ПГС Деревянные конструкции, ответы к экзамену зачету. 1. Структура древесины, ее влияние на прочность и деформативность матла

• Название: 1. Структура древесины, ее влияние на прочность и деформативность матла
• Анкор: ПГС Деревянные конструкции, ответы к экзамену зачету
• Дата: 18.12.2019
• Размер: 261.46 Kb.
• Имя файла: DK_OTVETY.docx
• Тип: Документы; #100831
• страница: 6 из 6

24. Обеспечение пространственной жесткости зданий при беспрогонном решении ограждающих конструкций. Пространственные крепления, воспринимающие ветровые усилия, в то же время служат для предупреждения выпучивания сжатого контура плоскостных деревянных конструкций. В большинстве случаев сжатый пояс в них раскрепляют прогонами кровли, которые должны быть прочно прикреплены к верхнему поясу, и настилам кровли. В арочных конструкциях помимо верхних (сжатых) поясов следует раскреплять и нижние сжатые пояса арок, а в некоторых рамных конструкциях – внутренний контур рамы, который может быть сжат на всей своей длине или на части ее, особенно при несимметричном приложении нагрузок. Нижние пояса раскрепляют устройством вертикальных связей. Учитывая деформации в соединениях связей, за расчетную длину сжатого нижнего пояса при проверке его устойчивости следует принимать расстояние между связями, увеличенное на 25%. Основным типом поперечных вертикальных связей являются жесткие связи, соединяющие попарно вдоль здания соседние конструкции. Вертикальные связи не следует делать непрерывными по всей длине здания, так как при обрушении по к-л причине одной из несущих конструкций она перегрузит через связи соседние конструкции, что может привести к последовательному обрушению всего покрытия. Устройство верт связей в виде подкосов нецелесообразно. Если по длине здания будет действовать снеговая нагрузка различной интенсивности, то подкосы не предупредят, а наоборот, будут способствовать выпучивании закрепляемого ими пояса фермы. Связи рассчитывают на усилия, направленные перпендикулярно плоскости раскрепляемой конструкции qсв. В случае раскрепления верхнего сжатого пояса ферм связями, расположенными в плоскости покрытия, расстояние между узлами закрепления b устанавливают в соответствии с условиями гибкости пояса из плоскости фермы. при этом каждый узел закрепления рассчитывают на силу Q=bqсв. Значение qсв определяют по формулам: а). в покрытиях по фермам, однопролетным балкам и пологим аркам qсв=0,03q(n+1)/2t 2). в покрытиях по трехшарнирным рамам и высоким аркам qсв=0,0015qсв(n+1)/2t 3). в покрытиях по консольным балкам и рамам при положительном изгибающим моменте в пролете qсв=0.001qсв(n+1)/2t . Узловую нагрузку на связевую поперечную ферму или на точку крепления элементов покрытия к несущим конструкциям определяют по формуле Рсв=qсвSсв, где qсв- расчетная равномерно распред верт нагрузка на 1м горизонтальной проекции несущей конструкции покрытия, Н/м; при наличии иных видов нагрузок они должны быть приведены к эквивалентной по всему пролету. n-общее число основных несущих конструкциях на всю длину здания в рассм пролете; t-общее количество связевых ферм на общую длину здания в одном пролете ; Sсв – гориз проекция длины панели связевой фермы или расстояния между точками крепления элементов покрытия к несущим конструкциям, м. При раскреплении нижних поясов ферм арочной конструкции попарно поперечными связями последние воспринимают, т. о., горизонтальные силы Q от двух смежных поясов и передают их в плоскости верхних поясов или на жесткую систему кровельного покрытия, образуемую щитовым настилом, либо на ветровые фермы или специальные связи. Близко расположенные друг от друга арочные или рамные конструкции иногда соединяют попарно решетчатыми связями, располагаемыми в плоскости нижних сжатых, поясов. Такие связи рассчитывают как горизонтальные фермы, имеющие пролет, равный длине нижнего пояса полуарки. Такое решение связей менее рационально. При этом связи по верхнему поясу должны быть рассчитаны на восприятие не только горизонтальных сил от закрепляемых узлов верхнего пояса, но и от реактивных сил в верхнем шарнире и от горизонтальных ферм по нижнему поясу. Если к одной системе связей прикреплены сжатые контуры нескольких плоских конструкций, то усилия, передающиеся на узлы связей, принимают равными nQ (n-количество раскрепляемых конструкций). Бывают случаи, когда даже при отсутствии активных сил, действующих перпендикулярно плоскости конструкции, приходятся принимать меры к пространственному креплению ее растянутого контура. Примером таких конструкций являются шпренгельные системы. При примени в конструкции покрытия кровельных панелей последние могут быть использованы также для закрепления сжатого контура плоских деревянных конструкций. При этом связи, соединяющие панели с закрепляемым сжатым элементом, располагают равномерно по всей его длине и рассчитывают на усилие q.
25.Обеспечение пространственной жесткости зданий при прогонном решении ограждающих конструкций: Конструкция покрытия д. передавать ветр. давление через верх. обвязку продольным стенам, к-ые, в свою очередь, д. иметь в своей пл-ти связи, рассчит-е на передачу этих усилий фунд-там. При устройстве в качестве основы под рубероидн. кровлю щитового перекрестного настила покрытие становится неизменяемой жесткой диафрагмой.→Расчет свод-ся к проверке прочности:

