11. Основы расчета элементов конструкций цельного сечения по предельным состояниям

Базовой характеристикой в расчетах прочности деревянных конструкций служит нормативное сопротивление определяемое в результате стандартных испытаний с обеспеченностью 0,95.

- коэф надежности материала учитывающий большую обеспеченность

Непосредственно в расчетах используется расчетное сопротивление древесины имеющее обеспеченность 0,99.

При нормировании расчетных сопротивлений для разных сортов пиломатериалов испытания производят на образцах с максимально допустимыми для данного сорта пороками.

- базовый коэф длительного сопротивления=0,66. Принятый для конструкции нагрузок собственный вес + снег, длительностью примерно 2 месяца. Отклонения условий работы от нормальных учитывается в расчетах коэф надежности по условию работы:

- коэф условия работы для отклонения влажности и температуры;

- вводится в расчетах на длительную нагрузку и в расчетах на комбинацию нагрузок содержащих кратковременные нагрузки;

- учитывают концентрацию напряжения возле ослабления (возле отверстия 0,8), - для элементов подвергнутых глубокой пропитке антисептиками =0,9;

- коэф условий работы дощатоклееных конструкций; первый вводится при больших размерах поперечного сечения (высота более 50см), второй учитывает повышение надежности элементов склеенных из более тонких слоев по сравнению с основным рекомендуемым слоем 33мм, третий учитывает начальные напряжения в слоях гнутоклееных конструкций, принимается в зависимости от радиуса гнутья и толщины доски (радиус гнутья не менее 150 толщин доски);

- переходный коэф к древесинам других пород, чем сосна или ель.

12. Центральное растяжение

Деревянные элементы, работающие на центральное растяжение, рассчитывают по наиболее ослабленному сечению. σ_р =N/A_нт ≤ R_рm₀

Коэффициент m_о=0,8 учитывает концентрацию напря­жений, которая возникает в местах ослаблений. А_нт – площадь сечения за вычетом ослаблений. При вычислении А_нт ослабление расположенные на участке длиной до 20см принимаются совмещенными в одном сечении. N - расчетная растягивающая сила.

Растяжение с изгибом.

В растянуто-изгибаемых элементов кроме изгибающего момента действуют центрально приложенное усилие, которое растягивает стержень, т.е. направленно в сторону по сравнению со сжато-изгибаемым элементом. Поэтому после прогиба стержня вызванного изгибающим моментом, нормальное усилие будет создавать дополнительный момент противоположного знака и таким образом уменьшать основной момент. Т.к. на деревянные элементы при растяжении сильно влияют пороки древесины, снижая их прочность, то растянуто-изгибаемые элементы рассчитывают в запас прочности без учета дополнительного момента от продольных сил при деформации стержня по формуле:

13. Расчет элементов дк при центральном сжатии

Различаются расчеты прочности коротких элем-в и расчёты устойчивости длинных (гибких) элем-в.

Расчёты прочности выполняются, длина сжатого элемента не превышает 7 min размеров поперечного сечения: N/Aнт≤Rс. При определении Aнт ослабление в одно сечение не совмещают и концентрацию напряжений не учитывают. Aнт – пл-дь сеч-я нетто, за вычетом ослабления.

Расчёт на устойчивость производится в остальных случаях (l>7 min размеров): N/φAрасч≤Rс.

Aрасч - расчётная пл-дь попереч. сеч., принимаемая равной: при отсутствии ослаблений, а также при симметричных ослаблений не выходящих на кромки, если пл-дь ослабления не превышает 25% пл-ди сеч-я, то Aрасч= Aбрутто; если площадь таких ослаблений больше 25% пл-ди сечения, то Aрасч= 4/3Aнт; при симметричных ослаблениях выходящих на кромки Aрасч= Aнт.

φ – коэф-т продольного изгиба, представляющий собой отношение критической силы, при которой теряется устойчивость гибкого стержня, к разрушающей нагрузки для элем-та такого же сечения, не теряющего устойчивость (короткого эл-та): φ_Э=3000/λ². λ≥70 => φ=A/λ². A=3000 – для древесины; A=2500 – для фанеры. λ<70 => φ=1-a(λ/100)², a=0,8- для древесины; a=1- для фанеры. λ – гибкость эл-та, λ=l₀/i, l₀=μ l. l-геом-кая длина элемента, μ – представляет собой отношение длины полуволны по кот. теряется устойчивость рассчитываемого эл-та к его геометрической длине и зависит от закрепления по концам.

Расчёт на устойчивость эл-в с переменным поперечным сеч-ем производится по ф-ле: N/Kжн φАmax≤Rс

Kжн – коэ-т учитывающий переменное сечение, зависящий от отношения min пл-ди сеч-я к max. Kжн<1

Аmax – пл-дь сеч-я с наибольшим размером. φ – коэ-т изгиба вычисляемый по геометр-м параметрам max сечения.