Проектирование одноэтажного здания с несущим деревянным каркасом

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет













Пояснительная записка к курсовому проекту

«Деревянные конструкции»









Выполнил:

студент группы 3017/1

Проверил:

Семенов К.В..





















Санкт-Петербург

2007 г.


Содержание



1. Конструктивная схема здания.

1.1. Деревянные фермы.

1.2. Выбор шага рам.

1.3. Связи.

2. Конструирование и расчет покрытия здания.

2.1. Конструкция покрытия.

2.2. Подбор сечения рабочего настила.

2.3. Подбор сечения стропильных ног.

2.4. Подбор сечения прогонов

2.5. Расчет гвоздевого забоя.

3. Расчет и конструирование элементов ферм.

3.1. Определение усилий в стержнях ферм.

3.2. Подбор сечений элементов ферм.

4. Расчет и конструирование узлов ферм.

4.1 Опорный узел на натяжных хомутах.

4.2 Промежуточный узел.

4.3 Коньковый узел.

4.4 Центральный узел нижнего пояса.

Список используемой литературы.


1. Конструктивная схема здания



Проектируется одноэтажное здание с несущим деревянным каркасом. Основу каркаса составляют последовательно расположенные рамы, образованные двумя колоннами и ригелем. В качестве ригеля используется полигональная деревянная ферма. Колонны жестко закреплены в фундаменте в плоскости рамы и шарнирно в плоскости стены.







Пространственная жесткость здания обеспечивается связями, объединяющими отдельные рамы.



1.1 Деревянные фермы



Рассмотрим полигональную деревянную ферму.







В фермах различают следующие элементы:

1 – Нижний пояс.

2 – Верхний пояс.

3 – Раскосы.

4 – Стойки.

Все элементы фермы в данном проекте выполнены из деревянного бруса, за исключением стоек, которые выполняются из стального кругляка.

Высота фермы определяется по пролету. Для полигональной фермы: hф =1/6Lф– 8-ти панельная ферма

В данном проекте пролет фермы Lф=19,2 метра,

поэтому высота фермы hф=1/6*19,2=3,2 метра

Точки пересечения элементов фермы – узлы. Выделяют несколько характерных узлов:

5 – Опорные.

6 – Коньковый.

7 - Центральный узел нижнего пояса.

Расстояние между соседними узлами нижнего пояса называется длиной панели(lп). В этом проекте рассмотрена равно панельная ферма.



1.2 Выбор шага рам



Шагом рам называется расстояние между двух рядом стоящих рам в плоскости стены. В зданиях такого типа он зависит от нагрузок на покрытие и обычно составляет 3.5 до 5 метров. Так как проектируемое здание будет с внутренним отоплением (т.е. покрытие будет утепленное), а снеговая нагрузка будет соответствовать 5-му снеговому району, зададим 15 по 4.5 м и крайние по 3.6 м. Высота здания, пролет фермы и ветровой район при назначении шага рам не учитываются.



1.3 Связи



Конструктивная схема каркаса одноэтажного деревянного здания с полигональной 8-ти панельной фермой и схема размещения связей представлены на рисунке:

1 – вертикальные связи между фермами. Размещаются так, чтобы ни одна ферма не осталась без вертикальных связей, что приводит к их расстановке через пролет между рамами, а при четном количестве пролетов приходится их устанавливать подряд в двух пролетах (например, у одного из торцов здания).

2 – связи в плоскости верхних поясов ферм. Устанавливаются в торцевых пролетах, но если длина здания превосходит 30 м, то они устанавливаются и в центральных пролетах, по возможности с равным шагом.

3 – связи в плоскости нижних поясов ферм. Эти связи расставляются так, чтобы на виде снизу они проецировались на связи в плоскости верхних поясов ферм.

Связи 1, 2 и 3 принято называть ветровыми, так как они, придавая пространственную жесткость конструкции, позволяют наряду с прочими элементами каркаса распределять ветровую нагрузку, действующую на торец здания между всеми рамами.







Кроме связей между фермами в каркасе здания выделяют связи между колоннами:

6 – горизонтальные связи между колоннами.

7 – связи в плоскости стены между колоннами. Они устанавливаются в крайних от торцов здания пролетах, а в зданиях, длинна которых превосходит 30 м, и в центральных пролетах.

