1. Как обозначается расчетное сопротивление древесины при растяжении вдоль волокон?
Rp – расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон по п. 7 табл. 3 (старый). П.5 табл 3 (новый)
2. То же поперек волокон?
Rр.90 – расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3 (старый). П.5 табл 3 (новый)
3. Какое из расчетных сопротивлений больше - Rp или Rр.90
расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон Rp больше чем расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3. Rр.90 (старый). П.5 табл 3 (новый)
4. На какие сорта подразделяются пиломатериалы в зависимости от их качества?
Отборные, 1, 2, 3 сорта.
5. Приведите численные значения расчетного сопротивления клееной древесины второго и третьего сортов соответственно при растяжении вдоль волокон.
Табл.3 в снип деревянные конструкции. Второй сорт клееной древесины = 9 МПа.
Для 3 сорта – нет.
6. На сколько отличаются численные значения расчетного сопротивления древесины сосны 1 сорта при растяжении клееных и неклееных элементов?
Табл.3 Снип ДК. Растяжение вдоль волокон: а) неклееные элементы 10 МПа, б) клееных 12 МПа
7. Как определить расчетное сопротивление растяжению древесины какой – либо из пород, если известно Rp для сосны?
П. 5. Снип ДК. Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в табл. 3, на переходные коэффициенты mп, указанные в табл. 4.(старый), 5 (новый)
8. Что больше: Rp для березы или сосны?
Для березы больше в 1,1 раза
9. Определить значение Rp для клееных элементов из древесины дуба и ольхи (2 сорта) соответственно.
Табл.3 Снип ДК. Rp для сосны 9 МПа, коэффициент перехода к дубу 1,3 = 15,6. (табл.5) Для ольхи коэффициент 0,8 = 9,6 МПа
10. Деревянные конструкции эксплуатируются при температуре воздуха +34°С, чему равняется коэффициент mT?
П. 3.1. Снип ДК. mT=1 (по новому п.5.3)
11. Температура воздуха в зоне расположения деревянных элементов равна +42,5°С, чему равняется коэффициент mT?
mT=0,9 (по новому п.5.3)
12. Условия эксплуатации деревянных конструкций А2. Древесину, какой влажности допускается применять для изготовления клееных конструкций?
П. 2.2. Снип ДК.
12%
Новый п. 4.4
13. Какие max и min размеры поперечного сечения имеют пиломатериалы в соответствии с сортаментом?
ПИЛОМАТЕРИАЛЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД. Размеры. ГОСТ 24454-80*
Макс Толщина = 250 мм при макс ширине 250 мм
Макс Ширина = 275 при макс толщине 275 мм
Минимальная толщина = 16 мм при минимальной ширине 75 мм
Минимальная ширина = 75 мм при минимальной толщине 16 мм
14. Max и min размеры пиломатериалов по длине?
ГОСТ 24454-80*
6. Номинальные размеры длины пиломатериалов устанавливают:
для внутреннего рынка и экспорта - от 1,0 до 6,5 м с градацией 0,25 м; для изготовления тары - от 0,5 м с градацией 0,1 м;
для мостовых брусьев - 3,25 м;
для экспорта - от 0,9 до 6,3 с градацией 0,3 м.
15. При каком соотношении между шириной и высотой (толщиной) поперечного сечения элемент называется брусом, при какой – доской?
Разница между доской и брусом состоит в том, что у доски ширина более чем в два раза превышает толщину, а у брусьев ширина не превышает их двойную толщину.
16. Какой влажности соответствуют нормальные размеры пиломатериалов?
ГОСТ 24454-80*
Номинальные размеры пиломатериалов по толщине и ширине установлены для древесины влажностью 20 %.
17. Какие сорта пиломатериалов используют в строительстве?
1,2,3 используются в строительстве. Есть отборный сорт – идет на экспорт, но может применяться в строительстве в несущих конструкциях ответственных зданиях.
18. С какой градацией по длине пиломатериалы выпускаются в соответствии с сортаментом?
