Файл: Ветрюк И.М. Конструкции из дерева и пластмасс учеб. пособие.pdf

F H T = 416—108— 17,6—2(23—7—2) =263,4 см2.

Несущая способность ослабленного сечения нижнего пояса на растяжение

Л Г Р = F B r R p = 263,4 • 80=21072 > 10 ООО кГ.

примыкаемым верхним поясом и нижним применение лобовой

В этом случае опорный узел фермы решается лобовым упором (рис. 30), в котором торец верхнего пояса полным своим сече­ нием упирается в опорный вкладыш из плотной комлевой дре­ весины. Последний передает вертикальную составляющую сжи­ мающего усилия на подферменную подкладку и опорную подуш­ ку, а горизонтальную составляющую — нижнему поясу через металлические натяжные хомуты, деревянные накладки и нагели.

Простой лобовой упор в опорных узлах фермы имеет следую­ щие преимущества:

а) благодаря развитой площади смятия примыкаемого эле­ мента несущая способность по смятию значительно большая, чем

76

Рис. 30. Опорный узел фермы, решенный лобовым упором с натяжными хо­ мутами из круглой стали:

9 — глухарь; 10 — накладка; // — крепежный уголок.

Рис. 31. Трехлобовой упор — биссектрисный (на фасаде узла лицевая накладка подкоса условно показана пунктиром):

а — узел; б — силовой многоугольник узла Г.

77

В узловом сопряжении трех сжатых брусчатых, дощатых или бревенчатых элементов, сходящихся под большим углом, реко­ мендуется применять трехлобовой упор (рис. 31). При решении узла, в котором плоскости смятия направлены по биссектрисам углов сходящихся элементов, достигается равнопрочное сопря­ жение по плоскостям смятия.

На рис. 31 показано графическое решение определения сжи­ мающих усилий, действующих по плоскостям смятия. Как видно из силового треугольника, сжимающие усилия сопрягаемых эле­ ментов разложены на составляющие 7VCM усилия смятия, перпен­ дикулярные к плоскостям смятия и проходящие через их центр.

Недостатком сопряжения трехлобовым упором является сложность его изготовления и трудность приторцовки сминаемых плоскостей.

§ 22. СОЕДИНЕНИЯ НА ШПОНКАХ

Шпонками в деревянных конструкциях называются вклады­ ши, препятствующие взаимному сдвигу сопрягаемых элементов (рис. 32). Они в основном применяются в составных бревенчатых

Рис. 32. Призматические шпонки в составной балке со схемой силовых воздействий на шпонку.

или брусчатых балках, работающих на изгиб, и в стойках, рабо­ тающих на сжатие с изгибом. Шпонки бывают деревянные приз­ матические (рис. 33), работающие на сжатие и скалывание, и стальные кольцевые, применяемые в основном в узловых соеди­ нениях.

Особенностью всех шпоночных соединений является наличие распора, который возникает под действием эксцентрично прило­ женных сдвигающих усилий, стремящихся повернуть шпонку. В соединении ставятся стяжные болты, препятствующие повороту шпонок.

С появлением новых видов связей, используемых для сопря­ жения деревянных элементов, перечисленные виды шпонок имеют ограниченное применение, так как не отвечают современному механизированному изготовлению инженерных конструкций. Составные прогоны и стойки на призматических шпонках могут

78

оказаться целесообразными для временных сооружений при на­ личии местного круглого леса с использованием природного сбега бревен. В брусчатых же составных балках применяются более прогрессивные связи — пластинчатые нагели (§ 23). В растяну­ тых и узловых сопряжениях кольцевые шпонки уступили место когтевым и клеестальным шайбам (§ 25 и 26).

т i — — — г - ^ — '

Рис. 33. Основные формы призматических дубовых шпонок:

а — поперечная натяжная; б — продольная прямая; в — п р о ­ дольная наклонная.

Рис. 34. Соединения в колодках:

а— продольные; б — наклонные.

Всоставных балках и стойках, сплачиваемых с зазором для

увеличения момента сопротивления, применяются колодки (рис. 34), представляющие собой продольные шпонки, но боль­ шего размера.

Наличие зазора между сплачиваемыми брусьями благо­ приятно сказывается также и на условиях эксплуатации. Такие

79

балки можно применять в конструкциях наружных временных сооружений (мостах, эстакадах). Зазор между брусьями (брев­ нами) способствует хорошему осушающему проветриванию дре­ весины и соответственно увеличению срока службы сооружения.

Согласно нормам, глубина врезок шпонки Л в р принимается в брусьях не менее 2 см и не более -— h, в бревнах — 3 см и не

метр бревна).

Длина шпонки 1т в соединениях без зазора принимается не

2,5(so+2/iB p).

Несущая способность Т одной шпонки или колодки опреде­ ляется:

по смятию шпонки или колодки

по скалыванию сплачиваемого элемента между шпонками или колодками и по скалыванию самой шпонки или колодки

где — среднее скалывающее напряжение:

е— плечо сил скалывания.

Всоединениях без зазора между сплачиваемыми элементами

при расчете на скалывание шпонок e = / i B p , а в соединениях с за­ зором s0 между элементами e=so-\-hBV.

При расчете на скалывание сплачиваемых элементов e=0,5h,

соединений (балок, стоек) меньше 1, где в случае неплотной под­ гонки шпонок в гнездах сплачиваемых элементов возможно не­ равномерное включение их в работу. Значение коэффициента k:

80

для поперечных шпонок 0,9; для продольных шпонок и колодок 0,8;

для элементов, соединяемых соответственно поперечными и продольными шпонками и колодками 0,85 и 0,7.

Распор одной шпонки QM в соединении без зазора опреде­ ляется из условия равновесия, которое выражается уравнением

"— Qui' ^ш,

откуда

ill!

где Tm-hBp — опрокидывающий момент; Qm - — удерживающий момент;

Тш — несущая способность одной шпонки. В соединении с зазором

щие взаимному сдвигу сплачиваемых элементов деревянных кон­ струкций и работающие в основном на изгиб. Они применяются при наращивании деревянных элементов (в стыках), при узловых сопряжениях (в узлах ферм) и при сплачивании (в составных стержнях и балках).

Нагели бывают стальные цилиндрические цельного или труб­ чатого сечения, а также дубовые цилиндрические. К первым от­ носятся болты, штыри, проволочные гвозди, шурупы и глухари (винты для дерева). Для коррозионно-стойких конструкций наге­ ли могут быть изготовлены из высокопрочных конструкционных пластмасс, в частности из стеклопластиков СВАМ. и АГ-4С, а так­ же из древесных пластиков ДСП - Б .

Для сплачивания брусьев в составных балках применяются пластинчатые нагели — деревянные и стальные (рис. 35). Дере­

6 мм, шурупов и глухарей, вставляются в заранее приготовлен­ ные для них отверстия диаметром, равным размерам соответ­ ствующих нагелей. Шурупы и глухари завинчиваются в предва­ рительно рассверленные отверстия меньшего диаметра. Гвозди