На главную: Строительное дело
Вход
Строительное делоДеревянное строительствоСпособы и виды соединенияЛобовые врубки
НЕ понравилась
8
Понравилось

Лобовые врубки

Лобовые врубки применяются в узлах ферм, сделанных из бревен и брусьев. Врубки эти бывают с одним или двумя зубьями; особенность первых заключается в прохождении оси примыкающего сжатого элемента через центр площадки смятия Fсм (рис.57).

Исследования показывают, что площадку смятия целесообразнее располагать перпендикулярно к оси сжатого элемента. При другом направлении (например, по биссектрисе внешнего угла врубки) усилие, передаваемое подкосом, должно быть разложено на составляющую, перпендикулярную к этой площадке, и на составляющую, перпендикулярную к площадке наклонного среза подкоса. Вторая составляющая часто не может быть воспринята из-за появления щели в этом месте сопряжения при усушке древесины и при возможном повороте подкоса (рис. 57,б). В этом случае указанное разложение сил не может иметь места. Тогда остается разложить усилие в подкосе на нормальную и касательную составляющие к площадке смятия. Однако касательная составляющая может быть погашена силами трения между подкосом и .поясом при значении внутреннего угла врубки а до 60°. Следовательно, указанное разложение не будет иметь место в действительности. При перпендикулярном направлении площадки смятия к оси подкоса работа врубки будет вполне определенной.

Для устранения смещения сопрягаемых элементов, возникающего под действием случайных причин (например, при монтаже или эксплуатации) во врубках ставятся натяжные болты, скобы или хомуты. В опорных узлах предпочтительнее ставить болт, который, будучи правильно рассчитанным, включается в работу при случайном разрушении врубки, предотвращая тем самым в некоторых случаях разрушение конструкции. Такой болт называется аварийным.

Площадка смятия в сжатом элементе сминается под углом 0° (вдоль волокон), а в растянутом— под углом а к направлению его волокон. Следовательно, площадка смятия должна быть рассчитана в растянутом элементе.

Несущая способность лобовой врубки определяется расчетом на смятие по площадке Fсм и на скалывание по площадке F

Лобовая врубка

Рис. 57. Лобовая врубка: а — схема распределения усилий; б — работа аварийного болта после разрушения площадки скалывания Fск0=Fсм

Расчетная несущая способность врубки из условий смятия будет:

Лобовые врубки

где RCMa — расчетное сопротивление смятию иод углом а к направлению волокон; тсм— коэффициент условий работы при смятии, принимаемый равным единице; Fсм— расчетная площадь смятия. Для врубок в конструкции из брусьев

Лобовые врубки

и

Лобовые врубки

Умножив обе части неравенства на cos а и приняв во внимание, что Nсм- cos(а) = ND, получим:

Лобовые врубки

где Np — продольная растягивающая сила; тсм и RCMa— имеют вышеуказанные значения; b— толщина бруса и hop— глубина врезки.

По нормам (НиТУ-122-55) глубина лобовых врубок в промежуточных узлах принимается не более 1/4h, а в опорных узлах ферм — не более 1/3h. Минимальная глубина врубки устанавливается в брусьях 2 см и в бревнах 3 см. Расчетная несущая способность врубки по скалыванию будет:

Лобовые врубки

где тск—коэффициент условий работы для лобовых врубок на скалывание, который при одном зубе равен единице (mск = 1);

Rсрска — среднее расчетное значение сопротивления скалыванию под углом a к направлению волокон, которое умножается на соответствующий поправочный коэффициент (табл. 6).

Величина его определяется по формуле:

Лобовые врубки

где Rcka — расчетное максимальное сопротивление скалыванию под углом а к направлению волокон; Р— коэффициент, равный при одностороннем скалывании B = 0,25; lСК — расчетная длина плоскости скалывания, принимаемая не более 10 глубин врезки ввиду возможности выклинивании волокон (скалывания) по косослою; hвр — глубина врезки; е — плечо сил скалывания, равное при односторонней врезке е=0,5Л (половина высоты растянутого элемента) (см. рис. 28).

Минимальная длина плоскости скалывания берется равной 1,5h, где h — высота сечения элемента по направлению врубки.

Несущая способность растянутого элемента должна быть 'проверена в месте наибольшего ослабления врубкой по формуле:

Лобовые врубки

где тр — коэффициент условий работы при растяжении элемента с ослаблением; Rp — расчетное сопротивление при растяжении вдоль волокон и Fнт — ослабленная площадь сечения растянутого элемента.

Формула (44) предполагает равномерное распределение напряжений в ослабленном сечении (1—2) .при условии центрирования равнодействующей растягивающего усилия Nn по оси ослабленного сечения (рис. 57, а). При отсутствии такого центрирования, когда растягивающая сила будет приложена с эксцентриситетом по отношению к центру ослабленного сечения, необходимо учесть дополнительное напряжение в растянутом элементе

Лобовые врубки

Рис. 58. Конструкция лобовой врубки из бревен для промежуточных узлов металло-деревянной фермы с подвесным потолком от изгибающего момента M = Np*еN1p. Расчет в этом случае должен быть проведен по формуле (36), как для внецентренно растянутого элемента.

Расчеты показывают, что небольшое нарушение центрирования узла по ослабленному сечению приводит к снижению несущей способности лобовой врубки. Для увеличения запаса прочности растянутого элемента снизу к нему прибивается подкладка, которая одновременно служит и для упора стяжного болта. Чтобы зафиксировать проектное положение опорного бруса, в подкладке возле наружной кромки опорного бруса делается .подрезка, а в самом брусе с обеих сторон делаются небольшие скосы (рис 57,а). Для лобовых врубок в конструкциях, выполненных из бревен, разрешается центрировать растягивающую силу по оси растянутого элемента, так как в этом случае эксцентриситет оказывается весьма малым. На рис. 58 показана конструкция врубок в промежуточных узлах фермы из бревен. Конструкция опорного узла фермы из бревен дана на рис. 59.