ГОСТ 24454-80*
Номинальные размеры длины пиломатериалов устанавливают:
для внутреннего рынка и экспорта - от 1,0 до 6,5 м с градацией 0,25 м; для изготовления тары - от 0,5 м с градацией 0,1 м;
для мостовых брусьев - 3,25 м;
для экспорта - от 0,9 до 6,3 с градацией 0,3 м.
19. Приведите значение Rp для доски из сосны 1 сорта при условиях эксплуатации Б3, А2, В2, Г3 соответственно?
П. 3.1. Снип ДК. / Акт. П.5 СП
Rp для неклееных конструкций из сосны 1 сорта
Б3 = 10 МПа * 0,9 = 9 МПа,
А2 = 10 МПа * 1 = 10 МПа,
В2 = 10 МПа * 0,85 = 8,5 МПа,
Г3 = 10 МПа * 0,75 = 7,5 МПа.
Выходной контроль
1. Определить значение Rp для клеевого стержня из ели 2 сорта, имеющего отверстие для болтов.
Принимаем ряд условий. Стержень работает на растяжение вдоль волокон.
RpС берем из 3 таблицы снипа для 2 сорта
Rp= RpС =9МПа
Пояснения даны из книги Карлсен. Конструкция из дерева и пластмасс. (стр. 115)
Деревянные элементы, работающие на центральное растяжение , рассчитывают по наиболее ослабленному сечению:
σp=N/FHT≤Rp.
3. Чему равна min площадь поперечного сечения центрально-растянутого деревянного элемента?
σp=N/FHT≤Rp.
FHT – площадь нетто. Наверно, найти надо именно эту площадь. N/ Rp≤ FHT, т.е. Fmin= N/(Rp) – возможно это и есть ответ.
Но если смотреть с точки зрения производства древесины
По ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. F=75*16 мм – это минимальные значения сечений.
4. Подберите по сортаменту сечение растянутого элемента цельного сечения (Fmin), если ослабленный составляет 20% от F
В СНиПе п. 4.2. Fрасч – расчетная площадь поперечного сечения элемента равно: при отсутствии ослаблений.
если площадь ослабления превышает 25% Fбр, Fрас = 4/3 Fнт; при симметричных ослаблениях, выходящих на кромки, Fрас = Fнт.
По ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. F=75*16 мм – это минимальные значения сечений.
5. Подберите по сортаменту сечение растянутого элемента цельного сечения (Fmin), если ослабленный составляет 10% от F
По ГОСТ 24454-80 Пиломатериалы хвойных пород. F=75*16 мм – это минимальные значения сечений.
В СНиПе п. 4.2. Fрасч – расчетная площадь поперечного сечения элемента равно: при отсутствии ослаблений.
если площадь ослабления превышает 25% Fбр, Fрас = 4/3 Fнт; при симметричных ослаблениях, выходящих на кромки, Fрас = Fнт.
6. Определите Rp для цельной древесины пихты 1 го сорта при следующих условиях эксплуатации: здание отапливаемое, влажность 70% температура +50°С
П. 3.2. Снип ДК/ Акт. П.5.2 СП
Rp=10МПа*0,8*0,8*0,9=5,76 Мпа
7. Определите Rp для элемента из пихты 2 го сорта, эксплуатирующегося в не отапливаемом помещении с влажностью 40% температура +38°С
П. 3.1. Снип ДК/ Акт. П.5 СП
Rp=7МПа*0,8*1=5,6 МПа
8. Чему равна FminHT при симметричном ослаблении центрально-растянутого элемента вдоль волокон?
σp=N/FHT≤Rpm0. FHT – площадь нетто. Наверно, найти надо именно эту площадь. N/ Rp≤ FHT, т.е. Fmin= N/(Rp) – возможно это и есть ответ.
9. Определить FminHT при не симметричном ослаблении центрально-растянутого элемента вдоль волокон.
П.4.2 (старый)
σp=N/FHT≤Rpm0. FHT – площадь нетто. Наверно, найти надо именно эту площадь. N/ Rp≤ FHT, т.е. Fmin= N/(Rp) – возможно это и есть ответ.
10. Определить значение Rp для неклееного элемента из сосны первого сорта при его глубокой пропитке антипиренами под давлением и наличием ослаблений.
