Рецензент

д-р. техн. наук, проф. Е.А. Галдин (СибАДИ)

СибАДИ

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве

метод ческ х указан й.

К78

Конструкц

з дерева

и пластмасс [Электронный ресурс] :

метод ческ е указан я к практическим работам / Л.В. Красотина, С.А. Макеев. –

( ерия внутр вузовск х методических указаний СибАДИ). – Электрон. дан. –

Омск :

бАДИ, 2018. −

URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/

cgiirbis

64 ft.exe. - Реж м доступа: для авторизованных пользователей.

Содержат метод ку расчета конструкций по дисциплине «Конструкции из

дерева

пластмасс». Спосо ствуют

олее глубокому усвоению основных теоре-

тических положений курса.

Таблица 1.1. Исходные данные для проектирования балки.

№ вар.

qр т/м

Длина ал-

Материал

Условия экс-

Сорт дре-

ки, м

плуатации

весины

1

0,7

3,8

Лиственница

Г2

1

2

0,8

3,7

Ель

Г3

2

3

0,9

3,6

Сосна

В2

3

4

1

3,5

Кедр

В3

1

5

1,1

3,3

Пихта

Г1

2

6

1,2

3,2

Дуб

А3

3

7

1,3

3,1

Ясень

Б3

1

8

1,4

3,0

Клен

В1

2

9

1,5

2,5

Граб

Б2

3

10

2

2,0

Акация

Б1

1

11

0.5

5

Береза

2

2

СибА

ДИ

12

0,55

4,9

Сосна

А1

3

13

0,6

4,4,

Бук

Г2

1

14

0,65

4,7

Вяз

Г3

2

15

0,7

4,6

Пихта

В2

3

16

0,75

4,5

Лиственница

В3

1

17

0,8

4,4

Ель

Г1

2

18

0,85

4,3

Дуб

А3

3

19

0,9

4,2

Акация

Б3

1

20

0,95

4,1

Береза

В1

2

21

1,05

4,5

Ель

А1

3

22

1,15

4,6

Береза

Б2

1

СП

ПОРЯДОК РАСЧЕТА

Проектирование балок, прогонов ведется в соответствии с тре-

бован ями

[1, п. 6.9 – 6.15] в зависимости от их конструктивного

определения

решен я.

После

генеральных размеров балки (прогона) ре-

б

1. Статический расчет балки

Для расчета алки нео ходимо выполнить ее статический рас-

чет.

А

Д

И

Рисунок 1.1. Статический расчет балки

Поперечная сила определяется по формуле Q

q

l p

.

2

2

Изгибающий момент – по формуле

М

q l p

.

8

Расчет необходимо проводить в соответствии с СП [1, п. 6.9,

формула 23]:

M

R П

mi

;

(1.1)

Wрасч

и

отсюда

Wтр

M

(1.2)

R

П

mi

и

Сгде R - расчетное сопротивление древесины изгибу. Принимается в

соответств с СП [1, п. 5.1]. Пmi - произведение коэффициентов ус-

б

ловия работы. Пр н маются по СП [1, п. 5.9]. В произведение коэф-

ифициентов услов й ра оты нео ходимо включать: mп - коэффициент,

учитывающ й породу древесины, принимается по СП [1, таблица 5];

mв - коэфф ц ент, уч тывающий условия эксплуатации конструкции,

А

принимается по СП [1, та лица 9].

Для элементов прямоугольного сечения момент инерции опреде-

ляется по известной из сопромата зависимости:

W

bh2

;

(1.3)

Д

6

В выражении (3) присутствуют два неиз-

вестных – высота поперечного сечения балки h

и ширина поперечного сечения b .

И

Предварительно ширину поперечного сече-

ния балки можно назначить из условия опира-

ния на нее вышележащих конструкций. Для

конструкций из дерева величина минимального

Рисунок 1.2. Поперечное

опирания обычно назначается 5 см. Т.к. на бал-

сечение балки

ку вышележащие конструкции будут опираться

bhтр

2

M

;

6

R

П

и

mi

откуда

hтр

6М

(1.4)

b R

П

С

и

mi

hфакт hтр

(1.5)

3. Проверка

принятого сечения балки по нормаль-

прочности ным напряжениям

Проверку прочности принятого сечения необходимо проводить в

соответствии с п. 6.9 [1] формула (23):

б

M

R П

mi

;

и

Wрасч

Вывод: условие прочности по нормальным напряжениям выполняет-

ся. Запас прочностиАсоставляет … %.