В тех случаях, когда при расчете лобовой врубки с одним зубом глубина врезки окажется больше 1/3h, целесообразно применять лобовую врубку с двойным зубом. Построение такой врубки делается с расчетом, чтобы вершина второго зуба находилась на оси сжатого элемента, а площадка скалывания второгозуба была ниже площадки скалывания первого зуба не менее, чем на 2 см. При этом глубина врезки второго зуба не должна превышать 1/3h. Длина площадки скалывания второго зуба согласно нормам (НиТУ-122-55) должна быть: l ск2<=10hвр2, (рис. 60)

Лобовые врубки

Расчет лобовой врубки с двойным зубом ведется в предположении, что усилие сжатого элемента распределяется пропорционально расчетной площади смятия первого зуба Fсм,1 и второго зуба Fсм,2.

Величина этих площадок определяется из следующих соображений. Из пропорции:

Лобовые врубки

Рис. 59. Опорный узел на лобовой врубке из бревен

Лобовые врубки

или

Лобовые врубки

Рис. 60. Конструкция лобовой врубки с двумя зубьями

Лобовые врубки

или

Лобовые врубки

Расчет лобовых врубок с двумя зубьями на скалывание по верхней поверхности на глубине врезки первого от торца зуба по НиТУ-122-55 производится на усилие

Лобовые врубки

где

Лобовые врубки Лобовые врубки

и

Лобовые врубки

—полное усилие скалывания (растягивающее усилие в нижнем поясе) и Fсм=F'см+F''см —полная расчетная площадь смятия.

Заменяя здесь F'см и F'см выражениями (где b — ширина сечения бруса), формула (45) может быть «переписана при применении брусьев в следующем виде: где 0,8 — коэффициент для врубки с двойным зубом (по табл. 7) при расчете первого от торца зуба.

Расчет несущей способности на смятие второго зуба ведется на долное усилие Nc*cos(а) = Np = Тск с введением к расчетному сопротивлению коэффициента условий работы mск = 1,15.

Поверка скалывания по нижней плоскости на полное значение скалывающей силы, равной Nр, производится в предположении неплотного примыкания первого зуба к площадке смятия и передачи всей силы на второй зуб. При этом расчетное сопротивление скалыванию может быть повышено введением коэффициента тск =1,15. Если будет обеспечена прочность на скалывание нижней площадки, то верхнюю площадку достаточно проверить на действие силы Т'ск с учетом возможной перегрузки и введением коэффициента условий работы 0,8 к расчетному сопротивлению на скалывание.

Изготовление рассмотренной выше лобовой врубки с двойным зубом должно быть высокого качества, с обеспечением наибольшей плотности примыкания обоих зубьев. Лобовые врубки образуются с помощью специальных шаблонов путем пропилов по двум наклонным направлениям плоскостей врубки.

Пример. Дан опорный узел фермы из сосновых бревен, защищенный от увлажнения. Диаметр бревен в верхнем и нижнем поясах D=20 см, а =35°.

Усилие в верхнем поясе от постоянной нагрузки N8n =2 318 кг и от снега N8с = 4 250 кг и в нижнем поясе — от постоянной нагрузки 1900 кг и от снега N" = 3500 кг (рис. 59). Требуется рассчитать лобовую врубку.

Задаемся глубиной врезки hep= 6,5 см < 1/3*20 = 6,67 см. Длина хорды и площадь сегмента, соответствующие глубине врезки в 6,5 см, равны: S = 18,7 см и F = 88,5 см2.

Лобовые врубки

Пользуясь этой формулой, определяем длину скалывания пер-вого зуба lск,1 по формуле:

Лобовые врубки

При ортогональном решении врубки площадь смятия будет равна

Лобовые врубки

Расчетные усилия в подкосе и нижнем поясе с учетом коэффициентов перегрузки по табл. 9 для постоянной нагрузки — 1,1 и снеговой — 1,4 будут равны:в подкосе

Лобовые врубки

Сопротивление скалыванию под углом а (но формуле 5а):

Расчетная несущая способность врубки: а) по смятию

Лобовые врубки

б) по скалыванию

Лобовые врубки Лобовые врубки

в нижнем поясе

Лобовые врубки

Согласно данным табл. 4 для Rсм и Rсм90 при a=35° расчетное сопротивление смятию (по формуле 5):

Лобовые врубки

Расчетное сопротивление скалыванию (формула 43) при lCK = 2h = 2*20 = 40 см и е = 0,5h = 0,5*20 = 10 см (приближенно):

Лобовые врубки

Поверка несущей способности на растяжение нижнего пояса при hвр < 1/3D не обязательна.

Центрирование опорного узла в данном случае произведено по осям соединяемых элементов.

{nb_link}
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.

Смотрите также

 
 
 
Регистрация | Забыли пароль? | Контанкты | Правила
Последние комментарии | Теги | Каталог ссылок
О сайте | Карта сайта | Наша команда | Список пользователей
Статистика | RSS | RSS отзывов
2009 © DeloStroika.ru - Сайт представляет Вам материалы по строительной тематике: строительство домов, коттеджей, ремонтные работы в доме и ремонт в квартире. Самостоятельно Вы сможете научиться строить гараж, построить баню, построить бассей и другие хоз. постройки. Видео раздел предлагает к просмотру материалы внутренней отделки и интерьера помещений Вашей квартиры.
* При полном или частичном использовании материалов сайта, активная (dofollow) гиперссылка на страницу материала обязательна.
Запросов: 2 (0.00159)
Rambler's Top100