Сделать это можно, как в старые добрые времена, гвоздями. Можно и современными саморезами, винтами по дереву, шурупами и прочими металлическими или деревянными нагелями. Но далее мы рассмотрим расчет именно гвоздевого соединения кобылки со стропильной ногой по той причине, что ни винты, ни саморезы сами по себе не увеличивают прочность соединения при действии рассматриваемых сил, а только увеличивают прочность общей сборки кровельной конструкции.
Например, мы продолжаем расчет кровли, рассмотренный в отдельном примере:
Рисунок 228.2. Определение длины стропильной ноги - балки.
Как мы уже выяснили, изгибающий момент на опоре - мауэрлате составляет M = 14500 кгс·см. При этом опорная реакция для консоли при нагрузке q = 326.1 кг/м и принятой длине консоли k = 1 м составит
А = qk = 326.1·1 = 326.1 кг
Дальнейший расчет будет производиться на основании расчетных предпосылок, изложенных отдельно.
Если кобылка (ширина с = 5 см) со стропильной ногой (ширина с = 5 см) будет сбиваться 2 гвоздями диаметром 0.5 см (5 мм), длиной 10 см и расстояние между гвоздями принять s = 20 см (для уменьшения нагрузки на гвозди при разложении момента), то максимальная срезающая сила будет действовать только на один из гвоздей и составит:
Ттр = A/2 + M/s = 326.1/2 + 14500/20 = 888.05 кг
Между тем, согласно таблице 17, п.2.а) и рисунку 8.б). максимальная несущая способность одного гвоздя диаметром 0.5 см на срез составит:
Тс = 35cd = 35·5·0.5 = 87.5 кг
При этом максимальная несущая способность при изгибе гвоздя будет составлять
Ти = 250d2 + a2 = 250·0.52 + 52 = 87.5 кг (и не более 400d2 = 400·0.52 = 100 кг)
Таблица 17 (согласно СНиП II-25-80)
Рисунок 8. (согласно СНиП II-25-80) Нагельные соединения
а) симметричные, б) несимметричные
Т.е. расчетным следует считать минимальное значение, а именно Тс = 78.5 кг. А это значит, что двух гвоздей для надежного крепления кобылки нам явно не хватит, необходимо как минимум увеличивать расстояние между гвоздями для уменьшения срезающей силы, кроме того увеличивать количество гвоздей, да и количество рядов гвоздей тоже можно удвоить.
Таким образом, если мы примем в одном ряду 4 гвоздя, всего 2 ряда и расстояние между крайними гвоздями, исходя из допустимой максимальной срезающей силы составит
Ттр = А/8 + 9М/2·10s
тогда
s = 9M/20(Ттр - А/8) = 9·14500/20(87.5 - 326.1/8) = 139.6 см
Это очень большое расстояние между крайними гвоздями в ряду, а значит количество гвоздей можно увеличить, например до 12, по 6 гвоздей в каждом ряду, тогда
s = 50M/140(Ттр - А/12) = 50·14500/140(87.5 - 326.1/12) = 85.8 см
При этом расстояние между осями гвоздей составит 85.8/5 = 17.2 см. А чтобы гвозди не раскалывали стропильную ногу и кобылку, необходимо соблюдать требования СНиП. Для наглядности воспользуемся картинкой, составленной на основе этих требований:
Рисунок 442.1. Минимально допустимые расстояния между осями гвоздей.
Из этой картинки следует, что расстояние между осями соседних гвоздей в ряду, а также от оси крайнего гвоздя до среза кобылки или стропильной ноги должно быть не меньше s1 = 15d = 15·0.5 = 7.5 см (так как у нас ширина кобылки и ширина стропильной ноги равны 5 см, т.е. 10d), расстояние между осями рядов не менее s2 = 4d = 4·0.5 = 2 см, и расстояние от оси гвоздя до верха или низа элементов конструкции не менее s3 = 10d = 10·0.5 = 5 см.
А это значит что высоту кобылки из конструктивных соображений следует принимать не менее 5 + 5 + 2 = 12 см.
Теперь проверим, возможно ли, соблюдая эти условия, использовать 8 гвоздей в ряду.
s = 98M/336(Ттр - А/16) = 98·14500/336(87.5 - 326.1/16) = 63.01 см
При этом расстояние между осями соседних гвоздей составит 63.01/9 = 9 см.
Если для ровного счета принять расстояние s1 = 10 cм, то общая длина кобылки с учетом опорного участка составит 1.8 м.
Как видим и в этом случае конструктивные требования выполняются, хотя можно рассматривать еще и другие варианты, например изменить диаметр гвоздей. Но как по мне, лучше уменьшить длину кобылки хотя бы на 20 см. При этом опорная реакция уменьшится на 20%, а момент на опоре на все 34%.
Тут может возникнуть такой вопрос: а что будет, если кобылка прибита на глаз 4 гвоздями и при этом расстояние между крайними гвоздями 30 см? Отвечаю, в этом случае кровельный материал, который мы при расчетах не учитывали, вступит в работу, а кроме того, если под кобылкой есть стена, то в результате поворота у консоли - кобылки появится дополнительная опора и в этом случае для расчетов следует использовать другую расчетную схему. Но в любом случае этого лучше не допускать. |