28 Сжато-изгиб. Деревянные элементы на упруго-податливых связях

Сжато-изгибаемыми эл. наз. такие, на которые действует изгибающий момент и централь­но приложенное продольное сжимающее усилие. Изги­бающий момент может создаваться: а) внецентренно приложенной сжимающей силой и тогда элемент назы­вают внецентренно сжатым или б) поперечной нагруз­кой. При расчете сжато-изгибаемых деревянных стерж­ней применяют теорию краевых напряжений (несущая способность стержня счита­ется исчерпанной в тот момент, когда краевое напряж. сжатию делается = расчетному сопрот-ю).

Т. к. жесткость стержня не явл. бескон., то он под влиян. изгиб. мом. прогиб-ся.

Многие деревянные конструкции (балки, арки и ра­мы) делают составными. Отдельные брусья и доски сое­диняют с помощью связей, которые могут быть жестки­ми (клеевые, обеспечивающие монолитность сечения) и податливыми.

Податливостью наз. Спос. связей при деформации конструкций давать возможность соединяе­мым брусьям или доскам сдвинуться один относительно др. Податливость связей ухудшает работу составного элемента по сравнению с таким же элементом цельного сечения. У составного элемента на податливых связях уменьшается несущая способность, увеличивается деформативность, изменяется характер распределения сдвигающих усилий по его длине, поэтому при расчете и проектировании сост. эл-ов необходимо учит. податливость связей.

Р ис. 61. Прогибы сжато-изгибаемого элемента

у — полный прогиб элемента при х — от О до l; fg — максимальный прогиб элемента от поперечной нагрузки q; lq, N — максимальный полный прогиб элемента с учетом дополнительного момента от продольной силы. При этом центрально приложенная сжимающая сила теперь уже будет иметь эксцентриситет, равный дефор­мации стержня от момента, и таким образом создаст дополнительный момент (рис. 61). Появление допол­нительного момента от нормальной силы увеличит де­формацию стержня, что приведет к еще большему воз­растанию дополнительного момента. Такое наращивание дополнительного момента и прогибов будет некоторое время продолжаться, но затем затухнет. Метод расчета сжато-изгибаемых элементов состав­ного сечения на податливых связях остается таким же, как и элементов цельного сечения, но в формулах допол­нительно учитывается податливость связей.

При расчете в плоскости изгиба составной элемент испытывает сложное сопротивление и податливость свя­зей учитывают дважды:

1) введением коэффициента k_w, такого же как при расчете составных элементов на поперечный изгиб;

2) вычислением коэффициента ξ с учетом приведен­ной гибкости элемента.

29 Балки системы Деревягина. Стропильные системы.

Балки системы Деревягина образуются сплачиванием по высоте двух или трех брусьев, соединенных между собой деревянными пластинчатыми нагелями. В этих балках соединять брусья по длине нельзя, поэтому длина балок не превышает 6-6,5 м. Нагели делают из сухой (W=8-10%) дубовой древесины или березы. Гнезда для нагелей следует вырезать с помощью станка. Их размеры должны обеспечивать достаточное защемление нагеля в брусе.

Пластины делают из твердолиственных пород. Условия: пластинчатые нагели устанавливают с шагом не более чем 9 толщин пластинок; при выполнении глухих отверстий толщина стенки не должна быть меньше чем 0,2b, где b – ширина балки; высота брусьев должна быть не менее 140 мм.

При расчете данной конструкции по 1-й и 2-й группам предельных состояний необходимо учитывать податливость связей. Несущая способность и жесткость балок Деревягина меньше чем балок цельного сечения за счет податливости связей. Балкам при их изготовлении обязательно придают конструктивный строительный подъем, т.е. выгиб сторону, обратную прогибу под нагрузкой. Конструктивный строительный подъем рассчитывают.

Для устранения вредного влияния усушки устраивают продольные вертикальные пропилы глубиной 1/6 высоты бруса.

Балки Деревягина рассчитывают как составную балку на податливых связях. Расчет производится по формулам для элементов цельно сечения с учетом поправочных коэффициентов к геометрическим характеристикам сечения:

где - момент сопротивления и момент инерции, определяемые как для цельного сечения, - коэффициенты, учитывающие изменение момента сопротивления и момента инерции соответственно для составных балок на податливых соединениях. Число связей на половине пролета: , где - полное сдвигающее усилие на участке от опоры до сечения с наибольшим моментом, - минимальное значение несущей способности одного среза нагеля в соединении.

Полученное расчетом количество пластинчатых нагелей следует размещать на соответствующей длине балки при их расстановке с шагом = 9δ_пл. Если пластинки не могут быть размещены на балке, то необходимо увеличить ее ширину. Расчет по нормальным напряжениям:

_{Стропильные системы:}

Стропила можно подразделить на наслонные (рис. 2) и висячие (рис. 3).

Рис. 2 и 3. Наслонные стропила и висячие стропила:

1 - стропильная нога; 2 - ригель; 3 – чердачное перекрытие;

1 - мауэрлат; 2 - стропильная нога; 3 - затяжка; 4 - бабка; 5 - подкос.

Там, где нет промежуточных опор, применяются висячие стропила (их стропильные ноги работают на сжатие и изгиб), там, где есть такие опоры – наслонные (их элементы работают как балки - только на изгиб). Наслонные стропила устраивают в том случае, если расстояние между опорами не превышает 6,5 м. Конструкция создает значительное горизонтальное распирающее усилие, которое передается стенам. Уменьшить это усилие помогает затяжка (деревянная или металлическая), соединяющая стропильные ноги. Она может располагаться как у основания стропил так и выше.