Основные положения расчета ДК сплошных и составных сечений

1. Расчет центрально-растянутых элементов.

Деревянные конструкции разрушаются при растяжении почти мгновенно. Наличие сучков, трещин, косослоя й т. п. снижает сопротивление древесины и при наличии ослаблений расчетное: сопротивление принимают равным 8 МПа (80 кГ/см2) вместо 10 МПа (100 кГ/см2). Растянутые элементы относятся к первой категории элементов деревянных конструкций.

Элементы конструкций из пластмасс рассчитывают на растяжение аналогично элементам деревянных конструкций, но коэффициенты и расчетные сопротивления определяют в зависимости от продолжительности действия нагрузки.

2. Расчет центрально-сжатых элементов. Древесина на сжатие работает надежнее, чем на другие виды напряженного состояния. Максимальная гибкость λ сжатых деревянных стержней во избежание провисания от собственного веса и для устранения вибрации длинных элементов в зависимости от назначения элемента не должна превышать следующих предельных значений:

Для пояса, опорных раскосов, опорных стоек ферм и колонн λ<=120

Для прочих элементов конструкций λ<=150

Для связей λ<=200

Определение напряжений в стержне, сжатом силой N, когда известны его длина, способы закрепления концов и размеры поперечного сечения, не представляет затруднений. Сложнее установить исходя из расчетного сопротивления сжатия R0 необходимые размеры поперечного сечения стержня, сжатого силой N при известной его длине и. способах закрепления концов, так как в этом случае в формулу расчета входят две неизвестные величины φ и F. В этом случае следует задаться значением одной из неизвестных величин, например φ, и определить вторую неизвестную F. Затем исходя из размеров поперечного сечения определить значение гибкости λ, а следовательно, и φ.

Если полученное значение φ будет значительно отличаться от принятого вначале, расчет производят вновь, т. е. пользуются методом последовательного приближения.

Чаще расчет ведут, задаваясь не коэффициентом продольного изгиба φ, а гибкостью λ по приведенным ниже приближенным формулам, позволяющим сразу определять площадь поперечного сечения стержня F, сжатого силой N.

После этого, проверяют, соответствует ли заранее принятая гибкость полученной гибкости элемента по расчету. В случае несоответствия задаются новым значением λ и повторяют расчет до тех пор, пока заданная гибкость не будет соответствовать получаемой по расчету.

3. Расчет изгибаемых элементов. Расчет изгибаемых элементов из древесины производится на прочность по расчетным, а на жесткость (прогиб)— по нормативным нагрузкам.

Проверка на прочность производится в месте наибольших изгибающих моментов с учетом ослабления сечений. Если ослабления в изгибаемом элементе расположены за пределами Mmax, то необходимо дополнительно произвести проверку напряжений в местах наибольшего ослабления сечения. При расчете круглых элементов со сбегом прочность проверяют в сечении Mmax, а прогиб с достаточной точностью — в середине пролета.

Клееные изгибаемые элементы рассчитывают на прочность при изгибе как цельные элементы, причем расчетный момент сопротивления поперечного прямоугольного сечения высотой h принимают равным величине момента сопротивления нетто, умноженной на коэффициент mб

Клееные балки, элементы ферм, рамы и арки следует проектировать в основном прямоугольного сечения. Ребра жесткости в клееных многослойных двутавровых и тавровых элементах не устраивают, а для обеспечения их поперечной устойчивости толщину стенки принимают равной не менее половины ширины полки, но не менее 8 см. При этом отношение высоты прямоугольного или двутаврового сечения к ширине принимают для балок не более 6, для сжатых прямолинейных и криволинейных элементов — не более 5.

Клееные балки с большим отношением высоты к ширине поперечного сечения подлежат проверке на общую устойчивость. Фанерные стенки клееных балок должны быть проверены на местную устойчивость и при необходимости усилены ребрами жесткости.

Проверку на скалывание следует производить для коротких изгибаемых элементов (при l<= 5h) с большими сосредоточенными нагрузками возле опор, а также для балок двутавровых профилей с малой толщиной стенки по сравнению с шириной полки.

Составные плоские элементы отличаются от цельных элементов тем, что составляются из нескольких цельных элементов, соединенных между собой разного вида податливыми связями, обеспечивающими их совместную работу, вследствие чего рассчитываются по формулам для цельных элементов, но с учетом податливости связей.

4. К составным плоским конструкциям относятся, например, балки из нескольких брусьев или досок, стойки из нескольких цельных элементов и т. п.

Клееные и клеефанерные элементы рассчитывают как цельные, так как соединение на клею считается жестким.

Расчет составных плоских балочных конструкций отличается от расчета конструкций из цельных элементов введением в расчетные формулы изгибаемых элементов и вместо Wнт и I для цельных элементов приведенных значений этих величин

Wрасч = kWWц и Iрасч = kжIц, где kW и kж принимают с учетом вида связей, количества соединяемых элементов и их длины.

Связи в швах составного элемента при поперечном изгибе расставляются обычно равномерно по длине элемента, что не соответствует действительной эпюре сдвигающих усилий. При нагрузке, равномерно распределенной по пролету элемента, теоретическая эпюра сдвигающих усилий является треугольником. Как показывают эксперименты, за счет податливости связей действительная эпюра сдвигающих усилий может быть с достаточной точностью представлена в виде косинусоиды по площади, равной треугольнику. Чтобы избежать перегрузки крайних связей, необходимое количество связей нужно определять из площади объемлющего косинусоиду прямоугольника, которая приблизительно в 1,5 раза больше площади косинусоиды (точнее в π/2 раза).

Гибкость составного элемента относительно оси, проходящей через центры тяжести сечений всех его ветвей определяют как для цельного элемента, т. е. без учета податливости соединений. Это указание не распространяется на элементы с неравномерно нагруженными ветвями. Устойчивость сжато-изгибаемых элементов в плоскости, перпендикулярной плоскости изгиба, проверяют без учета изгибающего момента по формулам для центрального сжатия.

Поиск по сайту: