СОЕДИНЕНИЯ НА СТАЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ НАГЕЛЯХ
Расчетную несущую способность на один срез стального цилиндрического нагеля в соединениях элементов из сосны и ели при направлении усилий вдоль волокон элементов определяют по формулам:
по изгибу нагеля
Ти = 180 d 2 + 2 a2, но не более 250 d2; (2.4a)
по смятию среднего элемента толщиной с
(2.46) |
Тс = 50 cd;
по смятию крайнего элемента толщиной а
Т a = 80 ad .
(2.4в)
Число нагелей пН,которые должны быть поставлены в соединении для передачи усилия N , находят из выражения
(2.5)
где Тн — меньшее из трех значений несущей способности нагеля,
вычисленных по формулам (2.4);
пс — число срезов нагеля.
Расчетную несущую способность нагеля Тн можно определить также, пользуясь приложением 5.
Расстояние между осями нагелей должно быть не менее: вдоль волокон — s1 = 7 d ; поперек волокон — s 2 = 3,5 d и от кромки элемента — s3 = 3 d .
Расчетную несущую способность стального цилиндрического нагеля Тн при направлении усилия под углом а к волокнам элементов определяют как меньшую из трех по формулам:
но не более (2.6а)
(2.66)
(2.6в).
где ka— коэффициент, определяемый по табл. 2.2.
Примечание. Значения коэффициента ka для промежуточных углов определяют по интерполяции
Пример 2.3. Стык нижнего растянутого пояса стропильной фермы (рис. 2.2, а)выполнен посредством дощатых накладок, соединенных с поясом нагелями из круглой стали. Пояс — из бревен диаметром в месте стыка 19 см . Для плотного прилегания накладок бревна отесаны с двух сторон по 3 см до толщины с = 13 см . Накладки приняты из досок сечением а ´ h = 6 ´ 18 см . Расчетное растягивающее усилие N = 12 700 кгс. Рассчитать соединение.
|
|
Решение. Диаметр нагелей назначают примерно равным (0,2—0,25) a, где а — толщина накладки. Принимаем d = 1,6 см . Определяем расчетную несущую способность нагеля на один срез по формулам (2.4):
Наименьшая расчетная несущая способность Тн = 533 кгс. Нагели двухсрезные. Требуемое число нагелей по формуле (2.5)
Принимаем 12 нагелей, из них 4 болта с каждой стороны стыка. Нагели располагаем в два продольных ряда. Расстояние между нагелями вдоль волокон
s1 = 7 d = 7 ×1,6= 11,2см (принимаем 12 см).
Рис. 2.2. Соединения на стальных цилиндрических нагелях
Расстояние от оси нагелей до кромки накладок s3 = 3d = 3×l,6 = 4,8 см (принимаем 5 см).
Расстояние между нагелями поперек волокон s 2 = h — 2 s 3 = 18—2 × 5 = 8 см > 3,5 d = 5,6 см .
Площадь нетто сечения пояса за вычетом боковых стесок и ослаблений отверстиями для нагелей
Площадь ослабленного сечения накладок
Напряжение растяжения в накладках
Пример 2.4. В ригеле наслонных стропил (рис. 2.2, б)возникает растягивающее усилие N = 2500 кгс. Ригель устроен из двух пластин диаметром Dпл= 18 см . Пластины охватывают с двух сторон стропильную ногу из бревна D = 22 см и крепятся к ней двумя болтами d = 18 мм , работающими как двухсрезные нагели. Глубина стески стропильной ноги в месте примыкания ригеля hст = 3 см . Для плотного прилегания шайб болтов пластины стесаны на глубину hст = 2 см . Угол между направлением ригеля и стропильной ноги a = 30°. Проверить прочность соединения.
|
|
Решение. Несущую способность стального цилиндрического нагеля на один срез при направлении усилия под углом к волокнам определяем по формулам (2.6):
Здесь 0,9 — коэффициент ka, определяемый по табл. 2.2;
с = D — 2 hст = 22—2×3 = 16 см — толщина среднего элемента;
а = 0,5 Dпл—h ст = 0,5×18—2 = 7 см — толщина крайнего элемента.
