4. Основы методики расчета деревянных конструкций по предельным состояниям.

Согласно нормам (СНиП) все строительные конструкции и основания рассчитываются по предельным состояниям.

Предельное состояние – такое состояние, при котором конструкция перестает удовлетворять требованиям, предъявляемым к ней в процессе эксплуатации.

Различают 2 группы предельных состояний:

1) По несущей способности, т.е. по непригодности к эксплуатации, включает в себя: общую потерю устойчивости формы, потерю устойчивости положения, все виды разрушения ( вязкое, хрупкое, усталостное ).

2) По деформациям, по непригодности к нормальной эксплуатации. Состояния, вследствие которого допускается недопустимые перемещения, прогибы, осадки, углы поворота, смещения.

5. Предельные состояния центрально--растянутых элементов.

Центрально-растянутые стержни рассчитывают только на прочность (по Ι группе предельных состояний) по формуле:

σ = ≤R_р ∙ m_o,

где N − расчётное значение растягивающего усилия;

F_нт − площадь поперечного сечения нетто (за вычетом площадей ослаблений).

Ослабления элемента отверстиями, врубками считаются совмещёнными в одном поперечном сечении, если они расположены по длине на участке менее 200 мм;

R_р − расчётное сопротивление древесины растяжению;

m_o − коэффициент учитывает наличие ослаблений.

6. Предельные состояния центрально-сжатых элементов.

Центрально-сжатые стержни рассчитывают по Ι группе предельных состояний:

- короткие (отношение высоты сечения к длине элемента < 7) и длинные стержни по прочности;

- длинные стержни по устойчивости.

Расчёт по прочности:

σ = ≤R_с,

где R_с − расчётное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон.

Проверка устойчивости:

σ = ≤R_с,

где N − расчётное значение сжимающей силы;

F_расч − расчётная площадь поперечного сечения.

- коэффициент продольного изгиба – отношение критического напряжения при потере устойчивости к расчетному сопротивлению.

7. Предельные состояния элементов, работающих на поперечный изгиб.

Элементы работающие на поперечный изгиб рассчитывают:

1. на прочность по нормальным напряжениям

2. на прочность по касательным напряжениям

3. проверка общей устойчивости

4. проверка местной устойчивости (для клеефанерных балок двутаврового или коробчатого сечения)

Эти четыре состояния относятся к первой группе предельных состояний.

По второй группе предельных состояний в изгибаемом элементе необходимо проверить жесткость или прогиб.

Расчет на прочность по нормальным напряжениям выполняется по формуле:

,

где - расчетное значение изгибающего момента.

- момент сопротивления сечения нетто за вычетом ослаблений.

- расчетное сопротивление древесины изгибу.

8. Предельные состояния внецентренно-сжатых элементов.

Данные стержни рассчитываются на прочность и устойчивость.

- изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, но определяемых по деформированной схеме стержня.

- складывается из основного изгибающего момента от всех действующих сил определяемого из недеформированной схемы стержня и дополнительного момента продольной силы.

,

В нормах ,

- коэффициент изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствии прогиба элемента.

,

где - проверка устойчивости центрально – сжатого стержня;

- коэффициент продольного изгиба, который определяется аналогично центрально – сжатым стержням, в зависимости от гибкости .