На рисунке изображены также прогоны (4) и стропильные ноги (5) – это элементы покрытия, не входящие в структуру связей. Прогоны располагаются вдоль всего здания по узлам верхних поясов ферм. Стропильные ноги укладываются поперек прогонов в плоскости верхних поясов ферм с шагом от 0.8 до 1.2 м в зависимости от величины снеговой нагрузки. В этом курсовом проекте шаг стропильных ног принят равным 0,9 м.


2. Конструирование и расчет покрытия здания



2.1 Конструкция покрытия



1 – Прогон.

2 – Стропильные ноги.

3 – Рабочий настил.

4 – Пароизоляция.

5 –Утеплитель.

6 – 3 слоя рубероида.



2.2 Подбор сечения рабочего настила



Рабочий настил рассчитывается на прочность и прогиб. Выполняется из досок. Для обеспечения достаточной жесткости, каждая доска опирается как минимум на 3 опоры (имеется двухпролетная неразрезная балка).

Расчет рабочего настила по первой группе предельных состояний.

Первое сочетание нагрузок: постоянная (собственного веса) + временная (снеговая).





Mmax

P

q

Lnр =0.9 м

Lnр =0.9 мРасчетная схема:


















Таблица 1. Нагрузки собственного веса.

№ п. п.

Наименование

gн, кгс/м3



g, кгс/м3

1

3-х слойный ковер рубероида на битумной мастике

10

1.1

11

2

Утеплитель ρ=100 кг/см3

7

1.2

8.4

3

Пароизоляция

3

1.1

3.3

4

Рабочий настил (t=25 мм)

12.5

1.1

13.8



Итого:

32.5



36.5



Обозначения в таблице:

gн – нормативная нагрузка собственного веса;

 - коэффициент надежности по нагрузке собственного веса;

g - расчетная нагрузка собственного веса.

Определим снеговые нагрузки. Снеговой район = 5  P**= 320 кг/м2

Далее определяем погонные нагрузки q и P.

q = g * b = 36.5 кг/м - расчетная

qн= gн*b=32.5 кг/м - нормативная

где b – ширина полосы сбора нагрузки (b = 1 м);



P*= P*** cos=320*1=320кг/ м2

P= P** B=320кг/ м2 - расчетная

Pn= P*0.7=224кг/ м2 - нормативная



где  - угол наклона кровли к горизонту (cos ≈ 1).

Расчет по прочности:



= Mmax / W <= Rизг * mв



где  - напряжение;

Mmax - расчетный изгибающий момент;

W - момент сопротивления рабочего настила;

Rизг - расчетное сопротивление изгибу (Rизг = 130 кгс/см²);

mв - температурно-влажностный режим-коэффициент, учитывающий работу древесины, зависящий от отапливаемости здания (так как здание отапливается mв =1).



Мmax = 0.125(q+ P) * Lnр² = 0.125 * (36.5+ 320) * 0.9² = 36.09 кгс*м

W = b * h² / 6 = 1 * 0.0252 / 6= 1.04*10-4 м³

 = 36.09/1.04*10-4 =3.46*105 кг/ м2 < Rизг * mв = 130 * 1= 13*105 кг/ м2



Расчет на жесткость:



f=2.13*( qн+Pn)* L4nр /384/E/I<=1/150* Lnр



где f – допустимый прогиб;

E – модуль нормальной упругости (E = 1 * 105 кг/см2);

I – момент инерции.



I=b*t3/12=1* 0.0253/12=1.3*10-6 м4

f=2.13*(32.5+224)*0.94 / 384/ 105/104/1.3* 10-6=0.72*10-3м.

1/150* Lnр=0,9/150=6*10-3

0,72*10-3<6*10-3



Второе сочетание нагрузок: постоянная (собственного веса) + монтажная.




Расчетная схема:



Mmax

g

Lnр =0.9 м

Lnр =0.9 м

Q

0.42*L



= Mmax / W <= Rизг * mв

Мmax = 0.07 * q* Lnр² * + 0.207 * 2 * Pч * Lnр



где Pч –вес человека ( Pч=100кг)



Рр.ч= Pч* =100*1,2=120 кгс



где Pр.ч – расчетный вес человека;

 - коэффициент надежности по монтажной нагрузке ( = 1.2).



Mmax = 0.07 * 36,5 * 0,92 + 0.207 * 2 * 120 * 1,205 = 39,32 кгс*см

 = 39.32 / 1.04*10-4 = 378076 кгс/м² < Rизг * mв = 130 * 1 =13*105 кгс/м2 Прочность обеспечена.



