Нормативные и расчетные сопротивления
Основной характеристикой сопротивления материала силовому воздействию служит нормативное сопротивление. За Rн принимается вероятное значение предельной прочности.
Расчетное
сопротивление определяется по формуле
где k – коэффициент безопасности по материалу
Коэффициент безопасности по материалу k учитывает длительность нагрузки, наличие пороков древесины (сучки, косослой), переходы от малых стандартных образцов к элементам строительных размеров.
Этот коэффициент равен при растяжении вдоль волокон 5,5, при сжатии вдоль волокон 2,2, при поперечном изгибе 3,8. Расчетные сопротивления для сосны, ели приведены в СНиП II – 25 – 80, для других пород вводится коэффициент mП.
Расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон на части длины
где Rc 90 – расчетное сопротивление сжатию и смятию по всей поверхности поперек волокон
lсм – длина площадки смятия в см.
Расчетное сопротивление древесины смятию под углом α к направлению волокон определяется
Расчетное сопротивление древесины скалыванию под углом к направлению волокон
Нагрузки и воздействия
Влияние на д. k температуры, влажности, агрессивности среды и пр. учитывается коэффициентом условий работы материалов m, на который в необходимых случаях умножаются расчетные сопротивления.
mВ – учитывает различные условия эксплуатации. mВ≤1
mН – учитывается для конструкций подвергаемых на воздействие кратковременных нагрузок (ветровая, монтажная, сейсмическая от тяжения проводов)
mН>1 (1,2÷1,6); 2,2
Для изгибаемых, внецентр. сжатых, сжато - изг. клееных элементов с hсеч>50 см значения Rи и Rс умножают на коэффициент mб
чем больше высота сечения тем меньше mб (от 1 до 0,8)
Расчет деревянных конструкций цельного сечения
1. Центральное растяжение. Деревянные элементы, работающие на центр. растяжение, рассчитывают по наиболее ослабленному сечению.
·
m
o
При определении Fнт ослабления расположенные на участке длиной до 200 мм, следует принимать совмещенными в одном сечении. Коэффициент mo=0,8, учитывая концентрацию напряжения в местном ослаблении.
2.Центральное сжатие. Расчет деревянных конструкций на центральном сжатие производят на прочность и устойчивость. Расчет на прочность необходим для коротких длина < 7 δ, где δ - размер поперечного сечения.
на устойчивость
Сжатые стержни, имеющие большую длину и не закрепленную в поперечном направлении помимо расчета на прочность рассчитываются на продольный изгиб. Явление продольного изгиба, как известно, закл. в том, что гибкий центрально – сжатый прямой стержень теряет устойчивость и начинает выпучиваться при напряжениях, значительно меньших предела прочности.
Теоретическое значение критической силы или критического напряжения для абсолютно упругого стержня определяется по формуле Эйлера (1757 г.)
;
Разделив на F
получим критическое напряжение
- расчетная длина
стержня,
;
- предел прочности
Опыты показывают, что отношение E/Rпу довольно постоянно как при кратковременном, та при длительном действии нагрузки и приближенно ≈ 312
Тогда
(уравнение гиперболы Эйлера)
Формула справедлива при критическом напряжении меньше предела пропорциональности при λ>70
Для дерева кривая φ за пределом упругости, φ определяется по формуле
(λ≤70) а=1
А=3000
А=2500 (фанера)
А=1097 (полиэфир, стеклопластик)
А=580 (оргстекло)
Гибкость элементов цельного сечения определяется по формуле
,
Величина гибкости может быть также ограничена, из-за чрезмерного
Провисания стержня.
Предельные гибкости:
[λ]=120 – сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонны
[λ]=150 остальные элементы ферм и др. сквозные конструкции, растянутые пояса ферм в вертикальной плоскости.
[λ]=200 для связей
Расчетная площадь: 1) при отсутствии ослаблений Fрасч=Fδр
2) при наличии ослаблений не выходящих на кромки, если Fосл > 25% Fδр→ Fрасч=4/3 Fнт
3) При наличии симметрических ослаблений Fрасч=Fнт