7 Методика расчета элементов деревянных конструкций

Принципиально различаются два типа задач проектирования:

1. Прямая задача – по известным усилиям, полученным в результате статического расчета, подобрать размеры сечения элемента.

2. Обратная задача – по известным размерам поперечного сечения конструкции определить ее несущую способность для определенной схемы загружения.

Обычно первая задача решается при проектировании новых конструкций, вторая - при обследовании и оценке технического состояния существующих конструкций. Однако и при проектировании новых конструкций очень часто приходится решать задачу второго типа. Например, подбор сечения элемента, подверженного одновременному воздействию продольной силы и изгибающего момента, невозможно выполнить прямым путем, так как расчетные значения усилий зависят от размеров поперечного сечения. Точно так же весьма сложным может оказаться путь прямого подбора сечения элемента сложной формы (таврового, двутаврового, коробчатого) и комплексной конструкции из разных материалов (клеефанерных и др.).

Такие проектные задачи решаются итерационно, когда задаются размерами поперечного сечения элемента, вычисляют напряжения в наиболее нагруженных волокнах и сравнивают их значение с расчетным сопротивлением материала. При перенапряжении или существенном недонапряжении изменяют размеры сечения, снова вычисляют напряжения и сравнивают их с расчетным сопротивлением. Так продолжается до тех пор, пока не будет достигнут удовлетворительный результат (чаще всего хватает двух-трех итераций). Следовательно, инженер должен уметь в равной мере успешно решать задачи обоих типов.

Б. Содержание контрольной работы

Выполнение контрольной работы по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс» поможет студентам овладеть методами расчета элементов, соединений, а также самих конструкций. Контрольная работа заключается в решении задач проектирования обоих типов: подборе и проверке сечений. Методика решения аналогичных задач подробно изложена в пособии [4]. Там же приведены примеры их решения.

Контрольная работа заключается в решении 8 задач разных типов. Выбор варианта каждой задачи производится по двум последним цифрам шифра зачетной книжки в соответствии с табл. 9 на с. 41-42.

Задача 1. Подобрать размеры поперечного сечения центрально сжатого деревянного стержня длиной l с ослаблением отверстием, не выходящим на кромку (задача типа 3.1.5, с. 16 [4])

Таблица 1

Вариант	Исходные данные
	N, кН	Тип сечения	l,мм			Закрепление концов стержня	Материал	Сорт древесины
1	100	а	3500	0,20	1:1	Ш-Ш	лиственница	2
2	110	б	4000	0,30	-	Ш-З	береза	2
3	120	а	4500	0,25	1,5:1	Ш-Ш	пихта	1
4	130	б	4500	0,25	-	З-Ш	ясень	2
5	140	а	5000	0,20	2:1	З-З	сосна	1
6	150	б	5000	0,20	-	З-О	клен	2
7	150	а	5500	0,15	1:1	Ш-Ш	ель	1
8	160	б	5500	0,15	-	Ш-З	дуб	2
9	170	а	6000	0,10	2:1	З-З	кедр	1
10	170	б	6000	0,10	-	З-Ш	вяз	2

Рис. 1 Схема к задаче 1