Вопрос 10. Изложить достоинства и недостатки древесины. Описать особенности установления расчетных сопротивлений различных сортов древесины.

Ответ: Достоинства:

- высокая удельная прочность, небольшой удельный вес;

- малая теплопроводность;

- химическая стойкость;

- богатая сырьевая база;

Недостатки древесины:

- зависимость механических характеристик от многих факторов.

- гигроскопичность ( следствие - усушка, разбухание, коробление, растрескивание)

- неоднородность строения, естественные пороки (сучки и др. влияющие на прочность)

- загниваемость ( при невыполнении мероприятий по защите древесины).

При установлении расчетных сопротивлений учитывается 2 фактора:

1. Длительное сопротивление ( при длительном действии нагрузки наблюдается рост пластических деформаций древесины с течением времени. Если напряжение не превышает предела, то рост деформации имеет затухающий характер и со временем прекращается, если напряжение превысит некоторый предел, то начинается нарастание пластических деформаций, затем разрушение.

2. Неоднородность строения ( ведет к различиям в прочности вдоль и поперек волокон, природные пороки вызывают снижение прочности.

Задачи

Задача 1. Собрать нагрузку на 1 м² покрытия. Снеговой район – г.Орша. Состав покрытия:

- верхний слой – изопласт с посыпкой массой 3,5 кг/м²

- два нижних слоя – изопласт без посыпки с массой 4 кг/м²

- огрунтовка битумно-куперсольной мастики за один раз δ₁ = 1мм, р=1000кг/м³;

- цементно – песчаная стяжка δ = 40мм, р=1800кг/м³;

- утеплитель – пенополистирольные плиты δ = 120мм, р=35кг/м³;

- пароизоляция из одного слоя пергамина на мастике δ₁ = 0,4 мм, р₁=600 кг/м³, δ₂ = 2 мм, р₂=1200кг/м³;

- многопустотная плита покрытия h_red=120 мм, р=2500кг/м³;

Таблица

№ п/п	Наименование нагрузки	Нормативные нагрузки кН/м2	γf	Расчетная нагрузка кН/м2
	1. Постоянная 1.1 Изопласт с посыпкой масса 3,5 кг/м2 1.2 Два нижних слоя – без посыпки с массой 4 кг/м2 1.3 Огрунтовка битумно-куперсольной мастикой за 1 раз δ = 1 мм, р=1000кг/м3 1.4 Цементно-песчаная стяжка δ = 40мм, р=1800кг/м3; 1.5 Утеплитель – пенополистирольная плита δ = 120мм, р=35кг/м3; 1.6 Пароизоляция из одного слоя пергамина на мастике δ1 = 0,4 мм, р1=600 кг/м3, δ2 = 2 мм, р2=1200кг/м3; 1.7 Ж/б плита многопустотная hred=120 мм, р=2500кг/м3;	0,035х1=0,035 0,04х1=0,04 0,001х1=0,001 0,04х18=0,72 0,12х0,35=0,042 0,0004х0,6=0,001 0,002х12=0,024 0,12х25=3	1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35 1,35	0,047 0,054 0,013 0,972 0,056 0,002 0,03 4,05
	Всего
	2.Переменная (снеговая)	1,8	1,5	2,7
				7,924

Задача 2 (аналогично задачи №1 только на 1 м. п.)

Задача 3. Определить несущую способность центрально-растянутого элемента из 2-х неравнополочных уголков 100х70х8. Материал – сталь класса С245.

Решение. По таблице сортамента «Равнополочные уголки» находим для сечения А=2х15,6=31,2 см². Для стали класса С245 при толщине проката от 2 до 20 мм R_y=240 МПа. Коэффициент условия работы γ_с= 1,0

Из формулы проверки прочности находим несущую способность сечения N_f= A_nx R_yxγ_c=31,2х240(100)х1=748,8 кН.

Задача 4. Подобрать сечение элемента из спаренных равнополочных уголков нижнего пояса фермы, если продольная сила N=600кН, материал сталь класса С245.

Решение. Для стали класса С245 при толщине проката от 4 до 10 мм R_y=240 МПа. Коэффициент условия работы γ_с= 1,0. Из формулы для расчета на прочность находим требуемую площадь сечения из двух уголков. A_nd=N/R_yx γ_с= 600x10³/240(100)x1,0=23 cм²

Принимаем по сортаменту неравнополочных уголков

2   110x70х 7 cA=2x12,3=24,6 см²

Задача 5. Определить несущую способность стойки из двутавра №40, если длина стойки L=4,0 м при шарнирном закреплении обоих концов. Сталь С255.

Р ешение. По таблице сортамента для №40 находим площадь сечения А=84,7 см², і_х=18,1см, і_у=3,09 см. Для стали класса С255 при толщине проката от 2 до 20 мм R_y=250 МПа. Расчетная длина стойки при заданном закреплении L_ef = μ хL=0,7х4,0=2,8 м

Тогда гибкость стойки будет равна

λх= L_ef / і_х=280/18,1=15,47

λ_у = L_ef / і_у=280/3,09=90,6

По максимальной гибкости λ_у=90,6 и R_y=250 МПа находим φ= 0,611. Коэффициент условия работы γ_с= 1,0.

Несущая способность из условия устойчивости

N= φ x R_y x γ_с=0,611x 250(100)x1=1242 кН.

Задача 6. Определить площадь продольной арматуры балки прямоугольного сечения, если: вхh = 300x600 мм, с=40мм, бетон тяжелый класса С 16/20, арматура класса С500. Изгибающий момент, действующий в сечении N_sd=150 кН. Расчет выполнить с использованием таблиц

Решение. Определяем коэффициент α_m

α_m= N_sd/α х f_cd xbx d²= 150x10⁶/0,85x 10,6x300x560²=0,285

При α_m=0,285 по таблице 6.7 устанавливаем, что деформированное состояние сечения соответствует области 2, что означает достижение растянутой арматурой предельных деформаций. При α_m=0,285 по таблице находим h=0,825, а величина требуемой площади растянутой арматуры

А_st= M_sd/ f_yd x h x d=150x10⁶/450x0,825x560=895 мм².