
- •1.Область применения конструкций из дерева и пластмассы.
- •2.Достоинства древесины как конструктивного материала:
- •3.Строение древесины.
- •4.Влага в древесине. Влажность.
- •5.Форма изменяемости деревянных элементов.
- •6.Прочность древесины и сопротивление её огню.
- •10.Механические свойства древесины.
- •11.Пороки древесины.
- •12.Работа древесины на растяжение, сжатие и поперечный изгиб.
- •13.Работа древесины его смятие, скалывание и раскалывание.
- •14.Влияние влажности на прочность древесины.
- •15.Влияние температуры на прочность древесины.
- •16.Строительная фанера как конструктивный материал.
- •17.Временное, нормативное и расчётное сопротивление древесины.
- •19.Расчёт элементов деревянных конструкций по предельным состояниям.
- •20.Пластмассы.
- •21.Виды конструкторских пластмасс.
- •22.Расчёт центрально растянутых элементов.
- •23.Расчёт центрально сжатых элементов цельного сечения.
- •25.Расчёт деревянных элементов цельного сечения на поперечный изгиб.
- •26.Расчёт деревянных элементов цельного сечения на косой изгиб.
- •27.Расчёт элементов конструкций на внецентренное сжатие и сжатие с изгибом.
- •28.Расчёт элементов деревянных конструкций на растяжение с изгибом.
- •29.Классификация и виды соединений.
- •30,31.Требования, предъявляемые к соединениям.
- •32.Врубки.
- •33.Требования и рекомендации при изготовлении лобовых врубок.
- •34.Расчёт лобовых врубок.
- •35.Нагельные соединения.
- •38.Расчётные формулы для нагельных соединений.
- •39.Клеевые соединения.
- •(39)Требования предъявляемые к клеям.
- •40.Виды клеев.
- •41.При конструкции клеевых соединений следует:
- •42.Соединения на вклеёных стержнях.
- •46.Подвижность связи и её учёт при расчёте составных элементов деревянных конструкций
- •Расчёт составных элементов на поперечный изгиб.
- •Гибкость составных элементов.
- •48.Расчёт элементов составного сечения на сжатие с изгибом.
- •49.Настилы. Покрытия.
- •(49).Расчёт элементов настила.
- •50.Прогоны покрытия.
- •Неразрезные прогоны.
- •Консольно-балочные прогоны.
- •Конструкции из дерева и пластмасс. Клейфанерные балки.
- •53.Расчёт клейфанерных балок с плоской фанерной стенкой.
- •(53).Метод приведённого сечения:
- •54.Особенности конструирования и расчёта клейфанерных балок с волнистой фанерой.
22.Расчёт центрально растянутых элементов.
Как правило, нижние пояса ферм, затяжки арок, некоторые стержни деревянных сквозных конструкций. Деревянные элементы работают на центральное напряжение рассчитывают по наиболее растянутому сечению: δр=N/Fнт≤Rр×mо, где
Fнт – площадь сечения (нетто); mо=0,8 – учитывает концентрацию напряжений, которая возникает в месте ослаблений.
Древесина работает на растяжение почти как упругий материал и имеет высокую прочность. Разрушения растянутых элементов происходит хрупко в виде почти мгновенно разрыва наименее прочных волокон по пилообразной поверхности. При наличии ослаблений, в пределах длины 20 см. в разных сечениях поверхность разрыва всегда проходит через них. При определении ослабленной площади сечения Fнт все оснащения на этой длине суммируются и как бы совмещаются в одном сечении.
23.Расчёт центрально сжатых элементов цельного сечения.
На сжатие работают стойки, подкосы, верхние пояса и отдельные стержни ферм и др. сквозные конструкции. Древесина работает на сжатие более надёжно, чем на растяжение, но не вполне упруго. Здесь пластические свойства древесины проявляются значительно сильнее, чем при растяжении. В данном случае пороки реальной древесины меньше снижают прочность сжатых элементов, поскольку сами воспринимают часть сжимающих напряжений. В растянутых элементах пороки выключаются из работы моментально. Вследствие, этого сжатые элементы рекомендуется изготавливать, как правило, из более доступной древесины 2 сорта.
