Внецентренно-сжатые и сжато-изгибаемые деревянные элементы

Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов по нормальным напряжениям следует производить по формуле.

где - изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме. Например, для шарнирно-опертых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов синусоидального, параболического, полигональногои близких к ним очертаний, а также для консольных элементов допускается определять, но формуле.

где М — изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;? — коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы N вследствие прогиба элемента и определяемый по формуле.

? — коэффициент, определяемый по формуле (см. «Расчет па устойчивость»).

Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям второй группы

Величину деформаций податливого соединения следует делить на коэффициенты условия работы (коэффициент условий эксплуатации конструкций), (коэффициент, учитывающий длительную нагрузку), (коэффициент, учитывающий время длительности нагрузки) и умножать на - коэффициент надежности, учитывающий срок службы сооружения (табл. 12 из СНиПа 11−25−80). Прогибы и перемещения элементов конструкций не должны превышать относительных предельных прогибов, установленных табл. 19 из СНиПа II-25−80.

Наибольший прогиб f шарнирно-опертых и консольных изгибаемых элементов постоянного и переменного сечений следует определять по формуле.

где - прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета деформаций сдвига; l — пролет балки; k — коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения; с — коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы.

Расчет соединений элементов деревянных конструкций

Расчетную несущую способность соединений, работающих на смятие и скатывание, следует определять из условия смятия древесины, но формуле.

и из условия скалывания древесины — по формуле.

где - расчетная площадь смятия; - расчетная площадь скалывания; - расчетное сопротивление древесины смятию под углом а к направлению волокон; - расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины скатыванию вдоль волокон:

где - расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон (при расчете по максимальному напряжению);  — расчетная длина плоскости скатывания, принимаемая не более 10-кратной глубины врезки в элемент; е — плечо сил скалывания, принимаемое равным 0,5h при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (рис. 3.16, а) и 0,25h при расчете симметрично загруженных элементов с симметричной врезкой (рис. 3.16, б); h — полная высота поперечного сечения элемента;? — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений скатывания и зависящий от вида скалывания, принимаемый равным? = 0,125 при расчете соединений, работающих по схеме согласно рис. 3.16, в, если обеспечено обжатие по плоскостям скалывания, и? = 0,25 при расчете соединений, работающих по схеме, показанной на рис. 3.16, г.

Рабочая плоскость смятия во врубках при соединении элементов, не испытывающих поперечного изгиба, должна располагаться.

Рис. 3.16. Врезки в элементах соединений:

а — несимметричная; б — симметричная; в, г — схемы скалывания в соединениях перпендикулярно оси примыкающего сжатого элемента (рис. 3.17). Элементы, соединяемые на лобовых врубках, должны быть стянуты болтами. Лобовые врубки следуетрассчитывать на скалывание по приведенной выше формуле . Длину плоскости скалывания лобовых врубок следует принимать не менее 1,5/г, где h — полная высота сечения скалываемого элемента. Глубину врубки следует принимать не более h/4 в промежуточных узлах сквозных конструкций и не более h/3 в остальных случаях, при этом глубина врубок в брусьях должна быть не менее 2 см, а в круглых лесоматериалах — не менее 3 см.

Основные указания по проектированию деревянных конструкций. Напряжения и деформации в деревянных конструкциях от изменения температуры древесины, а также от усушки или разбухания древесины вдоль волокон учитывать не следует.

Рис. 3.17. Лобовая врубка с одним зубом.

Источник: СНиП II-25−80.

При использовании однослойного косого дощатого настила непосредственно по конструкциям и прогонам или двойного перекрестного дощатого пастила постановка связей жесткости в пространственном покрытии не требуется.

Элементы деревянных конструкций следует центрировать в узлах, стыках и па опорах, за исключением случаев, когда эксцентричное соединение элементов уменьшает действующий в расчетном сечении изгибающий момент.

Элементы конструкций должны быть стянуты болтами или шпильками в узлах и стыках, а составные элементы на податливых соединениях должны быть стянуты и между узлами или соединены с помощью вклеенных стержней. Число болтов или шпилек определяется расчетом, но не менее двух в узле или стыке.

В каркасах одноэтажных большепролетных зданий (при пролетах более 24 м) следует использовать преимущественно статически определимые конструкции. В шарнирных узлах необходимо обеспечивать возможность их поворота без появления дополнительных внутренних усилий. Прогоны, обрешетки, настилы и другие изгибаемые элементы следует рассчитывать по двум предельным состояниям на прочность и прогиб. Для междуэтажных перекрытий необходимо дополнительно выполнять расчет на зыбкость. Как указывают отдельные исследователи, неприятные ощущения зыбкости связаны с различной амплитудой колебаний отдельных частей тела человека, находящихся на разной высоте от поверхности, на которой он стоит.

Элементы решетки ферм следует центрировать в узлах. В случае иецентрированных узлов ферм следует учитывать возникающие в элементах изгибающие моменты.

В последнее время для узловых соединений дощатых элементов нашли применение металлические зубчатые пластинки (рис. 3.18). Они представляют собой оцинкованные стальные пластинки толщиной 1,2 и 2 мм, на одной стороне которых после штамповки получаются зубья различной формы и длины.

Рис. 3.18. Металлические зубчатые пластины.