16)=11, 6 мм.

Принимаем толщину пластинки 12 мм.

Коньковый узел.

В коньковом узле между концами панелей верхнего пояса установлен металлический вкладыш. Смятие торца верхнего пояса

у=168, 7Ч10^-3/(0, 16Ч0, 25)=4, 22 МПа < 15 МПа.

Металлическая стенка вкладыша рассчитывается на изгиб как консольная балка под действием напряжений смятия от упора торца верхнего пояса.

Изгибающий момент консольной части стенки вкладыша шириной 10 мм

M=4, 22Ч35²Ч10^-2/2=25, 8 кНмм.

Момент в средней части

M_ср=4, 22Ч90²Ч10^-2/8-25, 8=16, 9 кНмм < 25, 8 кНмм.

Необходимый момент сопротивления

W_тр=25, 8Ч10³/220=117, 4 мм³.

Требуемая толщина стенки вкладыша

д_тр=√ (6Ч117, 4/10)=8, 39 мм.

Принимаем д=10 мм.

Уголок-шайба стойки рассчитывается на изгиб

M=VЧl/4=53, 35Ч90/4=1200 кНмм

где l – расстояние между ребрами вкладыша.

Требуемый момент сопротивления

W_тр=1200Ч10³/230=5, 22Ч10³ мм³.

Принимаем уголок размером 75Ч75Ч6

W=46, 57Ч10⁴/(75-20, 6)=8, 56Ч10³ мм³ > 5, 22Ч10³ мм³,

где I=46, 57Ч10⁴ мм⁴; i=h-z₀=75-20, 6)=54, 4 мм – расстояние от грани уголка до нейтральной оси.

Расчет колонны на прочность по напряжениям нормальным и на устойчивость плоской формы деформирования.