РАСЧЕТ СПЛОШНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Расчет элементов на центральное растяжение производится по следующей формуле:

где Ар — продольная сила от расчетных нагрузок;

FHT — площадь расчетного сечения с учетом ослаблений;

Rp — расчетное сопротивление древесины на растяжение вдоль волокон.

За площадь поперечного сечения FllT принимается минимальное сечение растянутого элемента с учетом симметричных ослаблений отверстиями. При этом отверстия, расположенные на участке длиной до 200 мм, следует принимать как совмещенные в одном сечении.

Для растянутых элементов с ослаблением на кромках в расчетном сечении к расчетному сопротивлению вводится коэффициент условия работы т0 = 0,8.

Расчет центрально-сжатых элементов производится в предположении равномерного распределения напряжений по площади сечения:

где Rc расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон.

Сжатые элементы, имеющие большую длину и незакрепленные в поперечном направлении, должны быть рассчитаны на продольный изгиб. Явление продольного изгиба заключается в потере устойчивости при напряжениях, значительно меньших предела прочности.

где ср — коэффициент продольного изгиба;

при отсутствии ослабления;

если ослабления не превышают 25% FBp и нс выходят на кромку; если ослабления превышают 25% F, , если ослабления выходят на кромку.

Коэффициент ф является отношением критического напряжения (окр) к пределу прочности (авр) и определяется отдельно для стержней с где X — гибкость, зависящая от расчетной длины стержня /0, условий закрепления на концах стержня р и радиуса инерции поперечного сечения гх

Проведенными исследованиями доказано, что при гибкости стержня более 70 древесина работает упруго, и для определения о можно использовать известную формулу Эйлера по определению критической нагрузки для упругих стержней.

Расчет изгибаемых элементов на поперечный изгиб производится по прочности и жесткости. Проверка на прочность включает в себя расчет по нормальным и касательным напряжениям.

Проверка по нормальным напряжениям производится по формуле:

где М — расчетный изгибающий момент;

— момент сопротивления для цельных элементов;

— момент сопротивления для составных по высоте элементов на податливых связях;

— расчетное сопротивление древесины изгибу.

Коэффициент /cw зависит от числа слоев в элементе и в пролете.

Проверка касательных напряжений производится по формуле:

где Q — расчетная поперечная сила;

S — статический момент брутто сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси;

/бр — момент инерции брутто;

6расч ширина сечения;

RCK расчетное сопротивление сдвигу.

В изгибаемых элементах при отношении необходима проверка устойчивости из плоскости изгибаемых элементов (устойчивость плоской формы деформирования).

Прогиб для шарнирно-опертых и консольных балок постоянного и переменного по высоте сечения определяется по формуле:

где /о — прогиб балки постоянного сечения без учета сдвиговых деформаций; h — наибольшая высота сечения;

/ — длина пролета;

k, е — нормативные коэффициенты, учитывающие переменность высоты сечения и деформации сдвига от поперечной силы.

При косом изгибе нагрузку раскладывают по направлению главных осей сечения для определения изгибающих моментов в обоих направлениях. Условия прочности при косом изгибе записывается в виде:

Расчет элементов, подверженных действию осевой силы и изгиба.

В сжато-изгибаемом напряженном состоянии находятся элементы под одновременным воздействием изгибающего момента от поперечной нагрузки и продольной силы сжатия, или когда продольная сила приложена с эксцентриситетом (внецентренно сжатый элемент).

Расчет на прочность сжато-изгибаемых элементов производится по формуле:

где Мд — деформационный момент от совместного действия поперечной и продольной нагрузок.

Для балок с шарнирным опиранием и консолей, нагруженных равномерно-распределенной нагрузкой:

Физическое объяснение коэффициента изменяющегося от 1 до 0, заключается в том, что продольная сила в расчетном сечении создает дополнительный изгибающий момент N х /, где / — прогиб от действия поперечной нагрузки. Появление этого дополнительного момента увеличивает прогиб элемента, что приводит к возрастанию этого момента и т. д. до затухания.

Значение коэффициента б, записывается в виде:

где ср — коэффициент продольного изгиба.

Неблагоприятным видом напряженного состояния для деревянных конструкций является растяжение с изгибом. Это объясняется тем, что напряжения от растяжения накладываются в растянутой зоне на изгибные напряжения. Растяжение с изгибом имеет место, например, в нижнем поясе ферм (при решении опорного узла на врубке), при несимметричном ослаблении, при внеузловом приложении нагрузки от подвесного потолка к ферме.

Расчет растянуто-изгибаемых элементов производится по формуле:

Прогиб определяется только от поперечной нагрузки. Изменение прогиба за счет влияния продольной силы не учитывается.

Контрольные вопросы

  • 1. Каковы основные достоинства древесины и конструкций из нее?
  • 2. Каковы основные пороки древесины?
  • 3. Какие породы деревьев используются для несущих конструкций?
  • 4. Чем объясняются усушка и разбухание древесины?
  • 5. Как влияет температура на прочность, модуль упругости и жесткость древесины?
  • 6. В чем появляется анизотропность древесины?
  • 7. Как сказывается изменение влажности на прочностных свойствах древесины?
  • 8. При каких температурах возможно воспламенение незащищенной древесины?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >