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

Т_и = 180 d ² + 2 a², но не более 250 d²;         (2.4a)

по смятию среднего элемента толщиной с

(2.46)

Т_с = 50 cd;

по смятию крайнего элемента толщиной а

Т _a = 80 ad .

(2.4в)

Число нагелей п_Н,которые должны быть поставлены в соедине­нии для передачи усилия N , находят из выражения

(2.5)

 

где Т_н — меньшее из трех значений несущей способности нагеля,

вычисленных по формулам (2.4);

п_с — число срезов нагеля.

Расчетную несущую способность нагеля Т_н 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 Т_н 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 k_a— коэффициент, определяемый по табл. 2.2.

Примечание. Значения коэффициента k_a 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 Т_н = 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 D_пл= 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 h_ст = 3 см . Для плотного прилегания шайб болтов пластины сте­саны на глубину h_ст = 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 k_a, определяемый по табл. 2.2;

с = D — 2 h_ст = 22—2×3 = 16 см — толщина среднего элемента;

а = 0,5 D_пл—h _ст = 0,5×18—2 = 7 см — толщина крайнего элемента.

Наименьшая несущая способность нагеля Т_н = 647 кгс. Пол­ная несущая способность соединения n _н n _с Т_н = 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 а_ГВ— расчетная длина защемления конца гвоздя в непроби­ваемом насквозь крайнем элементе, определяемая из выражения

 (2.9)

где п_ш— число швов, пробитых гвоздем.

Если а_ГВполучится 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 Т_ГВ в односрезных соединениях принимают меньшее из двух значений, определяемых по формулам:

но не более 400d²_ГВ;      (2.11а)

           (2.116)

где а₀ и с₀ — соответственно меньшая и большая длина защемления гвоздя в соединяемых элементах (а₀₌а_ГВ и с₀ = а при а >a_ГВ; a₀ = a иc₀ = a_ГВ при а <a_гв).

Расстояние между осями гвоздей вдоль волокон древесины долж­но быть не менее s₁ = 15 d_ГВпри толщине пробиваемого элемента a ³ 10 d_ГBи s₁ = 25 d_ГB при а = 4 d_ГВ. 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 d_ГВ.

 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 l_ГВ = 100 мм ; d_ГВ = 4 мм .

Расчетная длина защемления конца гвоздя в непробиваемом на­сквозь крайнем элементе по формуле (2.9)

a_ГВ = 100—40—32—2×2—1,5×4 = 18 мм > 4 d_ГВ= 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 d_ГВ = 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

F_HT = ch — n_ГВd_ГВ 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 d_ГВ = 5 мм , l_ГВ = 150 мм . Расчетная

длина защемления конца гвоздя в крайнем элементе по формуле (2.9)

а_ГВ = 150—50—60—2 ×2—1,5 ×5 = 28,5 мм > 4 d_ГВ= 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 = 3d_ГB = 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 l_ГВ = 100 мм ; d_ГВ= 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

a_ГВ = 100—40—2×1—1,5×4 = 52 мм > а = 40 мм.

Несущая способность гвоздя по формулам (2.11):

В расчет принимаем Т_ГВ = 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 = 15d_ГВ= 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: 922; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!