• 
  Прикрепления верхн. концов стоек каркасн. стены к прогонам на передачу ветр. давления
  
• 
  Гвоздевой пришивки прогонов к щит.настилу, скреплен-му диагональ-ми эл-тами
  
• 
  Соед-ния гвоздями обоих щитовых настилов для перекрытия их стыков, располож-х вразбежку
  
• 
  Прикрепления настила, связанного с диагонал. эл-тами, к верх. обвязке каркас. деревян. стен
  

Жесткость покрытий с одинарн. настилом или с обрешеткой без диагонал. эл-тов недостаточна для восприятия ветр. нагрузки и закрепления плоскостн. деревян. конст-ций в проект. положении.→Необходимо устр-во в пл-ти верх. поясов несущ. конст-ций горизонт. связей (м.б. раскосы, стойки), располагаемых в торцовых частях здания и по его длине на расст-нии не более 20м.

Горизонт-е связи, восприним-щие ветр.нагрузку, образуют в пл-ти верх.поясов 2-х соседн. несущ. конст-ций решетчатую ферму, к-я передает действ-щие в ее пл-ти усилия на продольн. стены. При жестк. торцовых стенах, воспринимающих ветр.нагрузку, и длине здания до 20м устойч-сть плоск. деревян. конст-ций м.б. создана прогонами кровли, надежн. скрепленными с верх.поясом фермы и заанкеренными своими концами в торцевые камен.стены. При этом стыки разрезных или консольн.-балоч. прогонов д.б. перекрыты накладками на гвоздях.
26 вопроса нет в списке))

27.Фермы на лобовых врубках

-один из самых старых и надежных видов деревян­ных ферм. Основной тип - треугольная ферма с нисходящими сжатыми раскосами * растянутыми стойками-тяжами из круглой стали (рис. 9.13). Фермы изготавливаются к: бревен или брусьев. Опорный узел решается лобовой врубкой с одним или двумя зубьями (см. рис 4.3, 4.4) либо лобовым упором на металлических натяжных хомутах (см. рис. 4.5, 4.61 передающих усилие от вкладыша, в который упирается верхний пояс, на накладки, со­единенные с нижним поясом при помощи болтов и нагелей. Последнее решение более надежно, чем врубка, так как исключена работа на скалывание «хвоста» фермы.

Коньковый узел выполняется простым лобовым упором и перекрывается парны­ми деревянными накладками на болтах и нагелях. Узлы примыкания раскосов к поясам выполняются при помощи лобовых врубок с одним зубом и дополнительно крепятся болтами или скобами для предотвращения случайного выхода из плоскости. Исключе­ние составляет средний узел нижнего пояса, где сходятся два раскоса, которые упира­ются в специальную бобышку со скошенными торцами. Введение такой бобышки по­зволяет уменьшить ослабление нижнего пояса врезками. После определения усилий в элементах ферм, порядок конструктивного расчета ферм на лобовых врубках следующий:

• 
  определяется ориентировочно площадь сечения верхнего и нижнего поясов в опорной навели по известным формулам у четом ослаблений сечений врубками;
  
• 
  конструируется и рассчитывается опорный узел (см. главу 4, п. 4.2,4.3);
  
