Расчет растянуто - изгибаемых элементов
В растянуто – изгибаемых элементах кроме изгибающего момента действует центрально - приложенное усилие, которое растягивает стержень (рис. 10). Поэтому после прогиба стержня, вызванного изгибающим моментом, нормальное усилие будет создавать дополнительный момент противоположного знака и т.о. уменьшать основной момент. Так как 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:
где Fнт – площадь сечения нетто; Rр, Rи – расчетные сопротивления растяжению и изгибу.
Rр/ Rи – учитывает разницу в величинах.
Рис. 10. Прогибы растянуто – изгибаемого элемента
y – полный прогиб элемента при х= от 0 до l; fq – максимальный прогиб элемента от поперечной нагрузки q; fq,N – максимальный полный прогиб элемента с учетом дополнительного момента от продольной силы.
Прогиб определяется только от поперечной нагрузки.
Также не учитывается уменьшение прогиба от дополнительного момента при проверке элемента по второму предельному состоянию.
Глава 3 Соединение элементов
Размеры сортамента на лесоматериалы ограничены (как по длине, так и по ширине), поэтому для конструкций выходящих за пределы размеров сортамента пиломатериала, применяют следующие виды соединения:
а) по высоте сечения – сплачивание;
б) по длине – сращивание;
в) узловые соединения.
Для осуществления этих соединений используются различные средства. К ним относятся: врубки, нагели, МЗП, вклеенные стальные стержни, клеестальные шайбы, клей. Единственным недостатком всех соединений (за исключением клеевых) податливость под нагрузкой. Вследствие анизотропии соединение деревянных элементов представляет значительные сложности, чем соединения других материалов.
Например, соединения болтами растянутых элементов ослабляет сечение, вызывает концентрацию напряжений, и снижается надежность соединения ввиду возможного появления усушечных трещин по плоскости скалывания. Чем больше диаметр нагелей, тем больше опасность скалывания и меньше надежность соединения. Поэтому, чтобы уменьшить опасность последовательного хрупкого скалывания, рекомендуется обеспечить работу соединения не скалывание, а на смятие, т.е. обеспечить вязкий характер разрушения.
Для этой цели используется принцип дробности, который позволяет избежать скалывания древесины путем увеличения числа площадок скалывания, т.е. необходимо расставить большее число нагелей меньшего диаметра (т.е. меньшей несущей способности).
Деформативность различных соединений регламентируется нормами и не должна превышать:
для контактных соединений вдоль волокон 1,5мм;
поперек волокон 3мм;
для нагельных соединений всех видов 2мм;
для клеевых соединений деформации не допускаются.
Соединения элементов деревянных конструкций по способу передачи усилий, разделяются на:
соединения на механических связях;
соединения с использованием клея;
контактные соединения.