4. Проверка прочности принятого сечения по касательным

напряжениям

Д

Принятое поперечное сечение балки (см. рис. 1.2) необходимо

проверить по касательным напряжениям по формуле Журавского в

соответствии с СП [1, п.6.10, формула 24]:

И

Q Sбр/

Jбр bрасч Rcк Пmi ,

(1.6)

где Q - расчетная поперечная сила;

Sбр/ - статический момент брутто

татический момент сечения (рисунок 4)

Sбр/

относительно ней-

С

12

тральной оси х определяется по известной из сопромата зависимости:

Sбр/

bh2

;

(1.7)

8

Момент

нерц

принятого сечения:

прочности

bh3

;

(1.8)

Jбр

Вывод: услов е

по касательным напряжениям удовлетво-

б

ряется. Запас

%.

5. Проверка устойчивости плоской формы деформирования

зг

аемых элементов прямоугольного сечения

А

Данная проверка производится по СП [1, п. 6.14, формула (30)].

Принципиальная

схема

для расчета потери устойчи-

вости плоской формы дефор-

Д

мирования приведена на рис.

1.3.

Условие обеспечения ус-

тойчивости

плоской

формы

деформирования имеет вид

Рисунок 1.3. Схема для расчета потери ус-

M

Rи mi ,

(1.9)

м Wбр

тойчивости плоской формы деформирова-

ния балки

где

м

– коэффициент про-

дольногоИизгиба от изгибаю-

щего момента.

Определяется по СП [1, формула (31)],

b2

м 140

kф kжм ,

(1.10)

lсв hк

бающ х моментов на участке lp , принимается по СП [1, табл. Е2

прил. Е].

балки

6. Расчет

по второй группе предельных состояний

Расчет

по второй группе предельных состояний произ-

сительный прогиб [f/l] [1, ф. (44)]

Д

f

f

А.

(1.11)

lp

l

Предельно допустимый относительный прогиб

f

принимается

l

по СП [1, табл. 19].

И

Значение прогиба можно определить по известной из сопромата

зависимости:

f

5

qн l4p

,

(1.12)

384

Eд Jбр

ПОЯСА

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТЫКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ НИЖНЕ-

ГО

СТРОПИЛЬНОЙ ФЕРМЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ НАГЕЛЕЙ

Исходные данные

А

Б

В

№

А

Условия

Материал

Диаметр

вар

N, кН

Материал, сорт

эксплуата-

нагеля

нагеля

ции

1

70

Сосна, 1с

В2

сталь

10

И

2

90

Ель, 1с

В3

алюминий

12

Д

3

110

Лиственница, 1с

стеклопла-

В1

стик

14

4

130

Кедр, 1с

А1

дуб

16

5

120

Ольха, 1с

А3

сталь

18

6

60

Пихта, 1с

Б2

дуб

20

7

80

Ель, 1 с

Б1

алюминий

20

8

100

Сосна, 1с

А2

стеклопла-

18

стик

9

120

Кедр, 1с

Б3

дуб

16

10

140

Лиственница, 1с

А1

сталь

14

До начала определения требуемых размеров накладки, диаметра

и количества цилиндрических нагелей на полунакладку, необходимо

определить размеры поперечного сечения нижнего растянутого пояса

С

фермы.

1. Определен е требуемой площади поперечного сечения рас-

тянутого н жнего пояса фермы

и

Требуемую площадь поперечного сечения нижнего пояса фермы

определ м з услов я прочности по нормальным напряжениям по СП

б

[п. 6.1, ф. 10]:

N p

Rp mi

,

(2.1)

Fнт

где N p - растяг вающее усилие в нижнем поясе фермы; Fнт - площадь

поперечного сечения нижнего пояса фермы нетто;

Rp -расчетное со-

противление древесины растяжению, принимается по СП [1, п.

5.1]; mi - произведение коэффициентов условия работы:

mi mn mв m0

,

(2.2)

Д

здесь mn - коэффициентА, учитывающий породу древесины, принимает-

ся по СП [1, таблица 5]; mв -

коэффициент, учитывающий условия

эксплуатации конструкции, принимается по СП [1,

таблица 9]; m0 -

N p

И

пояса фермы, состоящего из двух досок:

Fmp2 Rp mi

,

(2.3)

Fmp1 0.5Fmp2 ;

(2.4)