Розділ 2 розрахунок елементів дерев'яних конструкцій

2.1.Метод граничних станів

Дерев'яні й пластмасові конструкції розраховують за єдиним для всіх будівельних конструкцій методом граничних станів. Граничним називають такий стан конструкцій, при якому подальша експлуатація їх неможлива. Дерев'яні й пластмасові конструкції розраховують за двома граничними станами: за несучою здатністю (міцністю або стійкістю - граничні стани першої групи) та за придатністю до нормальної експлуатації (деформаціями - граничні стани другої групи).

Розрахунок за граничними станами першої групи має гарантувати конструкцію від:

• руйнування будь-якого характеру (наприклад, пластичного, крихкого, від утоми) (1а);

• втрати стійкості форми конструкції, що призводить до повної непридатності до експлуатації (1b);

• втрати стійкості положення конструкції (1с);

• переходу у змінну систему (1d);

• якісної зміни конфігурації (1е);

• інших явищ, при яких виникає потреба у припиненні експлуатації (наприклад, надлишкових деформацій у результаті повзучості, пластичності, зсуву у з’єднаннях, розкриття тріщин, а також утворення тріщин) (1f).

Розрахунок за граничними станами другої групи має гарантувати конструкцію від:

• граничних деформацій (граничних прогинів, поворотів) конструкцій або основ (2а);

• досягнення граничних рівнів коливань конструкцій або основ (2b);

• утворення тріщин (2c);

• досягнення граничної ширини розкриття або довжини тріщин (2d);

• втрати стійкості форми, що призводить до неможливості нормальної експлуатації (2e);

• інших явищ, при яких виникає необхідність тимчасового обмеження експлуатації будівлі або споруди внаслідок неприпустимого зниження терміну їхньої служби (наприклад, корозійні пошкодження) (2f).

Граничні стани, за якими потрібно виконувати розрахунки, визначаються стандартами на проектування.

Розрахунок за граничними станами має забезпечити надійність будівлі або споруди на протязі усього терміну експлуатації, а також при виконанні робіт.

Умови забезпечення надійності полягають у тому, щоб розрахункові значення навантажень або викликаних ними зусиль, напружень, деформацій, переміщень, розкриття тріщин не перевищували відповідних граничних значень, встановлених нормами проектування конструкцій або основ.

Розрахунок конструкцій та основ за граничними станами першої і другої груп необхідно виконувати з урахуванням найнесприятливіших сполучень зусиль.

Під час розрахунку за першим граничним станом визначають зусилля від розрахункових навантажень: поздовжню силу N, згинальний момент М та поперечну силу Q. Розрахункові зусилля в елементі не повинні перевищувати його найменшої несучої здатності.Напруження, що виникають в елементах від дії розрахункових зусиль, не повинні перевищувати розрахункових опорів матеріалів.

σ,τ ≤ R. (2.1)

Під час розрахунку за другим граничним станом має виконуватись умова, коли деформації або переміщення від нормативних навантажень не перевищують деформацій, встановлених нормами:

f/l ≤ [f/l ]. (2.2)

де f/l — розрахунковий відносний прогин ;

[f/l] — відносний прогин, який допускається за нормами проектування.

Розрахунок за другим граничним станом проводять на дію нормативних навантажень, тобто в нормальних умовах експлуатації, оскільки розрахункові навантаження проявляються рідко і небезпека виходу конструкції з ладу в зв'язку з перевищенням деформацій їхніх граничних значень при розрахункових навантаженнях невелика.

Метою розрахунку є не допустити ні першого, ні другого граничних станів при транспортуванні, монтажу та експлуатації конструкції. При цьому необхідно враховувати нормативні і розрахункові навантаження та опори матеріалів.