Расчёт центрально сжатых элементов на прочность следует производить по формуле: δс=N/Fнт≤Rс,
В основном расчёт на прочность необходим для коротких стержней, у которых длина ≤ 7 толщин. Более длинные элементы, не закреплённые в поперечном направлении связями следует рассчитывать продольный изгиб, который состоит в потере гибким центрально сжатым прямым стержнем своей прямолинейной формы, что называется потерей устойчивости. Потеря устойчивости происходит раньше, чем напряжение сжатия достигнет придела прочности. При потере устойчивости несущий элемент теряет несущую способность и выгибается в сторону. При дальнейшем выгибе на вогнутой стороне появляются складки, свидетельствующие о разрушении от сжатия, а их выпуклая разрушается от растяжения.
На устойчивость ведут расчёт по формуле: δс=N/(φ×Fрасч)≤Rс, δс=N/ Fрасч≤ φ×Rс,
Прочность стержня при сжатии и потери устойчивости зависят от площади Fрасч и формы его сечения, длины l и также закрепления концов стержня, что учитывается коэффициентом устойчивости или коэффициентом продольного изгиба (φ),
А) ослабление не выходит на кромку, т.е. располагаются в середине сечения. При отсутствии ослаблений или ослаблений в опасных сечениях не выходящих на кромку, если площадь ослабления не превышает 25% полного сечения Fбр, то Fрасч = Fбр,
Б)При ослаблении не выходящих на кромки, если площадь ослабления превышает 25% Fбр, то:
Fрасч = 4/3×Fнт ,
В) Симметричное ослабления, выходящие на кромки, то: Fрасч = Fнт .
Коэффициент продольного изгиба (φ)элемента определяется в зависимости от его расчётной длины l0, радиуса инерции r,таким образом зависит от гибкости элементов: λ= l0/r;
В общем случае коэф. продольного изгиба можно найти следующим образом: φ=δкр/Rврс;
Т.е устойчивость определяется критическим напряжением δкр.
δкр=Nкр/F , теоретическое значение критической нагрузки для абсолютно упругого стержня было определено Эйлером: Nкр =Π×Е×У/ l20 ;
l0- расчётная длина, которая учитывает влияние типа закрепления концов стержня на устойчивость.
Вообще критическая сила – это максимальная
сила способная удержать стержень в
искривлённом состоянии при котором
может быть раздвоение оси стержня (1
критическая сила).
;
;
следовательно
,
при λ>70.
то для древесины будет равно А=3000, для фанеры А=2500,
|
Формула Эйлера справедлива только в тех случаях, когда стержень теряет устойчивость при напряжении ≤ пределу пропорциональности, когда модуль упругости постоянен. Е=const и придел материала так же постоянен.
Если построить кривую Эйлера, то будет видно, что при малых гибкостях, когда критическое напряжение превышает предел пропорциональности, коэффициент продольного изгиба получается больше 1, чего по существу быть не может. Поэтому
при λ≤70 то
|
Эта формула получена опытным путём, соответствует работе стержня за пределом пропорциональности, когда меняется модуль упругости (Е≠const), а=0,8 – для древесины, а=1 – для фанеры.
Если l0/h≤7, то φ≈1,
Гибкость зависит от радиуса инерции сечения ; , для прямоугольного сечения
для круглого сечения
;
Гибкость λ сжатых элементов ограничивается с тем, чтобы они получились недопустимо неустойчивыми и недостаточно надёжными. Поэтому гибкость элемента ограничивают, например:
-отдельные стойки, верхние пояса ферм, опорные раскосы ферм λ≤[λ]=120
-прочие сжатые элементы основных несущих конструкций λ≤150
-сжатые элементы связей λ≤200