Наименьшая несущая способность нагеля Тн = 647 кгс. Полная несущая способность соединения n н n с Тн = 2×2×647 = 2588 >2500 кгс. Расстояние от оси нагеля до торца ригеля принимаем s1 = 13 см >7×1,8 = 12,6 см . Расстояние между осями нагелей поперек к оси ригеля принимаем s 2 = 6 см и поперек к оси стропильной ноги s 2 = 9 см .
СОЕДИНЕНИЯ НА ГВОЗДЯХ
Размеры проволочных гвоздей круглого сечения, применяемые в деревянных конструкциях (ГОСТ 4028—63), приведены в табл. 2.3.
|
|
Несущая способность гвоздей не зависит от угла между направлениями действующего усилия и волокон древесины.
Расчетную несущую способность гвоздя в двухсрезных симметричных соединениях определяют отдельно на срез со стороны пробиваемого гвоздем крайнего элемента а по формулам:
но не более 400d ГB; (2.7а)
(2.76)
(2.7в)
и на срез со стороны непробиваемого насквозь крайнего элемента по формулам:
(2.8а)
(2.86)
Здесь аГВ— расчетная длина защемления конца гвоздя в непробиваемом насквозь крайнем элементе, определяемая из выражения
(2.9)
где пш— число швов, пробитых гвоздем.
Если аГВполучится меньше 4 d , то работу конца гвоздя не учитывают. Число гвоздей, которые должны быть поставлены в соединении, определяют из выражения
(2.10)
где Т¢ГВ и Т²гв — меньшие из значений, определяемых соответственно по формулам (2.7) и (2.8).
|
|
За расчетную несущую способность гвоздя ТГВ в односрезных соединениях принимают меньшее из двух значений, определяемых по формулам:
но не более 400d2ГВ; (2.11а)
(2.116)
где а0 и с0 — соответственно меньшая и большая длина защемления гвоздя в соединяемых элементах (а0=аГВ и с0 = а при а >aГВ; a0 = a иc0 = aГВ при а <aгв).
Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон древесины должно быть не менее s1 = 15 dГВпри толщине пробиваемого элемента a ³ 10 dГBи s1 = 25 dГB при а = 4 dГВ. Для промежуточных значений толщины а расстояние s1 определяют по интерполяции. Расстояние от гвоздя до торца элемента должно быть не менее s = 15 d . Расстояние между осями гвоздей поперек волокон древесины s2 и от крайнего ряда гвоздей до продольной кромки элемента s3 — не менее 4 dГВ.
При расстановке гвоздей под углом a £ 45° косыми рядами расстояние s2 может быть уменьшено до 3 d . При встречной забивке гвоздей, если их концы заходят один на другой не более чем на 1/3 толщины среднего элемента, разрешается сохранять одинаковую разметку гвоздей с каждой стороны соединения.
Пример 2.5. Усилие N = 3800 кгс передается от одной средней доски сечением с ´ h = 4´15 см (рис. 2.3, а) двум крайним доскам сечением а ´ h = 3,2 ´ 15 см с помощью гвоздей. Требуется рассчитать соединение и расставить гвозди.
Решение. Суммарная толщина пакета досок в месте соединения b = а + с + а = 3,2 + 4 + 3,2 = 10,4 см. Длину гвоздя выбираем с таким расчетом, чтобы не пробивать пакет насквозь. Принимаем lГВ = 100 мм ; dГВ = 4 мм .
Расчетная длина защемления конца гвоздя в непробиваемом насквозь крайнем элементе по формуле (2.9)
aГВ = 100—40—32—2×2—1,5×4 = 18 мм > 4 dГВ= 16 мм . Несущая способность гвоздя для первого среза по формулам
Несущая способность гвоздя для второго среза по формулам (2.8):
Суммарная наименьшая несущая способность двухсрезного гвоздя
Требуемое число гвоздей в соединении по формуле (2.10)
Принимаем 42 гвоздя, размещая их в семь рядов по шесть гвоздей в ряду. Для обеспечения равномерной работы крайних элементов необходимо половину гвоздей забить с лицевой стороны стыка (на рис. 2.3, а показаны точками), а другую половину — с тыльной стороны (показаны крестиками).