• 
  проверяется сечение верхнего пояса: при узловой нагрузке - по формулам для центрально-сжатых элементов; при внеузловой нагрузке - по формулам для сжато- изгибаемых элементов;
  
• 
  конструируется и рассчитывается коньковый узел (лобовой упор с деревянными накладками), промежуточные узлы (как лобовые врубки с одним зубом), стыки нижне­го пояса, подбирается сечение стоек-тяжей, рассчитываются шайбы под тяжи, а также вкладыши и накладки;
  
• 
  проверяются элементы фермы на монтажные усилия во время подъема, назнача­ется величина строительного подъема. Расчет опорного узла
  

Расчет на смятие. Площадка смятия в сжатом элементе рас­положена перпендикулярно направлению волокон древесины, а в растянутом элементе - под углом а к направлению волокон, поэтому прочность на смятие рассчитывается в растянутом элементе по формуле σсм.а=Nс/Fсм<Rсм.а где Nс -расчетная сжимающая сила; Fсм -площадь смятия, bhвр /cos а; b- ширина растянутого элемента; hвр- глубина врезки; Rсм.а -расчетное сопротивление древесины смятию под углом а .

Расчет на скалывание по площадке А - В. Проверка средних скалывающих на­пряжений по длине площадки скалывания производится по формуле τ ск.ср =Тск/Fск<Rск. ср где Тск расчетная скалывающая сила, Г_ск = N_р= N_ccos a; площадь скалывания, F_CK =bl_ск; l-расчетная длина площадки скалывания;

Rск. ср - среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины скалыванию с учетом всех необходимых коэффициентов условий работы.

Расчет на растяжение нижнего пояса. Проверка напряжений в нижнем поясе производится в месте наибольшего ослабления врезкой по формуле: σр=Nр/Fнт
где Nр- расчетное усилие растяжения; Fнт-площадь сечения нетто растянутого элемента Fнт=b(h-hвр)
28. Клеефанерные плиты (КП), их конструирование, принципы расчета.

Плиты покрытия с фанерными обшивками могут быть изготовлены в заводских условиях. Их используют в зданиях с наружным отводом воды с кровли, в отапливаемых зданиях при относительной влажности воздуха в помещениях до 75% и в неотапливаемых при расчетной температуре наруж­ного воздуха не ниже t = -5 °С. Целесообразность применения КП определяется малым весом при высокой несущей способности, т.к. выполняет одновременно функции прогонов и настила, а также обеспе­чивает теплозащиту сооружения. КП можно перекры­вать пролеты 3-6 м если рёбра из цельной древесины, и до 12 м, если ребра клееные. Длина плит покрытия (lп) соответствует шагу «В» несущих конст­рукций. Lп=В-20мм где 20 мм - зазор между торцами соседних плит рис. Ширина панели соответствует стандартной ширине фанерного листа и равна с учетом обрезки кромок для их выравнивания b= 0,7; 1,2; 1,5м. Высота панели обычно составляет h= (1/15 - 1/40)1. Плиты покрытия состоят из деревянного несущего каркаса и фанерных обшивок, соединен­ных водостойким клеем. Для их изготовления используют фанеру повышенной водостойкос­ти марки ФСФ, сорта В/ВВ толщиной не менее 8мм. Продольные ребра выполняют из брусков цельного сечения (реже клееной древесины) не ниже II сорта. В качестве утеплителя применяют несгораемые и биостойкие тепло­изоляционные материалы. Например, полимерные плиты из пенопласта, пе­нополиуретана, стекломаты или минераловатные жесткие и полужесткие плиты на синтетическом связующем (g= 0,5; 0,75; 1,0 кН/м³. Под утеплите­лем устраивают пленочную или обмазочную пароизоляцию, которая выпол­няет две функции. Во-первых, препятствует проникновению в теплоизоля­ционный материал влаги, что резко снижает его теплоизоляционные свой­ства и ведёт к прогрессирующему разрушению. Во-вторых, как неотъемлемая часть вентиляционной системы кровли, участвует в предотвращении накопления в теплоизоляционном материале влаги, облегчая выход наружу его паров. Плиты укладывают непосредственно на основные несущие конструк­ции. При этом ширина опорной площадки панели должна быть не менее 6 см. Расчет КП покрытия, работающих по балочной схеме рис. 5.12 г, ведется по первому и второму предельным состояниям. При компоновке конструкции плиты определяют количество продольных ребер из условия расчета на местный изгиб верхней фанерной обшивки при действии сосредоточенной нагрузки от веса монтажника с инструментом Р=1кн с коэффициентом надёжности по нагрузке 1,2.

