Коли саме кобили стали окремою частиною кроквяної системи, важко сказати. Я вважаю, що спочатку ніяких окремих кобилок не було, а просто кроквяні ноги закінчувалися стилізованими зображеннями чи воїнів, чи то коней, через що і отримали настільки дивна назва - кобили. Також вважаю, що теслі в ті далекі часи, коли з'явилися кобили, займалися різьбленням по дереву не від неробства або з великої тяги до мистецтва, а тому що кобили мали досить чітку оберегову функцію.
Втім всі ці тонкощі ніякого відношення до розрахунку з'єднання кобили з кроквяної ногою не мають. До того ж набагато простіше, дешевше, надійніше і швидше ніяких окремих кобилок не робити, а просто вивести кроквяні ноги за край стіни. Втім не завжди це дозволяє зробити конструкція покрівлі та й довжина пиломатеріалу як правило обмежена 6 метрами. А тому кобили доводиться робити окремо і кріпити їх до кроквяних ніг.
Зробити це можна, як в старі добрі часи, цвяхами. Можна і сучасними саморізами, гвинтами по дереву, шурупами та іншими металевими або дерев'яними нагелями. Але далі ми розглянемо розрахунок саме цвяхового з'єднання кобили з кроквяної ногою з тієї причини, що ні гвинти, ні саморізи самі по собі не збільшують міцність з'єднання при дії розглянутих сил, а тільки збільшують міцність загальної збірки покрівельної конструкції.
Наприклад, ми продовжуємо розрахунок покрівлі, розглянутий в окремому прикладі:
Малюнок 228.2. Визначення довжини кроквяної ноги - балки.
Як ми вже з'ясували, що вигинає момент на опорі - мауерлат становить M = 14500 кгс · см. При цьому опорна реакція для консолі при навантаженні q = 326.1 кг / м і прийнятої довжині консолі k = 1 м складе
А = qk = 326.1 · 1 = 326.1 кг
Подальший розрахунок проводитиметься на підставі розрахункових передумов. викладених окремо.
Якщо кобилка (ширина з = 5 см) з кроквяної ногою (ширина з = 5 см) буде збиватися 2 цвяхами діаметром 0.5 см (5 мм), довжиною 10 см і відстань між цвяхами прийняти s = 20 см (для зменшення навантаження на цвяхи при розкладанні моменту), то максимальна зрізати сила буде діяти тільки на один з цвяхів і складе:
Тим часом, згідно з таблицею 17, п.2.а) і малюнку 8.б). максимальна несуча здатність одного цвяха діаметром 0.5 см на зріз складе:
При цьому максимальна несуча здатність при згині цвяха становитиме
Ти = 250d 2 + a 2 = 250 · 0.5 2 +5 2 = 87.5 кг (і не більше 400d 2 = 400 · 0.5 2 = 100 кг)
Таблиця 17 (згідно СНиП II-25-80)
Малюнок 8. (згідно СНиП II-25-80) нагельного з'єднання
а) симетричні, б) несиметричні
Тобто розрахунковим слід вважати мінімальне значення, а саме Тс = 78.5 кг. А це означає, що двох цвяхів для надійного кріплення кобили нам явно не вистачить, необхідно як мінімум збільшувати відстань між цвяхами для зменшення зрізаючого сили, крім того збільшувати кількість цвяхів, та й кількість рядів цвяхів теж можна подвоїти.
Таким чином, якщо ми приймемо в одному ряду 4 цвяха, всього 2 ряди і відстань між крайніми цвяхами, виходячи з дозволеною максимальною зрізаючого сили складе
Ттр = А / 8 + 9М / 2 · 10s
s = 9M / 20 (Ттр - А / 8) = 9 · 14500/20 (87.5 - 326.1 / 8) = 139,6 см
Це дуже велика відстань між крайніми цвяхами в ряду, а значить кількість цвяхів можна збільшити, наприклад до 12, по 6 цвяхів в кожному ряду, тоді
s = 50M / 140 (Ттр - А / 12) = 50 · 14500/140 (87.5 - 326.1 / 12) = 85.8 см
При цьому відстань між осями цвяхів складе 85.8 / 5 = 17.2 см. А щоб цвяхи не розколювали кроквяну ногу і кобилку, необхідно дотримуватись вимог СНиП. Для наочності скористаємося картинкою, складеної на основі цих вимог:
Малюнок 442.1. Мінімально допустимі відстані між осями цвяхів.
З цієї картинки випливає, що відстань між осями сусідніх цвяхів в ряду, а також від осі крайньої цвяха до зрізу кобили або кроквяної ноги повинно бути не менше s1 = 15d = 15 · 0.5 = 7.5 см (так як у нас ширина кобили і ширина кроквяної ноги рівні 5 см, тобто 10d), відстань між осями рядів не менше s2 = 4d = 4 · 0.5 = 2 см, і відстань від осі цвяха до верху або низу елементів конструкції не менше s3 = 10d = 10 · 0.5 = 5 см.
А це значить що висоту кобили з конструктивних міркувань слід приймати не менше 5 + 5 + 2 = 12 см.
Тепер перевіримо, чи можливо, дотримуючись ці умови, використовувати 8 цвяхів в ряду.
s = 98M / 336 (Ттр - А / 16) = 98 · 14500/336 (87.5 - 326.1 / 16) = 63.01 см
При цьому відстань між осями сусідніх цвяхів складе 63.01 / 9 = 9 см.
Якщо для рівного рахунку прийняти відстань s1 = 10 cм, то загальна довжина кобили з урахуванням опорного ділянки складе 1.8 м.
Як бачимо і в цьому випадку конструктивні вимоги виконуються, хоча можна розглядати ще й інші варіанти, наприклад змінити діаметр цвяхів. Але як на мене, краще зменшити довжину кобили хоча б на 20 см. При цьому опорна реакція зменшиться на 20%, а момент на опорі на все 34%.
Тут може виникнути таке питання: а що буде, якщо кобилка прибита на око 4 цвяхами і при цьому відстань між крайніми цвяхами 30 см? Відповідаю, в цьому випадку покрівельний матеріал, який ми при розрахунках не враховували, вступить в роботу, а крім того, якщо під кобилкою є стіна, то в результаті повороту у консолі - кобили з'явиться додаткова опора і в цьому випадку для розрахунків слід використовувати іншу розрахункову схему. Але в будь-якому випадку цього краще не допускати.