Розрахунок елементів деревяних конструкцій за граничнИми стаНами несучої здатності
Загальні положення
6.1.1 Підрозділ 6.1 поширюється на цільну деревину, клеєну деревину та вироби на основі деревини постійного поперечного перерізу, волокна яких спрямовані в основному паралельно довжині елемента. Припускається, що елемент знаходиться під дією напружень у напрямку тільки однієї з його головних осей (рисунок 6.1).
6.1.2 Розрахункові опори деревини крім указаних в п.3.4 повинні враховувати коефіцієнти надійності, що враховують термін експлуатації (ДБН В.1.2-2), підвищену температуру (), глибоке просочування антисептиком, початковий вигин елементів, а для клеєних елементів їх розмір і товщину шару.
Рисунок. 6.1 - Осі елемента
Центрально – розтягнуті вздовж волокон елементи
6.2.1 При розтязі вздовж волокон повинна задовольнятись наступна умова:
t,0,d ft,0,d , (6.1)
де t,0,d - розрахункове напруження розтягу вздовж волокон (визначається за формулою (6.2)); ft,0,d – розрахункове значення міцності при розтязі вздовж волокон (визначається згідно п. 3.4).
6.2.2 Розрахункове напруження розтягу вздовж волокон слід визначати за формулою:
,
(6.2)
в якій Nt,0,d – розрахункове зусилля розтягу вздовж волокон; Anet – розрахункова площа перерізу елементу (площа перерізу нетто).
При визначенні розрахункової площі перерізу елементу Anet всі ослаблення, які розташовані на довільній ділянці довжиною 15 см, слід приймати суміщеними в одному перерізі.
Центрально - стиснуті вздовж волокон елементи
Розрахунок центрально-стиснутих вздовж волокон елементів слід виконувати на міцність (п. 6.3.1) та на стійкість (п. 6.3.3).
6.3.1 При розрахунку центрально-стиснутих вздовж волокон елементів на міцність повинна задовольнятись наступна умова:
с,0,d fс,0,d , (6.3)
де с,0,d - розрахункове напруження стиску вздовж волокон (визначається за формулою (6.4)); fс,0,d – розрахункове значення міцності при стиску вздовж волокон (визначається згідно п. 3.2.1).
6.3.2 Розрахункове напруження стиску вздовж волокон слід визначати за формулою:
,
(6.4)
в якій Nс,0,d – розрахункове зусилля стиску вздовж волокон; Anet – розрахункова площа перерізу елементу (площа перерізу нетто).
6.3.3 При розрахунку центрально-стиснутих вздовж волокон елементів на стійкість повинні задовольнятись наступні умови:
,
(6.5)
,
(6.6)
де: с,0,d – розрахункове напруження стиску вздовж волокон (визначається за формулою (6.11)); fс,0,d – розрахункове значення міцності при стиску вздовж волокон (визначається згідно п. 3.2.1); kс,y та kс,z - коефіцієнти поздовжнього згину визначаються за формулами (6.7).
та
,
(6.7)
в яких коефіцієнти ky, kz визначаються за формулами
,
;
(6.8)
rel,y, rel,z – приведена гнучкість відносно відповідних осей, визначається за п. 6.3.4; с – коефіцієнт для елементів у межах пружної роботи матеріалу: с=0.2 – для елементів з цільної деревини, с=0.1 –для елементів з клеєної деревини та LVL.
6.3.4 Приведена гнучкість визначається за формулами:
та
,
(6.9)
де: y, z – гнучкості елементу відносно відповідних осей; Е0,05 – п’ятивідсотковий квантіль модуля пружності вздовж волокон деревини (значення приймаються за додатком Г); fс,0,k.- характеристичне значення міцності деревини при стиску вздовж волокон (значення приймаються за додатком Б1, Б2).
6.3.5 Гнучкість центрально-стиснутого елементу визначається за формулою:
,
(6.10)
де: lef = l - розрахункова довжина елемента; - коефіцієнт розрахункової довжини, що залежить від умов закріплення елементу та схеми прикладання навантаження; і - радіус інерції перерізу відносно відповідної осі.
Таблиця 6.1 – Значення коефіцієнта
|
Схеми елементів |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,8 |
2,2 |
0,65 |
0,73 |
1,2 |
Розрахункове значення нормальних напружень для перевірки стійкості:
,
(6.11)
в якій: Nc,0,d – розрахункове зусилля вздовж волокон; Asup – розрахункова площа поперечного перерізу для перевірки стійкості, яка дорівнює:
- при відсутності ослаблень або ослабленнях, які не виходять на кромки елемента (рис. 6.2, а):
якщо площа ослаблення не перевищує 25% Anet
Asup = Abr , (6.12)
де Abr - площа перерізу брутто;
якщо площа ослаблення перевищує 25% Anet
Asup = (4/3)Anet ; (6.13)
- при симетричних ослабленнях, які виходять на кромки (рис. 6.2, б):
Asup = Anet ; (6.14)
- в зоні з’єднаннях слід враховувати всі наявні ослаблення суміщеними в одному перерізі.
|
а) б)
|
Рисунок 6.2 - Ослаблення стиснутих елементів