Изгибные напряжения в верхней обшивке поперек волокон наружных шпонов фанеры σи=Ммах/Wф<Rи.ф.*mи где т_и=1,2 -учитывает кратковременность приложения нагрузки.

Клеефанерные конструкции рассчитывают с учетом различных модулей упругости древесины и фанеры по приведенным геометрическим характеристикам, причем приводят к тому материалу элемента конструкции, в котором находят напряжения. Приведенные характеристики вычисляют по формулам: Fпр.д=Fд+Fф(Eф/Eд); Jпр.д=Jд+Jф(Eф/Eд); Sпр.д=Sд+Sф(Eф/Eд); Wпр.д=Jпр.д/у

где F_д, J_д, S_д- соответственно площадь, момент инерции и статичес­кий момент поясов; Fф.Jф.Sф.- соответственно площадь, момент инерции и статический момент фанерной стенки; Еф, Е_д- соответственно модуль упругости фанеры и древесины. У- расстояние от нейтральной оси до наиболее удаленных волокон.

Нормальные напряжения в обшивках определяют по следующим формулам:

1) для верхней сжатой обшивки с учетом ее устойчивости σс=Ммах/φWф<Rф.с где φ - коэффициент продольного изгиба:

2) дня нижней растянутой обшивки с учетом ослабления стыком на «ус» σр=М/кфWпр<Rф.р где кф = 0,6- коэффициент, учитывающий ослабление сечения стыком на «ус»; при отсутствии стыка кф = 1.

Касательные напряжения проверяют в местах приклеивания фанеры к ребрам:

по скалыванию между шпонами фанеры τф=QSф/Jпр∑δргде Sф - статический момент обшивки относительно оси панели; δ_р ширина ребра.

по скалыванию ребер τ =QSпр/Jпр∑δр
где S_np- приведенный статический момент половины сечения относи­тельно нейтральной оси.

Относительный прогиб панели в общем случае f/l=(kPнl^2)/(0.7EфJпр)<[f/l] к=5/384; Рн=qнl

29.Балки на пластинчатых нагелях. Составные балки на пластинчатых нагелях образуются сплачиванием по высоте двух или трех брусьев, соединенных между собой деревянными пластинчатыми наге­лями. В этих балках соединять брусья по длине нельзя, поэтому длина балок не превышает 6— 6,5 м. Нагели делают из здоровой и сухой (влажностью не более 8—10%) дубовой древесины или березы. Для получения нагелей одинаковой толщины их изготовляют на рейсмусном станке по пробному гнезду. Их размеры, лимитируемые размерами цепей станка, должны обеспечивать достаточ­ное защемление нагеля в брусе. Этому соответствуют цепи, позволяющие получить размеры гнезда 58X12 мм. Высота брусьев не может быть меньше 140 мм, так как максимальная глубина врезки нагелей

Балкам при их изготовлении обязательно придают конструктивный строительный подъем, т. е. выгиб в сто­рону, обратную прогибу под нагрузкой. Выборку гнезд и постановку пластинчатых нагелей производят после того, как брусья балки уложены с плотной притеской од­них к другим и после придания ей конструктивного стро­ительного подъема. Такой порядок изготовления обеспе­чивает защемление нагелей в гнездах, вследствие стрем­ления брусьев распрямиться, а также лучшую плотность соединений.

Конструктивный строительный подъем определяют по формуле fстр=lδn_ш/2h_o; где l — длина балки; h_o — расстояние между осями крайних брусьев; n_ш—число швов в балке; δ — расчетная деформация, принимаемая для нагелей 0,2 см.

Для устранения вредного влияния усушки устраивают продольные вертикальные пропилы глубиной 1/6 высоты бруса. Такие пропилы препятствуют образованию тре­щин по линии площадок скалывания между нагелями и таким образом обеспечивают надежность в работе балки.

Балки Деревягина рассчитывают как составную бал­ку на податливых связях с введением коэффициентов, учитывающих податливость связей. Ослабление сечения пластинками, расположенными близко к нейтральной оси, не учитывают, так как даже при трех брусьях оно не превышает 10 %.

