Особенности проектирования дощатных ферм с соединениями в узлах на МЗП

6.31 Дощатые фермы с соединениями в узлах на металлических зубчатых пластинах (МЗП) применяют в зданиях II и III классов ответственности (см. приложение И) V степени огнестойкости. Фермы изготавливают из древесины хвойных пород шириной от 100 до 200 мм, толщиной от 40 до 70 мм.

6.32 Расчетная схема ферм предполагает шарнирное закрепление элементов решетки к неразрезным поясам. Стыкование досок поясов по длине - шарнирное, вне зоны узлов крепления решетки.

6.33 Высоту ферм рекомендуется принимать не менее 1/5 пролета. При меньшей высоте ферм расчет необходимо производить с учетом линейной податливости стержней в узлах. При этом в расчете следует учитывать, что при усилиях, соответствующих расчетной несущей способности соединений, деформации стержней в узлах составляют 1,5 мм.

6.33 Пояса ферм рассчитывают как сжато-изгибаемые и растянуто-изгибаемые элементы. Элементы решетки допускается рассматривать как центрально-сжатые и центрально-растянутые. Ослабление сечения гнездами от зубьев МЗП не учитывается.

____________________

Нумерация соответствует источнику

6.34 Расчетная несущая способность соединений на МЗП зависит от типа пластин с заданной геометрией зубьев. Высота зубьев рекомендуется не более 12-кратной толщины пластины. Толщина стальной пластины составляет от 1 до 2 мм. Расчетная несущая способность соединений R определяется по результатам испытаний образцов с конкретными типами МЗП на 1 см² поверхности пластины, в зависимости от угла наклона оси пластины к действующему усилию а и от угла наклона оси пластины к направлению волокон древесины β (рисунок 20).

х - главное направление пластины; у - направление, перпендикулярное главному; a - угол между х-направлением и осью силы F; β - угол между направлением волокон древесины и осью силы F; γ - угол между х-направлением и линией стыка

Рисунок 20 - Геометрические параметры работы МЗП

Различная перфорация пластин при установке зубьев разной формы требует расчетных характеристик МЗП при растяжении R_р и срезе R_cp при направлении усилия к оси пластин a.

6.35 Условие прочности соединений

N < R2F, (69)

где N - нормальное усилие в стержне;

R - расчетная несущая способность соединения на 1 см²;

F - площадь поверхности МЗП с одной стороны стыка, определяемая за вычетом площадей участков пластин в виде полос шириной 10 мм, примыкающих к линиям сопряжения элементов фермы.

6.36 Условие прочности МЗП при растяжении:

N_p = 2R_рb, (70)

где b - размер пластины в направлении, перпендикулярном направлению усилия;

R_р - расчетная несущая способность пластины на растяжение.

6.37 Условие прочности МЗП при срезе

Q = 2R_срl_ср, (71)

где l_ср - длина среза сечения пластины без учета перфорации;

R_ср - расчетная несущая способность пластины на срез;

Q - сдвигающее усилие в узле.

6.38 При совместном действии на пластину усилий среза и растяжения должно выполняться условие

. (72)

Арки и своды

6.39. Арки и своды следует рассчитывать на прочность в соответствии с указаниями п. 4.17 и на устойчивость в плоскости кривизны по формуле (6) п. 4.2 с учетом п. 4.17, причем расчетную длину элементов l₀ следует принимать:

а) при расчете на прочность по деформированной схеме:

для двухшарнирных арок и сводов при симметричной нагрузке l₀ = 0,35S;

для трехшарнирных арок и сводов при симметричной нагрузке l₀ = 0,58S;

для двух- и трехшарнирных арок и сводов при кососимметричной нагрузке - по формуле

, (73)

где a - центральный угол полуарки, рад;

S - полная длина дуги арки или свода.

Для трехшарнирных стрельчатых арок с углом перелома в ключе более 10° при всех видах нагрузки l₀ = 0,5S.

При расчете трехшарнирных арок на несимметричную нагрузку расчетную длину допускается принимать равной l₀ = 0,58S;

б) при расчете на устойчивость в плоскости кривизны для двух- и трехшарнирных арок и сводов l₀ = 0,58S.

Расчет трехшарнирных арок на устойчивость плоской формы деформирования следует производить по п. 4.18.

6.40 При расчете арок на прочность по деформированной схеме и на устойчивость плоской формы деформирования величины N и М_д следует принимать в сечении с максимальным моментом (для проверяемого случая нагружения), а коэффициенты ξ или ξ_с и ξ_к следует определять по формуле (30) с подстановкой в нее значения сжимающей силы N_o в ключевом сечении арки; расчет арок на устойчивость в плоскости кривизны следует производить по формуле (6) п. 4.2 на ту же сжимающую силу N_o.

Рамы

6.41 Расчет на прочность элементов трехшарнирных рам в их плоскости допускается выполнять по правилам расчета сжато-изгибаемых элементов с расчетной длиной, равной длине полурамы по осевой линии.

6.42 Устойчивость плоской формы деформирования трехшарнирных рам, закрепленных по внешнему контуру, допускается проверять по формулам п. 4.18. При этом для рам из прямолинейных элементов, если угол между осями ригеля и стойки более 130°, и для гнуто-клееных рам расчетную длину элемента следует принимать равной длине осевой линии полурамы. При угле между стойкой и ригелем меньше 130° расчетную длину ригеля и стойки следует принимать равной длинам их внешних подкрепленных кромок.

6.43 Криволинейные участки гнуто-клееных рам (рисунок 21) при отношении h/r ≥ ¹/₇ (h - высота сечения, r - радиус кривизны центральной оси криволинейного участка) следует рассчитывать на прочность по формуле (28), в которой при проверке напряжений по внутренней кромке расчетный момент сопротивления следует умножать на коэффициент k_rв:

, (74)

а при проверке напряжений по наружной кромке - на коэффициент k_rн

. (75)

Рисунок 21 - Расчетная схема к определению напряжений в криволинейной части гнутоклееных рам

Расстояние z от центральной оси поперечного сечения до нейтральной оси следует определять по формуле

. (76)