2.3 Подбор сечения стропильных ног



Нормы предписывают выполнять расчет стропильных ног как однопролетную балку.

Расчетная схема:






L

Mmax









Расчетный пролет стропильной ноги вычисляется по формуле:



Lоб = d / cos = 2.4 / 1 = 2.4 м



где d – длина панели фермы (d = 2.4 м).

Определим нагрузки:

Собственный вес: 



qн= gн* c*cos+ 5=36.5*0.9*1+5=34.75 кг/м

q = g * с * cos + 5* = 36.5*0.9*1+5*1.1=37.85 кг/м

Снеговая нагрузка: P= P* * c*cos =320*0.9*1=288 кг/ м

Pn= P*0.7=288*0.7=201.6кг/ м



Проверка на прочность:



= Mmax / W <= Rизг * mв

Мmax = 0.125 * (q+ P) * Lоб² = 0.125 * (37.85+ 288) * 2.4² = 234.6 кгс*м






W = b * h² / 6 = 7.5 * 12.52 / 6= 195.31 cм³

 = 234*102 /195.31=12*105 кг/ м2 < Rизг * mв = 130 * 1= 13*105 кг/ м2



Подобранное сечение проверяем на прогиб:



f=5*( qн+Pn)* L4об /384/E/I<=1/200* Lоб

I=b*h3/12=7.5* 12.53/12=7813 cм4

f=5*(34.75+201.6)*2404 / 384/ 100*105/7813=0.13 см

1/200* Lnр=2.4/200=1,2 см

0,13<1,2



Прочность обеспечена. Принимаем поперечное сечение стропильной ноги 125*75 мм.



2.4 Подбор сечения прогона



Прогон проверяют на прочность и на прогиб.



Mmax

L = 4,5 м

h

b'

b













Подбор сечения прогона.

От собственного веса



qн = gн * d + 15=32,5*2.4+20=98 кг/м

q = g * d + 20*=36.5*2.4+20*1.1=109,6 кг/м



Снеговая нагрузка



P= P* d=320*2.4=768 кг/ м

Pn= P*0.7=768*0.7=537,6 кг/ м



Где d – расстояние между прогонами по горизонтали (а = 4,5м);  = 1.1

Проверка на прочность:



= Mmax / W <= Rизг * mв

Мmax = 1/12 * (q+ P) * Lпр² = 1/12 * (109,6+768) * 4.5² = 1480,95 кгс*м







W =2* b * h² / 6 =2*6 * 252 / 6= 1012,5 см³

 =1480.95/1012,5 =118,47 кг/ см2 < Rизг * mв = 130 * 1= 130 кг/ см2



Подобранное сечение проверяем на прогиб:



f=( qн+Pn)* L4пр /384/E/I<1/200* Lпр

I=2*b*h3/12=2*6 253/12=15625 cм4

f=(98+537.6)*4.54 / 384/ 100*105/15625=0.434 см.

1/200* Lnр =4.82/200=2,41 см.

0,45<2,25



Прочность обеспечена.

Принимаем поперечное сечение прогона из двух досок 60*250 мм.



2.5 Расчет гвоздевого забоя



Mоп

0.2L

a















Определяем Q = Mоп /2/ a

Находим количество гвоздей n =Q/ Tгв,

Tгв – несущая способность 1-го гвоздя.



Mоп =Мmax = 1/12 * (q+ P) * Lпр² = 1/12 * (109.6+768) * 4.5² = 1480.95 кгс*м



Примем диаметр гвоздя dгв= 5.5 мм



Определяем a = 0.2*L – 23 dгв = 0.2 * 4.5 – 23*55*10-4 = 0,7735 м

n=1480.95 /2/0.7735=7,9



Принимаем n = 8 шт.




3. Расчет и конструирование элементов ферм



3.1 Определение усилий в стержнях фермы



Все вертикальные нагрузки, действующие на ферму, делятся на постоянные и временные. При определении усилий принимается, что все нагрузки приложены к узлам верхнего пояса.

P – узловая нагрузка от действия снега.

G – узловая нагрузка от действия собственного веса.