П. 3.1. Снип ДК / Акт. П.5 СП
10МПа*0,9*0,8=7,2 МПа
11. Определить FHT для бруса 200х200 мм, в котором имеются отверстия под болты диаметром 20 мм, расположенным в два продольных ряда с шагом 180 мм.
FHT = 200х200-200*20*2=32000=320 см2
12. Определить FHT для бруса 100х200 мм, в котором имеются отверстия под болты диаметром 20 мм, расположенным в два продольных ряда с шагом 500 мм.
FHT =100х200-100х20х2=16000=160 см2
13. Определить FHT для бруса 200х250 мм, в котором имеются отверстия под болты диаметром 20 м, расположенным в два продольных ряда с шагом 200 мм.
FHT =200х250-20х200х2=42000=420 см2
14. Прочность какого элемента сечением 200х200 мм будет выше: имеющего отверстия под болты диаметром 20 мм, поставленные в два продольных ряда с шагом 500 мм или в один продольный ряд с шагом 150 мм?
N=FHT*Rp
FHT в 1 случае будет 200х200-20х200х2=36000, во втором случае 200х200-20х200х2=36000. То есть прочность одинакова
15. Прочность какого элемента сечением 200х250 мм будет выше: имеющего отверстия под болты диаметром 18 мм, поставленные в два продольных ряда с шагом 200 мм или в один продольный ряд с шагом 180 мм?
Одинакова
14. Прочность какого элемента сечением 200х200 мм будет выше: имеющего отверстия под болты диаметром 20 мм, поставленные в два продольных ряда с шагом 500 мм или в один продольный ряд с шагом 150 мм?
N=FHT*Rp
FHT в 1 случае будет 200х200-20х200х2=36000, во втором случае 200х200-20х200х2=36000. То есть прочность одинакова согласно п.4.1 снип (старый). При определении FHT ослабления, расположенные на участке длиной до 200 мм, следует принимать совмещенными в одном сечении.
15. Прочность какого элемента сечением 200х250 мм будет выше: имеющего отверстия под болты диаметром 18 мм, поставленные в два продольных ряда с шагом 200 мм или в один продольный ряд с шагом 180 мм?
То есть прочность одинакова согласно п.4.1 снип (старый). При определении FHT ослабления, расположенные на участке длиной до 200 мм, следует принимать совмещенными в одном сечении.
1.2. Центрально – сжатые элементы
Входной контроль
1. Как обозначается расчетное сопротивление древесины при центральном сжатии вдоль волокон?
RC (прил. Л СП) или fc,0,d (еврокод)
(П. 3.1. Снип ДК)
2. Чему равно расчетное сопротивление древесины сосны второго сорта при сжатии вдоль волокон?
В зависимости от геометрических характеристик Rc=13, 14, 15, 16 МПа.
(табл 3. СП)
(П. 3.1. Снип ДК)
3. Как обозначается расчетное сопротивление древесины сосны при сжатии поперек волокон?
Rс90 (прил. Л СП) или fc,90,d (еврокод)
(П. 3.1. Снип ДК)
4. Чему равно расчетное сопротивление поперек волокон древесины сосны 3 сорта при сжатии по всей поверхности?
1,8 МПа
(табл 3. СП)
(П. 3.1. Снип ДК)
5. Чему равно расчетное сопротивление древесины пихты 2 сорта при сжатии вдоль волокон?
Rс= Rс * mп. mп=0,8
В зависимости от геометрических характеристик Rc=10.4 МПа, 11,2 МПа, 12 МПа, 12,8 МПа.
(табл. 3 и табл. 5. СП)
(П. 3.1. Снип ДК)
6. Чему равно расчетное сопротивление древесины дуба 2 сорта при сжатии вдоль волокон?
Rс= Rс * mп. mп=1,3
В зависимости от геометрических характеристик Rc=16.9 МПа, 18,2 МПа, 19,5 МПа, 20,8 МПа.
(табл. 3 и табл. 5. СП)
(П. 3.1. Снип ДК)
7. Приведите обозначение и численной значение модуля упругости древесины сосны вдоль волокон?
