Конструирование и расчет несущей трехшарнирной арки треугольного очертания

Для дальнейшего расчета конькового узла необходимо выполнить предварительную эскизную проработку . Длина накладок должна быть не менее 2.5 высоты поперечного сечения арки. Шириной сечения накладок b_н следует задаться в пределах 2/3 ширины поперечного сечения арки b, и скорректировать ее в соответствии с сортаментом по ГОСТ 24454–80 (Приложение, табл.13).Для клееных конструкции следует учесть острожку с двух сторон по 0.5–0.75 мм. Диаметром шпилек d обычно предварительно задаются в соответствии с ГОСТ 2590–88 в пределах 12–20 мм (Приложение табл. 18).

Из условия размещения нагелей (шпилек) необходимо установить расстояние между рядами шпилек e₁ и e₂ . Шпильки, устанавливаются, как правило, в два ряда с каждой стороны стыка и по две шпильки в ряду. При этом расстояние от края накладки до первого ряда шпилек следует принять не менее 7d, между средними рядами шпилек е₁ =14d.

h=63*2,5=157,5

Длина накладок не менее 157,5 160

Ширина сечения накладок bн=7,5 см

Диаметр шпилек 20 мм.

e₁, e₂- расстояние между рядами шпилек

e₁₌14d=2*14=28 принимаем 30 см

e₂₌ 160-30=130

Требуемая высота сечения накладок определяется из условия их работы на изгиб от действия поперечной силы

Q =

,

где – погонная снеговая нагрузка,=9 кн/м;   L– пролет арки,=18 м.

 

Q =

=20,25  ,кН

 

 

 = ,    (см),

 

где – изгибающий момент, кНсм;.

= 303, 75

 

       R_и – расчетное сопротивление древесины изгибу принимается в зависимости от ширины поперечного сечения накладки, породы древесины , условий эксплуатации и класса ответственности здания, кН/см².

При этом должно выполняться условие h_н≥9.5d. Окончательно высота поперечного сечения накладок должна быть принята в соответствии с сортаментом пиломатериала по ГОСТ 24454 –80*Е (Приложение табл. 13) и с учетом острожки.

 

 = = 8,5(см),

8,5 

  9,5d

Достаточность принятого количества шпилек и их диаметр, проверяются по формулам:

;

                                    ,

где R₁ и R₂  –усилия, приходящиеся на первый и второй ряд шпилек;

 – минимальное значение  несущей способности одного среза  нагеля (шпильки), кН;

 – количество срезов одной  шпильки;

 – количество шпилек в  ряду.

 

=26,29   кН;

                          =6,075   кН,

 

Минимальное значение несущей способности  одного среза шпильки определяется, кН:

1. из условия смятия древесины  арки при ширине поперечного  сечения b

Т_см=0.5bdm_пm_вk_α,                               (кН)

 

где k_α – для арок кругового очертания принимается для угла =90⁰, для треугольных арок для равного углу наклона полуарки (Приложение табл. 11);

Т_см=0.5*11*2*1*1*0,9=9,9   , (кН)

 

 

 

 

2. из условия смятия древесины накладок шириной b_н

Т_см=0.8b_нdm_пm_вk_α,                              (кН)

где k_α принимается для угла 90⁰.

 

Т_см=0.8*7,5*2*1*1*0,55=6,6   , (кН)

 

3. из условия работы шпилек  на изгиб    

Т_и=(1.8d²+0.02b_н²)

≤2.5d² ,      (кН)

где при определении коэффициента следует рассматривать наибольшее значения угла .

 

Т_и=(1.8*2²+0.02*7,5²)*

=7,8255

2.5*2²*0,94=9,4      (кН)

 

7,8255≤9,4 –удовлетворяет условию

 

Т.е.

-удовлетворяет условию

     

- удовлетворяет условию