Полученное расчетом количество пластинчатых наге­лей следует размещать на соответствующей длине балки при их расстановке с шагом S=9δ_пл. Если пластинки не могут быть размещены на балке, то необходимо уве­личить ее ширину.

Балки Деревягина относятся к составным балкам на податливых связях. Они образуются соединением по высоте двух или трех брусьев с помощью деревянных пластинчатых нагелей.В этих балках соединение брусьев по длине невозможно, поэтому пролет таких балок не превышает 6,5 м. Для уменьшения опасности появления при усушке нежела­тельных горизонтальных трещин в брусьях делают вертикальные пропилы глубиной 1/6 высоты бруса. Балки изготавливаются на специальном стенде. Гнезда для пластинок выбираются электроцепнодолбежником в предварительно выгнутых на величину строительного подъема брусьях.

Строительный подъем определяется по формуле fстр=0.1l/h где h - высота одного бруса.

Пластинчатые нагели изготавливаются из сухой (влажностью не более 10%) древесины дуба или антисептированной березы. Направление волокон древесины пластин­чатых нагелей должно быть перпендикулярно плоскости сплачивания.

Размеры пластинок определяются параметрами электроцепнодолбежника. В настоящее время используется один типоразмер: длина пластинок 1_пл=58мм; толщина пластинок Ьпл=12 мм. При ширине брусьев до 150 мм нагели ставятся на всю ширину и называются сквозными; при ширине брусьев более 150 мм ставятся глухие пластинки. Ослабление сечения балки гнездами для нагелей в расчетах не учитывается.

Балки рассчитываются как составные с учетом податливости связей. В балках Деревягина такими податливыми связями являются пластинчатые нагели. Податливостью называется способность связей при деформации конструкций давать возможность со­единяемым элементам сдвинуться относительно друг друга. Связи в швах составного элемента при поперечном изгибе обычно расставляются равномерно по длине балки, что часто не соответствует действительной эпюре сдвигающих усилий.

Кол-во нагелей опредиляется по формуле n=1.5*MmaxSбр/(JбрTпл) где М_мах - максимальный (расчетный) изгибающий момент в балке; Sбр - статический момент брутто сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси; Jбp - момент инерции брутто всего сечения; Т_пл- расчетная несущая способность одного пластинчатого нагеля. Расчетная несущая способность одного пластинчатого нагеля при существующих параметрах пластинок Т_т= 0,75Ь_пл (кН).

Порядок расчета

1. 
   Определяется требуемый момент сопротивления балки: Wтр=Mmax/Rиk
   

где f - коэффициент, учитывающий податливость связей.

2. 
   Задается ширина брусьев с учетом существующего сортамента.
   
3. 
   
   
   Определяется требуемая высота сечения балки: h=
   

2. 
   В зависимости от требуемой общей высоты балки компонуется сечение балки
   из двух или трех брусьев по высоте, при этом h > 150 мм.
   

2. 
   Проверяется прогиб балки от нормативных нагрузок с учетом введения к моменту инерции сечения поправочного коэффициента к_ж, учитывающею податливость связей
   

6. Определяется требуемое число пластинчатых нагелей (в каждом шве балки на длине от опоры до места максимального момента)

В расчетном отношении соединение на пластинчатых нагелях является односрезным кососимметричным соединением. При симметричной равномерно распределенной нагрузке относительно середины пролета разрешается не ставить нагели в среднем уча­стке длиной 0,2l, тогда для балки из двух брусьев кол-во нагелей определяется nпл=1.8*Mмах/hTпл Если полученное количество пластинчатых нагелей не размещается по длине бал­ки, то необходимо увеличить размеры балки либо изменить конструкцию балки.
30,31 вопроса нет в списке

32. Виды настилов, особенности расчета. Настилы из досок или брусков применяются в покрытиях в виде основы под кровли различных типов, либо в качестве самостоятельных кровельных щитов заводского изготовления. Настилы участвуют в обеспечении пространственной жесткости и устойчивости покрытий зданий и сооружений. Вместе с тем, они относятся к менее ответственным конструкциям, для изготовления которых допускается использовать древесину 3 сорта

Различают два типа настилов продольный - доски рабочего слоя на­стила располагаются перпендикулярно коньку кровли; поперечный - доски рабочего слоя настила располагаются параллельно коньку кровли.