G =( gпокр + gсв)*а*d/cosα; gпокр= g+gоб+gпр



где d – длина панели, измеряемая вдоль верхнего пояса фермы;

а – ширина панели;



gобр=A/c*ρ*γf



где ρ–плотность древесины(500 кг/м3); γf–коэффицмент(1,1)



gобр=0,075*0,1*500*1,1/0.9=4,583 кг/м2

gпр=Апр/d*ρ*γf ; gпр=0.2*0.1*500*1.1/1.2=9,16 кг/м2

gпокр=36,5+4,58+9,16=50,246

gсв=; gсв==39,317 кг/м2

G=(50.246+39.317)*10.8= 967.287 кг P=P*10.8= 3456 кг



Расчет выполняется на единичных нагрузках, приложенных к половине фермы.





Элемент

Усилие от 1

NG

NP

N

фермы

слева

справа

везде

кг

кг

кг

В1

0

0

0

0

0

0

В2

-2,43

-0,97

-3,4

-3288,8

-11750,4

-15039,2

В3

-3,55

-1,77

-5,32

-5145,96

-18385,92

-23531,22

В4

-3,67

-2,44

-6,11

-5910,1

-21116,16

-27026,26

Н1

2,42

0,97

3,39

3279,1

11715,84

14994,94

Н2

3,53

1,76

5,29

5116,95

18282,24

23399,19

Н3

3,65

2,43

6,08

5881,1

21012,48

26539,72

Н4

3

3

6

5803,72

20736

26539,72

Р1

-3,48

-1,39

-4,87

-4710,69

-16830,72

-21541,41

Р2

-1,68

-1,2

-2,88

-2785,79

-9953,28

-12739,07

Р3

-0,19

-1,06

-1,25

-1209,11

-4320,98

-5529,11

Р4

1,08

-0,95

0,13

125,747

-3283,2/

+3732,48

3858,227

С1

-0,5

0

-0,5

-483,64

-1728

-2211,64

С2

1,26

0,9

2,16

2089,34

7464,96

9554,3

С3

0,15

0,82

0,97

938,27

3352,32

4290,59

С4

-0,86

0,76

-0,1

-96,728

-2972,16/

+2626,56

-3068,88/

-2529,83

С5

0

0

0

0

0

0



где NG – реальное усилие в стержнях фермы от сил G; 

NP - реальное усилие от снеговой нагрузки;

N – суммарное усилие



3.2 Подбор сечений элементов ферм



Нижний пояс.

Подбираем одно сечение на весь пояс. За основу берем элемент Н3, с Nmax=26839,58 кг.

1. Из условия прочности (1) для центрально растянутого стержня определяем требуемое значение площади ослабленного врубкой сечения







где mв=1 (группа конструкций АI) и mо=0,8.

2.При максимальной степени ослабления сечения н.п. врубкой на глубину hвр=1/4hнп (hнп – высота сеченя н.п.) полная площадь поперечного сечения  определяется как



.



3. С учетом требования hнп1,5bнп (bнп – ширина сечения н.п.) и сортамента пиломатериалов хвойных пород (приложение 4) выбираем сечение н.п. bнпxhнп=200x225 мм, при котором Абр=450 см2.







4. Из условия hвр1/4hнп задаемся глубиной врубки в нижний пояс hвр=56 мм (значение hвр должно быть кратно 0,5 см) и проверяем прочность ослабленного сечения







(Условие выполняется)

Верхний пояс.

1. Из условия прочности центрально-сжатого стержня (2) определяем требуемое значение площади ослабленного врубкой сечения







где Rc=140 кг/см2 (для изготовления поясов фермы применяется древесина II сорта).

2. Определяем требуемое значение полной площади поперечного сечения  с учетом ослабления сечения в.п. врубкой (hвр=1/4hвп)



.



3.Ширина сечения в.п. bвп принимается равной bнп 0, т.е. bвп=bнп=20 см. Требуемое значение высоты сечения в.п. определяем как







С учетом сортамента и требования hвпbвп назначаем сечение в.п. bвпxhвп=200x200 мм, при котором Абр=400 см2.






4. Вычисляем радиусы инерции сечения ry=rx=0,289hвп0,0578м. Расчетные длины в.п. в плоскости и из плоскости фермы при установке прогонов в каждом узле в.п. равны между собой lx=ly=d/cos=2,4/12,4 м. Определяем гибкости в.п. x и y : x=y=lx/rx=2,4/0,0578=41,522 < 70

Условие прочности не выполняется! Увеличим сечение в.п.!

5. Так как максимальная гибкость не превышает 70, коэффициент продольного изгиба вычисляем по формуле







6. Выполняем проверку устойчивости в.п. по формуле (3) с учетом Ар=Абр







Опорный раскос.

