Аварийные связи деревянных конструкций
В опорных узлах треугольных деревянных ферм, несущая способность которых по скалыванию зависит от возможного (при случайном совмещении плоскости скалывания с сердцевинной плоскостью) образования усушечных трещин с торца растянуто го пояса, следует ставить так называемые аварийные связи, используя для этого сборочные (монтажные) крепления (болты хомуты, скобы).
В основном расчете элементов деревянных конструкций работа аварийных связей не учитывается, т.к. начальная жесткость сопротивления сдвигу мала.
Аварийная связь включается в работу когда происходит скалывание зуба растянутого пояса (рис. 1) .
Рис. 1. Работа аварийного болта в случае скалывания зуба в лобовой врубке
Аварийная связь устраивается для обеспечения временного закрепления нижнего конца верхнего пояса. Закрепление должно быть вязким для того, чтобы погасить работу сил инерции после хрупкого скалывания зуба.
Экспериментальные исследования показали, что отклонение силы отпора (Nотп) находятся в большой зависимости от местного вмятия верхнего пояса в волокна нижнего пояса от направления перпендикуляра к плоскости скола.
В случае упора ребром верхнего пояса под углом γ≥ 60—55° к пласти нижнего пояса местная вмятина, увеличивающаяся с увеличением силы упора, предотвращает сдвиг верхнего пояса даже при отсутствии связей.
В случаях упора верхнего пояса под углом γ < 60—55° необходима постановка аварийных связей, которые должны увеличить угол наклона упора до 60—55° к плоскости скола (т. е. до 30—35° к перпендикуляру) для того, чтобы сила упора (равнодействующая сил Nc и Nав,св) полностью могла быть воспринята отпором (Nотп) в случае скалывания зуба. Полагая расчетный угол между направлением отпора и перпендикуляром равным 31° (tg 31°=0,6), можно с достаточной надежностью определить расчетное усилие в болте и подобрать сечение аварийного болта или иного вида связи.
На рис. 1 приведена схема работы аварийного болта и дано графическое определение силы его натяжения применительно к решению опорного узла, рассмотренному в предыдущем примере. Расчет проведен исходя из статического приложения нагрузки. По существу в случае хрупкого скалывания врубки следовало бы учесть динамическое действие инерционных сил путем введения динамического коэффициента, зависящего от характера разрушения несущих деревянных конструкций, от поддерживающего влияния пространственных связей и ограждающих конструкций и от вязкости работы самого аварийного крепления. Заранее, расчетным путем, раскрыть неопределенность сложного значения kдин затруднительно; однако при условии достаточной вязкости работы аварийного крепления можно все же коэффициент динамичности не вводить, поскольку необходимое увеличение сопротивления для древесины обеспечивается кратковременностью приложения нагрузки и для стали Ст. 3 - работой ее за пределом текучести.
В простейших треугольных фермах, несущих распределенную нагрузку, сила R, действующая на узел со стороны верхнего пояса, обычно имеет угол наклона к оси нижнего пояса, близкий к 60 - 50°. В таких опорных узлах при нормальном решении лобовой врубки опасность скалывания очень мала и аварийными связями могут служить даже скобы.