Конструкции из дерева и пластмасс. Волик А.Р. 2005

где Asup.max – площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке lm ; σm.d – расчетное напряжение от изгиба, определяемое по формуле

где Mmax – максимальный изгибающий момент на рассматриваемом участке lm ; Wsup.max – максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке lm .

5.6. Скалывание и срез древесины

Скалывание древесины происходит в продольных сечениях элементов от действия скалывающих усилий. Прочность древесины при скалывании очень мала ввиду ее волокнистого строения. Волокна древесины имеют относительно слабые связи между собой, которые легко разрываются при скалывании. Разрушение элементов происходит почти мгновенно.

Расчет изгибаемых элементов на прочность при сдвиге выполняют по формуле

71

где fv.mod.d – расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон, определяемое по формуле

где fv.o.d – расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон;

β – коэффициент, равный 0,25 (при обеспечении обжатия площадки скалывания β =1,25); е – плечо сил скалывания, принимаемое равным 0,5h ; h – полная высота поперечного сечения скалываемого элемента; lv – расчетная длина плоскости скалывания, принимаемая не более 10 глубин врезки в элемент; Av = b lv – расчетная площадь скалывания.

Рис. 5.7. Скалываемые элементы:

а– скалывание при изгибе;

б– одностороннее скалывание в соединениях

72

Практическое занятие 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА КОНСТРУКЦИИ

1.Решить задачи.

2.Обсудить решения в группе.

Задача 2.1. Определить расчетное значение линейно-распределенной нагрузки, действующей на основную несущую конструкцию (исходные данные представлены в табл. 2.1.).

Задача 2.2. Определить величину расчетной постоянной нагрузки, действующей на плиту покрытия шириной 1500 мм. Исходные данные принять по табл. 2.2.

73

Практическое занятие 3 РАСЧЕТ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1.Решить задачи.

2.Обсудить решения в группе.

Задача 3.1. Найти несущую способность растянутого элемента (рис. 3.1). Исходные данные приведены в табл. 3.1.

Примечание. Номер варианта задачи задается двузначным числом: первая цифра означает номер варианта по столбцу А, а вторая – по столбцу Б.

75

Задача 3.2. Найти несущую способность центрально-сжатого стержня (рис. 3.2), данные по которому приведены в табл. 3.2.

Рис. 3.2. Центрально-сжатый стержень

Примечания.

1.Буквы в графе «Схема закрепления концов в плоскости» означают: Ш – шарнирное; 3 – защемленное; О – свободное (без раскреплений).

2.См. примечание к задаче 3.1.

76

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Как работают и рассчитываются растянутые деревянные элементы и как учитываются ослабления их сечений?

2.Как работают и рассчитываются сжатые элементы и как учитывается их устойчивость?

3.Как работают и рассчитываются изгибаемые элементы и как подбираются их сечения?

4.Как работают и рассчитываются сжато-изгибаемые элементы и как учитываются их прогибы?

5.Как работают и рассчитываются растянуто-изгбаемые элементы и как влияют на их работу прогибы?

6.Как работают и рассчитываются сминаемые элементы? Что такое угол смятия и как он влияет на их прочность и деформативность?

7.Как работают и рассчитываются на скалывание изгибаемые элементы и где действуют максимальные напряжения скалывания?

8.Как работают и рассчитываются на скалывание соединения?

9.Какие предельные состояния имеются у конструкций из дерева и пластмасс?

10.Что такое нормативные и расчетные нагрузки и как их определяют?

11.Что такое нормативное сопротивление древесины и как его опре-

деляют?

12.Что такое коэффициент условий работы и что он учитывает?

13.Что такое предельное состояние конструкций?

14.По каким группам предельных состояний в соответствии с требованиями СНБ рассчитываются конструкции? Чем они характеризуются?

15.Перечислите несколько предельных состояний, отнесенных к первой и второй группам.

