– расчетное сопротивление древесины смятию под углом;

Rсм = 1,5 кН/см2 – расчетное сопротивление древесины смятию вдоль волокон;

Rсм.90 = 0,18 кН/см2 – расчетное сопротивление древесины смятию поперек волокон;

Rрα= 0,9 кН/см2 – расчетное сопротивление древесины растяжению под углом;

Проверка прочности внутренней сжатой зоны

Проверка прочности биссектрисного сечения не проходит, следовательно увеличиваем сечение:

Ширина сечения b = 210 мм; Размеры поперечного сечения рамы

h = 1600 мм, hоп = 480 мм, hк = 640 мм.

hd = h/соs39о=160/0,777=205,9 см- высота биссектрисного сечения;

Fd = b×hd =21∙205,9=4323,9 см2- площадь биссектрисного сечения;

Wd =(b×hd2)/6 = 21∙4323,92/6= 148381,84 см3-расчетный момент сопротивления;

– радиус инерции сечения;

- гибкость элемента цельного сечения;

- коэффициент продольного изгиба (при гибкости элемента l £ 70), коэффициент а = 0,8 для древесины;

– расчетное сопротивление древесины смятию под углом;

Проверка прочности внутренней сжатой зоны

кН/м2

Проверка прочности наружной растянутой зоны

кН/м2

Проверка прочности биссектрисного сечения выполняется

2.8 Проверка сечения рамы на устойчивость плоской формы деформирования

Проверку сечения рамы на устойчивость плоской формы деформирования производим по формуле

.

- для элементов, имеющих закрепление из плоскости деформирования.

Сжатая грань арки имеет раскрепление панелями через 100см.

Определяем гибкость

.

.

.

Проверка

2.9 Проверка сечения арки на скалывание по клеевому шву

.

Проверка

Прочность сечения обеспечена.

2.10 Расчет опорного узла

Стойка в опорном узле опирается непосредственно на бетонный фундамент.

Для обеспечения возможности поворота опорного сечения торец стойки кантуется на 40 мм с каждой стороны. Стойка фиксируется металлическими уголками.

Места контакта древесины с бетоном изолируются двумя слоями рубероида, склеенными битумной мастикой.

Рис. 8 Опорный узел рамы

1) Проверка на смятие вдоль волокон выполняется по формуле:

гдеN – усилие в стойке рамы, N = 130 кН;

Fсм – площадь смятия:

Fсм = b a = 21•36 = 756 см2;

Rсм= 1,5 кН/см2 – расчетное сопротивление древесины смятию вдоль волокон по табл. 3 [2]

Прочность на смятие вдоль волокон торца стойки выполняется.

2) Проверка на скалывание торца стойки от действия распора выполняется по формуле:

гдеH = 83 кН – распор в раме от действия вертикальной нагрузки;

– статический момент инерции сечения брутто;

– момент инерции сечения брутто;

Rск = 0,07 кН/см2– расчетное сопротивление древесины скалыванию по табл. 3 [2]

Прочность опорного узла на скалывание силой распора обеспечена.

Высота металлического башмака находится исходя из условия смятия поперек волокон древесины стойки рамы от действия распора

;

Принимаем h=160мм;

Уголки, фиксирующие стойку поперечной рамы, принимаются из условия расположения болтов. Согласно табл. 39 [3]: минимальные расстояния от центра болта до края уголка должны быть не менее 1,5d = 1,5•16 = 24 мм. Для обеспечения удобства монтажа принимаем уголок L160x12. Крепление траверсы (уголков) башмака к фундаменту предусматриваем 2-мя болтами d = 24 мм.

Напряжение анкерного болта на срез:

t = = 9,2 кН/см2 < Rсрб = 19 кН/см2;

Металлический башмак фиксируется в стойке рамы конструктивным болтом диаметром 16 мм.

2.11 Расчет конькового узла

Коньковый узел выполняют торцевым упором ветвей ригеля с перекрытием стыка двумя деревянными накладками на болтах.

Коньковый узел рассчитывается на поперечную силу при несимметричной односторонней снеговой нагрузки:

где S – расчетная нагрузка от веса снегового покрова на 1 пог. м ригеля рамы, определяется по формуле: S = 3,2∙1∙4,5 = 14,4 кН/м

ℓ – пролет ригеля, ℓ = 15 м;

;

Принимаем диаметр болтов, скрепляющих ригели рамы через накладки, 20 мм.

Накладка рассчитывается как балка на двух опорах.

Согласно п.5.18 [1] расстояния между осями болтов вдоль волокон древесины S1, поперек волокон S2 и от кромки элемента S3:

S1 = 7d = 7∙2 = 14 см;

S2 = 3,5d = 3,5∙2 = 7 см;

S3 = 3d = 3∙2 = 6 см;

; ;

Следовательно, более нагруженные болты расположены ближе к месту стыка.

Количество болтов в одном ряду определяется по формуле:

;

где nc – количество плоскостей среза, nc = 2;

[T]б,min – минимальная несущая способность одного болта, принимается согласно п.5.13 [1]:

1) Несущая способность на смятие древесины среднего элемента под углом α:

Tc = 0,5 c d kα

здесьc – толщина среднего элемента, c = 21 см;