91. Расчет центрально растянутых элементов деревянных конструкций

На работу и прочность растянутых элементов оказывают очень неблагоприятное влияние неизбежные в них ослабления и такие пороки древесины, как сучки, косослой и трещины. В нормах это обстоятельство учтено снижением допускаемого напряжения растяжения по сравнению с изгибом и сжатием до [σ_р] = 70 кг/см2, хотя лабораторные образцы показывают значительно большую прочность при растяжении, чем при изгибе и сжатии. Кроме того, для изготовления растянутых и растянуто-изги­баемых элементов деревянных конструкций необходимо применять наилучший лесоматериал, с наименьшим количеством дефектов, удовлетворяющий качественным требованиям, предъявляемым к элементам первой категории.

Расчет центрально растянутых деревянных стержней заключается в проверке напряжений с учетом имеющихся ослаблений сечения.

Распределение растягивающих напряжений по сечению стержня принимают равномерным. Напряжение в наиболее ослаблен­ном сечении растянутого элемента проверяют по ф-е: σ_р =N_p/F_нт≤[σ_р]

где N _р – растягивающая сила; F_нт – площадь поперечного сечения нетто за вычетом всех ослаблений.

Расстояние между отверстиями для болтов S = 10 < 20 см, следовательно, учитываем ослабления всеми тремя отверстиями, считая их совмещенными в одном сечении.

Расчетная площадь нетто: F_нт = F_бр – (F′_осл + F″_осл )

Напряжение растяжения:

σ_р =N_p/F_нт=69,5 < 70 кг,см²

93. Сжатие вдоль волокон

Должно быть выполнено следующее условие: ס_с,0,d =ס f_с,0,d,

Для элементов с гибкостью ס следует также провести проверку на устойчивость ס_с,0,d =ס k_cf_с,0,d,

Гибкость элементов цельного, постоянного по длине сечения определяется по формуле λ=l_d/i, где l_d — расчетная длина элемента; i — радиус инерции сечения элемента в направлении соответствующей оси. Расчетную длину элемента (l_d) следует определять умножением его свободной длины (l) на коэффициент (_), учитывающий закрепление элемента и нагрузку, действующую на элемент l_d = _l . Коэффициент (_) следует принимать по таблице 7.1. Расчетную длину пересекающихся элементов, соединенных между собой в месте пересечения, следует принимать равной:

а) при проверке устойчивости в плоскости конструкции — расстоянию от центра узла до точки пересечения элементов;

б) при проверке устойчивости из плоскости конструкции:

— в случае пересечения двух сжатых элементов — полной длине элемента; — в случае пересечения сжатого элемента с неработающим — величине (l₁), умноженной на коэффициент (_):

Величину (_) следует принимать не менее 0,5; — в случае пересечения сжатого элемента с растянутым равной по величине силой — наибольшей длине сжатого элемента, измеряемой от центра узла до точки пересечения элементов.

Гибкость элементов переменного сечения (ס следует определять с учетом отношения соответствующей жесткости эквивалентного стержня к жесткости стержня в расчетном сечении.

95. Поперечный изгиб

При изгибе должно удовлетворяться следующее условие (y_m,y,d/f_m,y,d)+ (y_m,z,d/f_m,z,d)≤1, где f_m,y,d и f_m,z,d — соответствующие значения расчетных сопротивлений изгибу; ס_m,y,d и ס_m,z,d — расчетные напряжения изгиба относительно заданной оси, определяемые по формуле:

ס_m,i,d = M_i,d/W_i,d , где M_i,d — расчетный изгибающий момент относительно соответствующей оси; W_i,d — расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента относительно соответствующей оси и принимаемый для цельных элементов W_i,d = W_i,inf. При определении (W_i,inf) ослабления сечений, расположенные на участке элемента до 0,2 м, принимать совмещенными в одном сечении. Для изгибаемых элементов, не имеющих постоянного подкрепления сжатой кромки из плоскости изгиба, следует также провести проверку на устойчивость плоской формы деформировании

ס_md =k_inst f_md ,где k_inst — коэффициент устойчивости изгибаемого элемента. Для изгибаемых элементов прямоугольного постоянного сечения, шарнирно закрепленных от смещения из плоскости изгиба и закрепленных от поворота вокруг продольной оси в опорных сечениях, (k_inst) определяется по формуле k_inst=140*k_f* b²/l_mh

где l_m — расстояние между опорными сечениями элемента, а при закреплении сжатой кромки элемента в промежуточных точках от смещения из плоскости изгиба — расстояние между этими точками;

b — ширина поперечного сечения; h — максимальная высота поперечного сечения на участке (l_m); k_f — коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке (l_m).

При проверке устойчивости изгибаемых элементов с линейно меняющейся по длине высотой и постоянной шириной, не имеющих закреплений из плоскости по растянутой кромке, коэффициент (k_inst) следует умножать на дополнительный коэффициент (k_g,m),