16.Чем отличается нормативная нагрузка от расчетной, в каких случаях они используются в расчетах?

17.Что такое коэффициент сочетания и в каких случаях его применяют. Приведите пример.

18.Что такое нормативное сопротивление материала и как его опре-

деляют?

19.Напишите формулу расчетного сопротивления и объясните, какие факторы учитывает коэффициент безопасности по материалу при назначении расчетного сопротивления древесины.

77

20.Как определяется длительная прочность древесины?

21.Как влияют пороки на прочность древесины?

22.Что учитывают коэффициенты условия работы? Приведите примеры таких коэффициентов.

ЛИТЕРАТУРА

1.СНБ 5.05.01-2000. Деревянные конструкции. – Взамен СНиП II-25-80;

Введ. 01.07.2001. – Мн.: Минстройархитектуры РБ, 2001. – С. 21 – 31.

2.Конструкции из дерева и пластмасс: Учебник под ред. Г.Г. Карлсена, Ю.В. Слицкоухова и др.; 5-е изд., перераб. – М.: Стройиздат, 1986. –

С. 108 – 137.

3.Зубарев Г.Н. Конструкции из дерева и пластмасс: Учеб. пособие для вузов / Г.Н. Зубарев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1990.

–С. 38 – 64.

4.Справочное пособие для выполнения курсового и дипломного проектирования по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс» для студ. спец. 70 02 01 / Сост. А.Р. Волик. – Новополоцк: ПГУ, 2003. – С. 1 – 14, 32 – 52.

5.Конструкции из дерева и пластмасс: Учебник для вузов / Д.К. Арленинов, Ю.Н. Буслаев, В.П. Игнатьев, П.Т. Романов, Д.К. Чахов. – М.:

Изд-во АСВ, 2002. – С. 52 – 63.

78

УЧЕБНЫЙ МОДУЛЬ 4 СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Лекция 6 СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ БЕЗ МЕХАНИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ

6.1.Классификация соединений.

6.2.Конструктивные врубки и лобовые упоры.

6.3.Клеевые соединения.

6.1. Классификация соединений

Пиломатериалы, применяемые в строительстве, имеют ограниченные размеры поперечного сечения (250 ÷ 275 мм) и максимальную длину до 6,5 м. Лесоматериалы, имеющие большие размеры, поставляются по особому заказу по повышенной стоимости. В связи с этим для создания конструкций больших пролетов или высоты необходимо соединять отдельные элементы.

Способы соединений

Анизотропия строения, малая прочность древесины при скалывании, растяжении поперек волокон и смятии являются причиной большой сложности и многообразия соединения конструкций из дерева.

79

Для осуществления соединений используют различные средства (связи). Это различные детали, позволяющие не только обеспечить заданную форму конструкции, но и передавать значительные усилия с одного элемента на другой. Самым распространенным видом соединений деревянных элементов являются нагели – гибкие стержни или пластинки из стали, пластмасс или древесины твердых пород (дуба или антисептированной березы).

По характеру работы соединения могут быть разделены на следующие группы:

•без специальных связей, требующих расчета (лобовые упоры,

врубки). Чаще всего это сжатые элементы, в которых усилия передаются от элемента к элементу и не требуют рабочих связей;

•со связями, работающими:

–на сжатие (шпонки, колодки);

–на изгиб (болты, стержни, гвозди, винты, пластинки);

–на растяжение (болты, винты, хомуты);

–на сдвиг, скалывание (клеевые швы);

•податливые (податливость – способность связей давать возможность соединяемым элементам сдвигаться друг относительно друга). Деформации в податливых соединениях возникают в результате:

–неплотностей, образующихся при изготовлении, от усушки и смятия древесины, особенно поперек волокон;

–изгиба связей;

•жесткие – соединения, не обладающие податливостью. К жестким соединениям относятся клеевые соединения.

6.2. Конструктивные врубки и лобовые упоры

Соединения без специальных связей

80