Элемент Р1.

1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).

Задаемся значением коэффициента продольного изгиба  в пределах от 0,5 до 0,7, например = 0,5 и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса







2. С учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x175 мм, Абр=350 см2.







3. Расчетные длины опорного раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,451 м. Радиусы инерции rx =0,289*0,175=0,05075 м.



ry = 0,289*0,2=0,0578 м



Определяем гибкости опорного раскоса:



,





где []=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов []=150). Так как max < 70, определяем  по формуле



.



4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса



.



(Условие устойчивости выполняется)

Элемент Р2.

1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).

Задаемся значением коэффициента продольного изгиба  в пределах от 0,5 до 0,7, например = 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса







2. С учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x150 мм, Абр=300 см2.







3. . Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,63 м. Радиусы инерции



ry=0,289hp=0,289*0,2=0.0578 м,

rx=0,289bp=0,289*0,15=0.04335 м.



Определяем гибкости опорного раскоса:



,





где []=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов []=150). Так как max >70, определяем  по формуле



.



4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса



.



(Условие устойчивости выполняется)

Элемент Р3.

1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3).

Задаемся значением коэффициента продольного изгиба  в пределах от 0,5 до 0,7, например = 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса:







2. С учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x125 мм, Абр=250 см2.







3. . Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=3,811 м. Радиусы инерции



rx=0,289hp=0,289*0,2=0,0578 м,

ry=0,289bp=0,289*0,125=0,036123 м.



Определяем гибкости опорного раскоса:





,



где []=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов []=150).









(Условие устойчивости выполняется)

Элемент Р4.

1. Так как раскосы по длине не имеют ослаблений в виде врубки, основной формулой для подбора поперечного сечения является условие устойчивости (3). Задаемся значением коэффициента продольного изгиба  в пределах от 0,5 до 0,7, например = 0,5, и определяем требуемое значение площади поперечного сечения раскоса







2. При подборе сечения 200х75 не будет выполнено условие предельной гибкости, следовательно с учетом сортамента и требования bр=bнп назначаем размеры поперечного сечения опорного раскоса bрxhр=200x100 мм, Абр=200 см2.

3. Расчетные длины раскоса в плоскости фермы принимается равной расстоянию между центрами соединяемых им узлов фермы. В нашем примере lx=ly=4 м. Радиусы инерции инерции rx =0,289*0,1=0,0289 м.



ry = 0,289*0,2=0,0578 м



Определяем гибкости опорного раскоса:



,





где []=120 – предельная гибкость для сжатого верхнего пояса и опорного раскоса (для промежуточных раскосов []=150). Так как max < 70, определяем  по формуле



.



4. Выполняем проверку устойчивости опорного раскоса



.



(Условие устойчивости выполняется)

Элемент Р(встречный раскос).

В общем случае расчет встречного раскоса производится аналогично расчетам остальных раскосов. По условиям задания сечение встречного раскоса принимается как у раскоса Р4 (200*100мм).

Стойка.





















Элемент С1.

Стойка С1, в отличии от всех остальных, работает на сжатие и, следовательно выполняется из дарева. Сечение стойки принимается минимально возможным в данных условиях 200*100мм

Элемент С2.

Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:







где Nст – наибольшее растягивающее усилие.

По приложению 6 принимаем сечение стойки:

d=30мм ; Aст=5,06 см2

Элемент С3.

Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:







где Nст – наибольшее растягивающее усилие.

По приложению 6 принимаем сечение стойки:

d=20мм; Aст=2,182 см2

Элемент С4.

Определяем требуемое значение площади поперечного сечения стойки:







где Nст – наибольшее растягивающее усилие.

По приложению 6 принимаем сечение стойки:

d=16мм; Aст=1,408 см


4. Расчет и конструирование узлов ферм.



4.1 Опорный узел на натяжных хомутах



1.Проверка на смятие опорного вкладыша по плоскости примыкания опорного раскоса.

Пусть раскос примыкает к нижнему поясу под углом 450.



,

,



так как 61,54 кг/см2 < 62,69 кг/см2 - условие прочности выполняется.







2. Определение диаметра тяжа.



,

где 



Принимаем d=20 мм Ант = 2,18 см2.

3. Определение количества двухсрезных нагелей для прикрепления накладок к нижнему поясу.



