5. Как принять расчетное сопротивление древесины?

При проектировании деревянных конструкций нужно знать расчетные сопротивления древесины, прочность реальных деревянных бревен и брусьев, из которых делаются эти конструкции. Их прочность намного ниже, чем нормативное сопротивление малых чистых лабораторных образцов.

Расчетные сопротивления древесины - это те напряжения в сечениях деревянных элементов от действия расчетных нагрузок, которые древесина может выдерживать как угодно долгое время. Они имеют разные значения при действии различных нагрузок, вызывающих растяжение, сжатие, изгиб, смятие или скалывание. В расчетных сопротивлениях учтены снижения прочности Древесины и в результате длительного действия нагрузок и в результате неоднородности ее строения.

Расчетное сопротивление древесины определяют как нормативное сопротивление, деленное на коэффициент надежности по материалу.

6. Расчет элементов на центральное растяжение

Растянутые элементы - это нижние пояса ферм, затяжки арок и стержни других сквозных конструкций.

Рис. 5.1. Растянутый элемент: а – схема работы; б – диаграмма деформирования чистой без пороков древесины при кратковременном растяжении; в – схема разрушения; г – эпюры напряжений

Расчет центрального растяжения растянутых деревянных элементов производится с учетом имеющихся ослаблений сечения от отверстий, врезок и врубок. Ослабления считаются совмещенными в одном сечении, если они расположены в пределах 20 см по длине элемента. Опыты показывают, что прочность растянутых стержней снижается дополнительно вследствие концентрации напряжений в местах ослаблений. Это обстоятельство учитывается пониженной для этого случая величиной расчетного сопротивления.

 

Расчет производится по формуле (1):

 

где N - расчетная растягивающая сила;

      R_p - расчетное сопротивление растяжению;

      F_НТ - ослабленная площадь сечения.

 

7. Расчет элементов на центральное сжатие

Древесина на сжатие работает надежно, неупруго. При сжатии поперек волокон остаются деформации в виде вмятин, что обусловлено смятием либо либо разрушением клеток, из которых состоят полые трубки, заполненные воздухом.

Влияние пороков н работу древесины на сжатие слабо выражено в сравнении с растяжением. Поэтому расчетное сопротивление древесины на сжатие с пороком выше, чем расчетное сопротивление на растяжение с тем же пороком.

где σ – нормальные напряжения, возникающие от сжатия, должны быть меньше или равны пределу прочности на сжатие

N – нагрузка; - справочная величина, расчетное сопротивление древесины на сжатие.

Для расчета внутренних нормальных напряжений σ, нужно нагрузку разделить на площадь сечения F, при этом результат не должен превышать предельное значение прочности материала на сжатие.

Расчет считается выполненным правильно, если соблюдается условие

, где [R] – нормативное

8. Расчет изгибаемых элементов

От изгибающего момента М в сечениях элемента возникают деформации в виде изгибов и, как следствие, появляются напряжения изгиба σ. Механизм появления напряжения: при изгибе верхней части фиксируются деформации сжатия путем сминания продольных волокон, в нижней части фиксируется растяжение и разрыв волокон древесины.

При расчете изначально необходимо найти максимальное значение σ и сравнить с расчетным сопротивлением.

1.Определить в сечении

2.Находим расчетный момент сопротивления ; ;

Где b – ширина, h – высота сечения, l – длина элемента

Подбор сечения изгибаемых элементов

Величина, полученная после расчета подлежит сравнению с сортаментом на древесину, где каждой расчётной величине соответствует Sсечения бруска.

Расчет на устойчивость

1.Определить напряжение σ

2.Определить изгибающие моменты

Где М – максимальный изгибающий момент, W – максимальный момент сопротивления, φ – коэффициент устойчивости, определяемый по формуле , - расстояние между опорами, b – ширина поперечного сечения, h – высота (максимальная на участке ), - коэффициент, зависящий от формы эпюры (по СНиП)