E0=10 000 МПа.
(табл. 13 СП)
(П. 3.4. Снип ДК)
8. Приведите обозначение и численной значение модуля упругости древесины сосны поперек волокон?
E90=400 МПа.
(табл. 13 СП)
(П. 3.4. Снип ДК)
9. Приведите обозначение и численное значение модуля упругости древесины березы вдоль волокон?
E0=10 000 МПа.
(табл. 13 СП)
(П. 3.4. Снип ДК)
10. По какой формуле определяется расчетная длина сжатого элемента?
lо = l0
(табл. 6.5 СП)
(пп. 4.21 и 6.25 Снип ДК)
[1.2]11. Приведите схему закрепления концов стержня μ=2,2.
При одном защемленном и другом свободном конце.
(пп. 6.23 СП)
(пп. 4.21 Снип ДК)
[1.2] 12. Приведите схему закрепления концов стержня μ=1,0.
При шарнирно-закрепленных концах, а также при шарнирном закреплении в промежуточных точках элемент.
(пп. 6.23 СП)
(пп. 4.21 Снип ДК)
[1.2] 13. Приведите значение коэффициента А для древесины, используемого при расчете на устойчивость при сжатии.
Коэффициент А = 3000 для древесины
(п.п. 6.3 СП)
[4.3 СНиП ДК]
[1.2] 14. В каких пределах изменяется коэффициент продольного изгиба φ деревянного элемента при значениях гибкости от 0 до 200?
при гибкости элемента от 1 до 0,608;
при гибкости элемента 70 от 0,61 до 0,075.
(п.п. 6.3 СП)
[4.3 СНиП ДК]
15. Чему равняется коэффициент а для древесины и фанеры, используемой при расчете на устойчивость при центральном сжатии элемента?
а = 0,8 для древесины и а = 1 для фанеры. [4.3 СНиП ДК]
[1.2] 16. Чему равна Fрасч поперечного сечения центрально-сжатого цельного элемента при симметричном ослаблении, равном 20% F6p?
Если площадь ослаблений не превышает 25% Fбр, Fрасч = Fбр [4.2 СНиП ДК]
[1.2] 17. В каком случае для сжатого элемента Fрасч= FНТ?
Fрас – расчетная площадь поперечного сечения элемента, Fбр – площадь сечения брутто;
при симметричных ослаблениях, выходящих на кромки, Fрас = Fнт [4.2 СНиП ДК]
[1.2] 18. В каком случае для сжатого элемента Fрасч= 4/3 Fнт?
Fрас – расчетная площадь поперечного сечения элемента, Fбр – площадь сечения брутто; при ослаблениях, не выходящих на кромки, если площадь ослабления превышает 25% Fбр, Fрас = 4/3 Fнт; [4.2 СНиП ДК]
Выходной контроль
1. Приведите формулу расчета на прочность при центральном сжатии деревянного элемента.
а) на прочность N/ Fнт ≤RC;
где N – расчетная продольная сила;
Fнт – площадь поперечного сечения элемента нетто. [4.2 СНиП ДК]
2. Приведите формулу расчета на устойчивость при центральном сжатии деревянного элемента.
N/(φ* Fрасч) ≤RC
где Rс – расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;
– коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно п. 4.3;
Fнт – площадь нетто поперечного сечения элемента;
Fрас – расчетная площадь поперечного сечения элемента, [4.2 СНиП ДК]
3. Как вы понимаете выражение «потеря устойчивости» стержня при центральном сжатии?
Происходит при достижении в элементе конструкции сжимающей силой своего критического значения (достаточно дать малейший толчок в поперечном к продольной оси направлении, чтобы стержень потерял устойчивость).
4. Приведите формулу для определения коэффициента φ в упругой области работы древесины.
Коэффициент продольного изгиба следует определять по формулам:
при гибкости элемента : λ=1-а(λ/100)2;
при гибкости элемента 70: φ=А/λ2,
где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1 для фанеры;
коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры. [4.3 СНиП ДК]
5. Приведите формулу для определения коэффициента φ за пределами области упругой работы.