Поперечные настилы конструируют однослойными: сплошными или разряженными, в виде обрешетки (под кровлю из штучных материалов: оцинкованных стальных листов, волнистых асбестоцементных листов, черепицы и других аналогичных мате­риалов) или в виде двойного перекрестного настила (под мягкую, рулонную кровлю).

Двойной перекрестный настил состоит из двух слоев: нижнего -рабочего и верх­него - защитного. Защитный косой слой выполняется из досок толщиной 16...32 мм, шириной не менее 100 мм, укладываемых под углом 45...60° к рабочему слою. Защит­ный слой обеспечивает совместную работу всех элементов настила, защищает рулон­ную кровлю от разрывов при короблении и растрескивании более толстых досок рабо­чего слоя.

Толщина и шаг досок рабочего настила определяются расчетом и типом кровли. Доски рабочего настила должны иметь длину, достаточную для перекрытия двух про­летов. При стандартной длине досок по существующему сортаменту до 6,5 м такой на­стил может применяться только при шаге несущих конструкций не более 3 м.

Настилы рассчитываются на два сочетания нагрузок:

Iсочетание: постоянная + временная снеговая{q'_р=q'пост + s') Мр1=qlр^2/8

П сочетание: постоянная + временная от сосредоточенного груза (qр =qпост+P) Мр2=0,07*qпостlр^2+0.21Plр

Р' - расчетная нагрузка от сосредоточенного груза; lр - расчетный пролет настила.

На первое сочетание нагрузок расчет ведется по формулам:

На прочность: σ=Мр1/WнтМ¹ - расчетный изгибающий момент от I сочетания нагрузок.

На жесткость f/l=2.13/384*(qнlр^3/EJ)<[f/l]

При втором сочетании нагрузок проверяется только прочность: σ=Мр2/Wнт*mн где mн -коэффициент, учитывающий кратковременность действия нагрузки

33 вопроса нет в списке

34 Выбор основных несущих конструкций зданий.

Для несущих конструкций зданий и сооружений следует по возможности применять сборные конструкции заводского изготовления, состоящие из отдельных транспортабельных элементов: клееные дощатые балки и клееные балки с фанерной стенкой, большепанельные металлодеревянные фермы, сплошные арки, шпренгельные и другие конструкции с металлическими растянутыми элементами и мощными деревянными сжато-изгибаемыми и сжатыми составными элементами на клею и пластинчатых нагелях.

Номенклатура несущих конструкций

Балки покрытий односкатные и двухскатные дощатоклееные неармированные и армированные, балки шпренгельные, клеефанерные балки двутаврового и коробчатого сечений с плоской и волнистой стенкой, балки составные из брусьев на пластинчатых нагелях

Металлодеревянные и деревопластмассовые крупнопанельные фермы с верхним поясом из дощатоклееных блоков трапецоидальные, односкатные, треугольные, сегментные без надстройки, с надстройкой, улучшающей эксплуатационные качества рулонной кровли, с аэрационным фанарём

Многоугольные брусчатые фермы с деревянными или металлическимнижним поясом

Фермы покрытий из фанерных и стеклопластиковых труб и из фанерных профилей, деревопластмассовые, полностью деревянные фермы

Арки сплошностенчатые трёх- или двухшарнирные кругового очертания с затяжкой металлической или стеклопластиковой, арки могут быть дощатоклееными и клеефанерными

Рамы дощатоклеёные или клеефанерные из прямолинейных элементов, рамы дощатоклеёные из криволинейных элементов

Рамы стоечно-ригельного типа со стойками решётчатыми или дощатоклееными и клеефанерными и ригелем в виде сквозной формы или дощатоклееной и клеефанерной балки.

Элементы деревянных сквозных конструкций следует центрировать в узлах, на опорах и в стыках, за исключением случаев специального эксцентричного примыкания элементов для снижения в них изгибающих моментов от внешних нагрузок.

Для предотвращения выхода систем из своей плоскости сжатые пояса плоских конструкций должны быть надёжно закреплены прогонами, связями и другими конструктивными элементами, обеспечивающими несмещаемость раскрепляемых узлов конструкций. В системах с пониженным нижним растянутым поясом необходимо раскреплять вертикальными связями также и растянутые пояса. В арочных и рамных конструкциях поперечные связи жёсткости должны связывать конструкции попарно.