Расстояние от крайнего ряда гвоздей до торца доски должна быть не менее
Отношение толщины крайней доски к диаметру гвоздя
При этом отношении минимальное расстояние между рядами гвоздей вдоль волокон определяем по интерполяции:
Принимаем s1 = s = 7,5 см. Полная длина соединения
Расстояния между гвоздями поперек волокон s2 и от продольной кромки доски до крайних гвоздей s3 должны быть не менее
s2 = s3 = 4 dГВ = 4×0,4 = 1,6 см . Принимаем s2 = 2 см и s3 = 2,5 см . Тогда
5 s2 + 2 s3 = 5×2 + 2×2,5 = 15 см = h. Площадь нетто средней доски за вычетом ослабления гвоздями
FHT = ch — nГВdГВ с = 4×15—6×0,4×4 = 50,4 см2.
Напряжение растяжения
Пример 2.6. Растянутая подвеска из доски сечением с ´ h1= б ´ 18 см прикреплена гвоздями к поясу, состоящему из двух досок, а ´ h 2 = 5 ´ 20 см (рис. 2.3, б). Расчетное усилие N = 2800 кгс. Требуется рассчитать и сконструировать соединение.
Решение. Принимаем dГВ = 5 мм , lГВ = 150 мм . Расчетная
длина защемления конца гвоздя в крайнем элементе по формуле (2.9)
аГВ = 150—50—60—2 ×2—1,5 ×5 = 28,5 мм > 4 dГВ= 20 мм.
Расчетная несущая способность по первому срезу гвоздя согласно формулам (2.7):
Расчетная несущая способность по второму срезу гвоздя по формулам (2.8):
Наименьшая полная несущая способность двухсрезного гвоздя
Необходимое число гвоздей для прикрепления подвески к поясу по формуле (2.10)
Гвозди размещены косыми рядами (см. рис. 2.3, б)с соблюдением норм расстановки для каждого элемента. Угол наклона косых рядов равен 45°. Расстояние от крайнего гвоздя до торца подвески должно быть не менее s = 15×0,5 = 7,5 см . Расстояние между гвоздями поперек волокон принимаем равным s2 = 3dГB = 3×05 = 1,5 см . Расстояние от крайних гвоздей до продольных кромок должно быть не менее s3 = 4 d ГВ = 4×0,5 = 2 см . Принимаем для горизонтальных элементов s3 = 2,5 см и для вертикального элемента (подвеска) s3 = 2,25 см . При принятой расстановке расстояние между гвоздями вдоль волокон равно:
по горизонтали
по вертикали
В узле ставим один стяжной болт (d = 12 мм)для обеспеченияначального и последующего (после усушки) равномерного обжатия соединяемых элементов.
Ослабление подвески болтом и гвоздями по среднему ряду, считая их совмещенными в одном сечении,
Расчетное напряжение растяжения
Пример 2.7. В ригеле наслонных стропил (рис. 2.3, в)возникает растягивающее усилие N = 1100 кгс. Ригель устроен из двух досок сечением а ´ h1= 4 ´ 15 см. Доски охватывают с двух сторон стропильную ногу из бруса сечением с ´ h 2 = 10 ´ 18 см и крепятся к ней гвоздями. Угол наклона стропильной ноги к горизонту a= 30°. Рассчитать соединение.
Решение. Принимаем lГВ = 100 мм ; dГВ= 4 мм . Гвозди забиваем с двух сторон навстречу один другому. Длина нахлестки гвоздей при встречной забивке составляет:
что меньше
Гвозди работают как односрезные. Расчетная длина защемления конца гвоздя в среднем элементе
aГВ = 100—40—2×1—1,5×4 = 52 мм > а = 40 мм.
Несущая способность гвоздя по формулам (2.11):
В расчет принимаем ТГВ = 56 кг . Необходимое число гвоздей
Ставим по 10 гвоздей с каждой стороны соединения, размещая их, как показано на рис. 2.3, в. Расстояние от верхнего крайнего гвоздя до торца ригеля принимаем равным s = 15dГВ= 15×0,4 = 6 см . Расстояние между смежными рисками поперек волокон, элементов — s 2 = 1,8 см > 4 d Г B = 1,6 см . Расстояние от продольной кромки ригеля до первого ряда гвоздей
Расстояние между смежными гвоздями вдоль волокон элементов
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 846; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!