Коэффициент продольного изгиба следует определять по формулам:
при гибкости элемента : λ=1-а(λ/100)2;
при гибкости элемента 70: φ=А/λ2,
где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1 для фанеры;
коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры. [4.3 СНиП ДК]
6. При каком значении гибкости формула Эйлера выходит за пределы пропорциональности?
Если гибкость стержня меньше предельного значения λ<λпред, то формула Эйлера становится неприменимой, так как критические напряжения превышают предел пропорциональности и закон Гука неприменим. Формула Эйлера Pкр=(π2EJ)l2
7. Приведите значение предельной гибкости брусчатой колонны.
Сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонны: макс=120 [4.22 СНиП ДК]
8. Приведите значение предельной гибкости сжатых раскосов фермы.
Сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонны: макс=120
Прочие сжатые элементы ферм и других сквозных конструкций: макс=150 [4.22 СНиП ДК]
9. Определите значение Rc при следующих условиях?: А2; пихта 2 сорта; элемент подвергнут глубокой пропитке антипиреном под давлением.
Т.к. не указаны напряженное состояние и характеристика элемента принимаем условно: г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении.
Rc = 16 МПа = 160 кг/см2 - для 2 сорта
Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в табл. 3, на переходные коэффициенты mп, указанные в табл. 4.
Rc = Rc*mп=16*0,8=12,8 МПа – для пихты.
Расчетные сопротивления, приведенные в табл. 3, следует умножать на коэффициенты условий работы:
Rc = Rc*mв =12,8*1=12,8 МПа - для А2.
Расчетные сопротивления, приведенные в табл. 3, следует умножать на коэффициенты условий работы
Rc = Rc*mа =12,8*0,9=11,52 МПа - для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением.
Ответ: Rc = 11,52 МПа = 115,2 кг/см2.
10. Определите значение RC при следующих условиях эксплуатации: группа A3, температура +40°С; материал элемента - береза, сорт 3.
Характеристика элементов не оговорена, принимаем условно: элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении.
RC= 10 МПа = 100 кгс/см2 – для сорта 3;
RC = RC *mп= 10*1,1=11 МПа=110 кгс/см2 – для березы;
RC = RC *mв=11*0,9=9,9 МПа= 99 кгс/см2 - условия эксплуатации АЗ;
RC = RC *mт = 9,9*0,667= 6,6 МПа =66 кгс/см2 - температура +40°С;
Ответ: RC = 6,6 МПа =66 кгс/см2.
11. Определите значение RC при следующих условиях эксплуатации: группа A3, температура t=20°C; сосна 1 сорта.
Характеристика элементов не оговорена, принимаем условно: элементы прямоугольного сечения высотой до 50 см.
RC= 14 МПа = 140 кгс/см2 – для сорта 1;
RC = RC *mп= 14*0,65=9,1 МПа=91 кгс/см2 – сосна веймутова;
RC = RC *mв=9,1*0,9=8,19 МПа= 81,9 кгс/см2 - условия эксплуатации АЗ;
RC = RC *mт = 8,19*1= 8,19 МПа =81,9 кгс/см2 - температура +20°С< 35°С;
Ответ: RC = 8,19 МПа = 81,9 кгс/см2.
12. Определите значение RC при следующих условиях эксплуатации: группа A3, температура t=15°C, В1, лиственница 2 сорта, имеется ветровая нагрузка.
Характеристика элементов не оговорена, принимаем условно: элементы прямоугольного сечения высотой до 50 см.
RC= 13 МПа = 130 кгс/см2 – для сорта 2;
RC = RC *mп= 13*1,2=15,6 МПа=156 кгс/см2 – лиственница;
RC = RC *mв=15,6*0,9=14,04 МПа= 140,4 кгс/см2 - условия эксплуатации В1;
RC = RC *mт = 14,04*1= 14,04 МПа =140,4 кгс/см2 - температура +15°С< 35°С;
RC = RC *mн=14,04*1,2=16,85 МПа =168,5 кгс/см – ветер;
Ответ: RC = 16,85 МПа = 168,5 кгс/см2.