Тема лекции : 3.4 Расчет и конструирование промежуточных узлов фермы

Стандартные (рядовые) узлы
Два варианта конструкции
Лобовая врубка
Опорная подушка (колодка)
Лобовая врубка – простая, малый расход материалов, но осуществима не всегда – есть проверка на смятие, она может не проходить.
Опорная подушка – больший расход материалов, работа на смятие более эффективна, эта конструкция осуществима практически всегда.
Эти два типа конструкции вызывают ослабление сечения поясов (до 25%)

Узел на лобовой врубке
Nр

Узел на опорной подушке

Последовательность конструирования узла на лобовой врубке (ферма треугольная, узел ВП)
1. Нанесем на рис. оси сечений элементов (без раскоса):

2. Наложим на ось сечение пояса (т.е. отложим от оси по половине высоты сечения пояса вверх и вниз)
hвп/2
Далее, надо рисовать раскос, но где центр узла???
Это не центр узла!!!

3. Ищем центр узла (будем центровать узел по оси ослабленного сечения пояса)
3.1 Отметим линией hвр (hвр =1/4 hвп)
hвр
Высота ослабленного сечения
3.2 Высоту ослабленного сечения делим пополам – проводим ось
ослабленного сечения. Центруем узел по оси ослабленного сечения
Это центр узла !!!
Ось ослабленного сечения

4. Из центра узла пустим ось раскоса и на нее наложим сечение раскоса
hp/2
hp/2
hp

5. Проведем линию hвр/2 и отметим ее пересечение с осью раскоса линией оси раскоса – это фрагмент торца раскоса
hвр
hвр/2
Линия – фрагмент торца раскоса

6. Нижнюю кромку раскоса доведем до касания с торцом , а верхнюю кромку раскоса до касания с нижней кромкой пояса
6.1 Отметим точку на пересечении торца раскоса и линии hвр

7. Соединяем точки , убираем внутреннюю линию -
в поясе выемка (врубка) поэтому этой линии нет
Линии нет
Нижняя кромка пояса

7.1 Мысли о лобовой врубке
Лобовая врубка имеет две поверхности:
а-б - рабочая поверхность (смятие, проверка на смятие)
б-в - эта поверхность не участвует в работе узла
а
б
в
Напряжения
смятия
(под α)
Ось раскоса (а значит и усилие в раскосе)
попадает на ЦЕНТР
рабочей площадки !!!
Для какого элемента
(раскоса или пояса)
смятие опаснее???

8. Зафиксируем раскос относительно пояса стяжным болтом,
стяжной болт – конструктивный элемент
Стяжной болт d=12-14 мм не проходит через рабочую площадку
≥ 7dб
≥7dб
подрезка пояса
гайка
шайба

9. Нарисуем стойку, сверху – шайба (по расчету) и две гайки (вторая – контргайка)

10. Узел сконструирован

Расчет узла на лобовой врубке
Переходим к конструкции на опорной подушке

А

2. Определим минимальную площадь шайбы под стойкой

Последовательность конструирования узла на опорной подушке (ферма полигональная, узел НП)
1. Нанесем на рис. оси сечений элементов (без раскоса):

2. Наложим на ось сечение пояса (т.е. отложим от оси по половине высоты сечения пояса вверх и вниз)
hнп/2
hнп/2
hнп

3. Центруем узел по оси ослабленного сечения, проводим ось раскоса, накладываем сечение раскоса, раскос не доводим до пояса на 3-5 см
hвр
3-5 см

4. Конструируем опорную подушку, длина подушки определяется расчетом на скалывание (см. далее)
hвр

5. Фиксируем раскос относительно подушки (штырь d =12-14 мм), подушку относительно пояса (стяжной болт d =12-14 мм)
hвр
≥7dб
Стальной штырь
L = 200 мм, d = 12-14 мм
Стяжной болт dб = 12-14 мм

6. Рисуем стойку, шайбу, две гайки
hвр

Расчет узла на опорной подушке
Проверка прочности на смятие.
Вопрос – где в такой конструкции возникает смятие, и где
оно наиболее опасно (требуется проверка)???
Не опасные площадки опасная площадка
Nр
Nлев
Nпр

Lск
Площадка скалывания
Скалывающее усилие

Есть конструктивное требование Lск ≥ 1,5hнп (2)
Кроме того, Lск - должно быть достаточно для размещения
стяжного болта (3)
Из трех значений Lск выбираем большее…(и чертим!!!!)
3. Определим минимальную площадь шайбы под стойкой
(полная аналогия с узлом на лобовой врубке)

Особые и простые узлы
Главное их отличие от стандартных (рядовых) – нет расчета (только конструирование или черчение). Для простых узлов это естественное условие, для особых – упрощение курсовика
Простой узел треугольной фермы
стойка
Нижний пояс

Простой узел полигональной фермы
Опорная стойка, выполняется из дерева, сечение можно принять конструктивно, минимально возможное (брус)
Верхний пояс
Внутренний штырь, сталь
d = 12-14 мм
L =200 мм

Особый узел №1 полигональной фермы
Этот узел получил спец. название – «переломный узел», чрезвычайно ответственный элемент, усилия велики, стандартными типами конструкций его не решить –
См. наш курс в MOODLE – пояснения к заданию №6, там приведены 2 возможных варианта (стр. 42 рис.24 а, б из пособия: Д.Б.Кауфман «Деревянные конструкции» ЛПИ 1976 ) выбрать один, начертить СВОЙ аналог…..без расчета!!!

Особый узел №2 полигональной фермы
Отличие от стандартного узла – примыкание двух раскосов,
один из них – встречный раскос
Обычный раскос
Встречный раскос
1
1
1-1
2
2
2-2

1. Центруем узел по оси ослабленного сечения, раскосы не доводим до пояса на 3-5 см

2. Конструируем опорную подушку, закладные штыри, чертим стойку с шайбой и гайками

Все узлы чертим на отдельной форматке А4 в масштабе 1:10 и вкладываем в записку (кроме того, они будут и на чертеже А1)