, 



проверим dнаг. = 20 мм

толщина накладок а = 6 dнаг.= 62= 12 см



Тс=50сdн=50202=2000 кг,

Та=80аd н=8012,52=2000 кг,

Ти=180d н2+2а2=18022+212,52=1032,5 кг,

но не более Ти=250dн2=25022=1210 кг.





4. Расчет швеллера.

Расчетная схема:















  





По конструктивным соображениям подбираем швеллер: h>hнп+6мм

Принимаем  30 Wy = 43,6 см3









(условие прочности выполняется).

5.Проверка накладок на смятие.







(условие прочности выполняется).







6. Расчет прочности уголков в торце накладок.

Расчетная схема:















где 



Проверим равнобокий уголок 12,5X12,5X8 W=75,9 см3 , I = 294 см4







Подходит.

7. Проверка опорной подушки на смятие под воздействием опорного давления.



Nопор= 4(967б287 +3456) = 17693,148



Требуемая площадь опоры:







Принимаем опорную подушку 200X225мм.



4.2 Промежуточные узлы фермы



Промежуточный узел 2.

Сечение сжатого раскоса bPX hp = 17,5X20 см2, усилие в нем 12739,07 кг, угол между осями раскоса и верхнего пояса – 40,30.








1. Назначаем глубину врубки раскоса в верхний пояс: 



 . 



Принимаем h вр = 5 см.

2. Проводим проверку на смятие верхнего пояса по площадке смятия.

а) Определим размеры площадки смятия:







б) Условие прочности на смятие:



 





Прочность на смятие не обеспечена. Изменяем конструкцию узла.






1. Проверяем прочность на смятие в зоне рабочего опирания подушки на верхний пояс. Разность усилий в элементах верхнего пояса, примыкающих к узлу составляет 5010 кг.







Прочность на смятие обеспечена.

2. Проверяем необходимую длину l ск.







Промежуточный узел 4.

Сечение сжатого раскоса bPX hp = 15X20 см2, усилие в нем кг, угол между осями раскоса и верхнего пояса – 48,60.






1. Назначаем глубину врубки раскоса в верхний пояс: 



 . 



Принимаем h вр = 5,6 см.

2. Проводим проверку на смятие верхнего пояса по площадке смятия.

а) Определим размеры площадки смятия:







б) Условие прочности на смятие:





;



Прочность на смятие не обеспечена.

Изменяем конструкцию узла.

1. Проверяем прочность на смятие в зоне рабочего опирания подушки на верхний пояс. Разность усилий в элементах верхнего пояса, примыкающих к узлу составляет 5010 кг.







Прочность на смятие обеспечена.

2. Проверяем необходимую длину l ск.







Промежуточный узел 5.

Сечение сжатого раскоса bPX hp = 20,0X12,5 см2, усилие в нем 5529,11 кг, угол между осями раскоса и нижнего пояса – 510.







1. Назначаем глубину врубки раскоса в верхний пояс:  . Принимаем h вр = 5,6 см.

2. Проводим проверку на смятие верхнего пояса по площадке смятия.

а) Определим размеры площадки смятия:







б) Условие прочности на смятие:



 

; 



Прочность на смятие обеспечена.

Промежуточный узел 6.

Сечение сжатого раскоса bPX hp = 20X10 см2, усилие в нем 3858,227 кг, угол между осями раскоса и нижнего пояса – 53,10.







1. Назначаем глубину врубки раскоса в верхний пояс: 



 . 



Принимаем h вр = 5,6 см.

2. Проводим проверку на смятие верхнего пояса по площадке смятия.

а) Определим размеры площадки смятия:







б) Условие прочности на смятие:





;



Прочность на смятие обеспечена.


4.3 Коньковый узел







4.4 Центральный узел нижнего пояса








5. Расчет стыка нижнего пояса



Определение количества двухсрезных нагелей для прикрепления накладок к нижнему поясу.



,



проверим dнаг. = 24 мм

толщина накладок 



а > 6 dнаг.= 62,4= 14,16 см, a=150 см

Тс=50сdн=50202,4=2880 кг,

Та=80аd н=80152,4=2880 кг,

Ти=180d н2+2а2=1802,42+2152=1486,8 кг,






Список используемой литературы



1. ”Конспект лекций по деревянным конструкциям” Семенов К. В. - 2007 г.

2. Карлсен “Деревянные и пластмассовые конструкции”.

3. Кауфман “Деревянные конструкции”.