При пролётах конструкций (ферм и арок с затяжками) более 30 м одну из опор следует делать подвижной.

При конструировании необходимо стремиться к равномерному распределению осевых усилий между элементами сечений, если особо не предусматривается их неравномерная загрузка. Элементы конструкций должны быть стянуты болтами, особенно в узлах и стыках.

В целях снижения трудоёмкости изготовления и монтажа конструкций следует принимать возможно меньшее количество различных размеров сечений и длин лесоматериалов, брать составные сечения с меньшим числом элементов, использовать в конструкции меньшее количество составных элементов(кроме клееных конструкций) и конструкции с меньшим количеством узлов.

Площадь рабочего поперечного сечения нетто в основных деревянных элементов несущих конструкций не должна быть менее 50 см², а также не должна быть менее 0,5 полной площади сечения брутто при симметричном ослаблении и 0,6 – при несимметричном ослаблении. Наименьший размер ослабленного поперечного сечения должен быть не менее 3 см. следует избегать ослаблений дощатых элементов на кромках, особенно в растянутых элементах.

35.Механич. св-ва Д: сжатие, растяжение, изгиб, скалывание.

Растяжение. Предел прочности при раст-ии вдоль волокон в станд-ых образцах (W=12%) высок – для сосны и ели он = 100МПа. Е = 11..14ГПа. Сучки и присучковый косослой ↓сопротивление растяжению. При размере сучков в ¼ стороны элемента предел прочности = 0.27 предела прочности станд-ых образцов. При ослаблении Д-ых элементов отверстиями и врезками их прочность ↓ больше, чем получается при расчете по площвдке нетто – сказывается отрицат-ое влияние конц-ии напряжений у мест ослаблений. Прочность крупных образцов в результате большей неоднородности их строения меньше, чем мелких. При разрыве поперек волокон вследствии анизотропности строения Д предел прочности в 13..17 раз ↓, чем при растяжениивдоль волокон. Диаграмма работы сосны на раст-ие , в кот. по оси абсцисс отклад. относит-ая деф-ия ε, а по оси ординат относ-ое напр-ие φ, вкыраж. в долях от предела прочности (так называемая приведенная диаграмма), при φ≤- незначительная кривизна и в расч-ах м. принимать прямолинейной. φ=0.5 рассматривается при этом как предел пропорциональности. Сжатие. Вдоль волокон – предел прочности в 2-2.5 раза ↓, чем при растяжении. Для сосны (W=12%) предел прочности = 40МПа, а Е=11..14ГПа. Влияние пороков(сучков)↓, чем при растяжении. При размере сучков, сост-их 1/3 стороны сжатого элемента, прочность при сжатии= 0.6..0.7 прочности элемента тех же размеров, но без сучков. Размеры сжатых элементов обычно назнач. из расч. на прод-ый изгиб, т.е. при пониженном напряжении, а не из расчета на прочность. Работа сжатых эл-ов надежнее, чем в растянутых.Диаграмма раб. сосны на сжатие при φ > 0.5 более криволинейна, чем при раст-ии. При φ <0.5 – она м. б. прямолинейной до предела пропорциональности(φ=0.5). Разрушение сопровождается появлением складки, образуемой местным изломом волокон. из СНиП Расчет центрально-растянутых элементов следует производить по формулегде N - расчетная продольная сила; R_p - расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон; F_нт - площадь поперечного сечения элемента нетто. При определении F_нт ослабления, расположенные на участке длиной до 200 мм, следует принимать совмещенными в одном сечении. Расчет центрально-сжатых элементов постоянного цельного сечения следует производить по формулам: а) на прочность ;б) на устойчивость ,где R_с - расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон; j - коэффициент продольного изгиба, F_нт - площадь нетто поперечного сечения элемента; F_рас - расчетная площадь поперечного сечения элемента, принимаемая равной: при отсутствии ослаблений или ослаблениях в опасных сечениях, не выходящих на кромки (рис. 1, а), если площадь ослаблений не превышает 25 % Е_бр, Е_расч = F_бр, где F_бр - площадь сечения брутто; при ослаблениях, не выходящих на кромки, если площадь ослабления превышает 25 % F_бр, F_рас = 4/3 F_нт; при симметричных ослаблениях, выходящих на кромки (рис. 1, б), F_рас = F_нт. Коэффициент продольного изгиба j следует определять по формулам: при гибкости элемента l £ 70 ; при гибкости элемента l > 70 ,где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1 для фанеры; коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры.Рис. 1. Ослабление сжатых элементов

