Приложение Б. Особенности конструктивных решений, проектирования, расчета и испытаний соединений с применением металлических зубчатых пластин и косяков в элементах несущих конструкций перекрытий

Приложение Б

Особенности конструктивных решений, проектирования, расчета и испытаний соединений с применением металлических зубчатых пластин и косяков в элементах несущих конструкций перекрытий

Б.1 Требования к металлическим зубчатым пластинам

Б.1.1 В отечественной практике МЗП изготавливают различные организации по техническим условиям или стандартам организации.

Б.1.2 Основные технические требования к МЗП:

- МЗП изготавливают из тонколистовой оцинкованной стали марки 250 с классом покрытия 275 или аналогичной стали с временным сопротивлением разрыву не менее 300 , пределом текучести не менее 250 , с относительным удлинением не менее 19%, с массой цинкового покрытия не менее 275 ;

- толщина пластин - от 0,9 до 2,5 мм, размеры: ширина пластины - от 50 до 200 мм, длина - от 75 до 1200 мм;

- длина зуба - от 8 до 16 мм.

Б.1.3 Металлические зубчатые пластины должны применяться для изготовления соединений при условии, что толщина соединяемого элемента (доски) конструкций должна быть не менее 3,5-4-кратной длины зуба.

Б.1.4 Изготовление соединений на МЗП должно осуществляться на гидравлических прессах при удельном усилии запрессовки не менее 10 .

Б.2 Методика испытаний для определения расчетной несущей способности соединений на металлических зубчатых пластинах

Б.2.1 Рекомендуемая полная программа испытаний предусматривает подготовку испытуемых образцов для определения прочности соединений при растяжении и сдвиге под различными углами (рисунок 8.3) действия нагрузки, а также при сжатии при действии нагрузки вдоль и поперек оси пластины.

Б.2.2 Проведение испытаний и обработку их результатов осуществляют по требованиям следующих стандартов: ГОСТ 33082, ГОСТ Р 58559, ГОСТ Р 58562.

Б.2.3 Результатами испытаний должны быть значения расчетной несущей способности соединений, , площади пластины при углах и для соединений при растяжении и сжатии, а также расчетной несущей способности соединений, Н/см, линии длины стыка пластины при углах для соединений при сдвиге.

Примеры основных видов, размеры образцов и схемы испытаний соединений приведены на рисунках Б.1-Б.6.

Б.2.4 Расчет соединений с применением полученных значений расчетной несущей способности должен выполняться согласно СП 64.13330.2017 (приложение К).

Б.3 Рекомендации по проектированию и применению несущих металлодеревянных балок-ферм на металлических зубчатых косяках

Б.3.1 Выбор оптимального конструктивного решения балок-ферм основан на условиях: максимального использования расчетной несущей способности крепления МЗК к поясам; расчетной длительной прочности древесины при растяжении нижнего пояса заданного сечения; деформативности балок-ферм, не допуская превышения расчетных прогибов допустимых нормативных величин.

Б.3.2 Расчетная несущая способность крепления под углом 45° одной пары МЗК к поясам балки-фермы, , определяется по данным испытаний.

Б.3.3 Используя экспериментальные и нормативные данные с помощью вычислительного комплекса, например SCAD Structure, осуществляют компьютерные расчеты балок различных пролетов с различными сечениями поясов при действии расчетных нагрузок.

Б.4 Проектирование и расчет сплачиваемых составных балок из пиломатериалов на металлических зубчатых пластинах

Б.4.1 Конструктивное решение опорного участка балки показано на рисунке 8.1.

Сплачивание пиломатериалов осуществляют с бобышкой или без нее в зависимости от используемого сечения пиломатериалов и получения необходимой высоты и длины балки.

Б.4.2 Расчет балки предполагает определение необходимого размера МЗП и, при необходимости, количества бобышек по длине балки.

Б.4.3 При расчете используют следующие параметры:

- L, пролет балки, м;

- а, шаг балок, м;

- [q], нормативная распределенная нагрузка на балку, .

Б.4.4 Необходимо проверять прочность балки, ее прогиб и определять необходимый размер МЗП для соединения поясов с бобышкой или без нее.

Для этого определяют:

- величины изгибающих и касательных напряжений в балке, :

(Б.1)

(W* - за вычетом момента сопротивления бобышек),

; (Б.2)

- прогиб в середине пролета балки, м:

, (Б.3)

где Q - поперечная сила на опоре балки, , кгс;

М - изгибающий момент на пролете балки, , ;

В - ширина балки, см;

h - высота балки, см;

S - статический момент сечения балки, , ;

J - момент инерции сечения балки, , ;

W* - момент сопротивления сечения балки, , ;

- расчетные напряжения в балке от изгиба, ;

- расчетные касательные напряжения в балке от сдвига, ;

Е - модуль упругости древесины, ;

[f] - нормативный прогиб балки в середине пролета, м;

- коэффициент податливости связей при расчете на изгиб, ;

- коэффициент податливости связей при расчете прогиба, .

Для определения размера МЗП и количества бобышек проверку осуществляют по величине сдвигающего усилия Т, кгс, на опоре:

, (Б.4)

где - количество связей (бобышек), шт.;

- статический момент сдвигаемой части сечения балки относительно нейтральной оси, , равный:

, (Б.5)

где - высота пояса балки при сплачивании с бобышкой, см;

- толщина бобышки, см.

На МЗП, установленную углом , действует усилие, , определяемое по формуле

. (Б.6)

Приняв общее количество бобышек , шт., определяют величину Т.

Проверку количества связей (бобышек) от опоры до середины пролета, шт., осуществляют по формуле

, (Б.7)

где и - изгибающие моменты, , на середине пролета и опоре соответственно, равные:

, (Б.8)

. (Б.9)

С учетом при использовании для сплачивания поясов МЗП с бобышками под углом 45° определяют необходимые ее параметры - площадь на поясах F, , и протяженность длины среза МЗП , см.

При известных величинах расчетной несущей способности соединений МЗП на растяжение , , и при срезе , кгс/см, указанные параметры будут равны:

; (Б.10)

. (Б.11)

По их величинам подбирают стандартный размер МЗП.