а -не выходящие на кромку; б - выходящие на кромку

Изгиб. Поперечный изгиб. Для станд-ых образцов сосны и ели (W=12%) предел прочности = 75МПа. Е=11..14ГПа. Т.к. при изгибе имеется раст-ая зона, то влияние сучков и косослоя значительно. При размере сучков в 1/3 стороны сечения элемента предел прочности = 0.5..0.45 прочности безсучных образцов. В брусьях оно=0.6..0.8. Опред. краевого напр-ия при изгибе по σ = M/W соотв. лин-ому распред. напр-ий по высоте и действительно в пределах небольших напр-ий(рис.1.12) При дальнейшем ↑ нагрузки и ↑ кривизны эпюра сжимающих напряжений в соотв. с диаграммой работы на сжетие(рис.1.10) принимает криволин. хар-р (рис.1.12б,в).Одновр. нейтр. ось сдвигается в сторону раст-ой кромки сечения. При этом факт-ое краевое напр-ие сжития меньше, а напр-ие раст-ия больше вычисленных по ф-ле.

Рис. 1.12. Эпюры напряжений в изгибаемом деревянном элементе при увеличения нагрузки до разрушения В стадии разрушения сначала в сжатой зоне образ. складка, затем в раст. зоне происх. разрыв наружних волокон. Предел прочности при изгибе зав-т от формы поперечного сечения. У круглого сеч-я он больше,чем у прямоугольного; у двутаврового сеч. меньше,чем у прямоугольного. С ↑ высоты сечения предел прочности ↓.

Из СНиП Расчет изгибаемых элементов, обеспеченных от потери устойчивости плоской формы деформирования, на прочность по нормальным напряжениям следует производить по формуле ,где М - расчетный изгибающий момент; R_и - расчетное сопротивление изгибу; W_расч - расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента. Для цельных элементов W_расч = W_нт; для изгибаемых составных элементов на податливых соединениях расчетный момент сопротивления следует принимать равным моменту сопротивления нетто W_нт, умноженному на коэффициент k_w; При определении W_нт ослабления сечений, расположенные на участке элемента длиной до 200 мм, принимают совмещенными в одном сечении.
Скалывание. Имеет место в изгиб-ых элементах, в соед. на врубках, шпонках. Скалывание м. происходить в плоскости ║ волокнам, поперек волокон, под углом к волокнам. Средний предел прочности ↓ с ↑ длины площади скалывания и зависит от отнош-я длины площади скал-я к плечу(е). Ч.б. ↓ опасн-е влияние растягив. напряж-ий поперек волокон есть усушечные трещины.

(Из СНиП)

Расчетную несущую способность соединений, работающих скалывание, следует определять из условия скалывания древесины где F_см - расчетная площадь смятия; F_см - расчетная площадь скалывания; R_смa - расчетное сопротивление древесины смятию под углом к направлению волокон; - расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон.

Среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины скалыванию следует определять по формуле , где R_ск - расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон (при расчете по максимальному напряжению); l_ск - расчетная длина плоскости скалывания, принимаемая не более 10 глубин врезки в элемент; е - плечо сил скалывания, принимаемое равным 0,5h при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (рис. 5, а) и 0,25h при расчете симметрично загруженных элементов с симметричной врезкой (рис. 5, б); h - полная высота поперечного сечения элемента); b - коэффициент, принимаемый равным 0,25 при расчете соединений, работающих по схеме, показанной на рис. 5, г и b = 0,125 при расчете соединений, работающих по схеме согласно рис. 5, в; если обеспечено обжатие по плоскостям скалывания.

Отношение l_ск /е должно быть не менее 3.



Рис. 5. Врезки в элементах соединений

а - несимметричная; б - симметричная; в, г - схемы скалывания в соединениях
Расчет изгибаемых элементов на прочность по скалыванию следует выполнять по формуле ,где Q - расчетная поперечная сила; S¢_бр - статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;

I_бр - момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси; b_рас - расчетная ширина сечения элемента; R_ск - расчетное сопротивление скалыванию при изгибе.