ТКП 45-5.05-146-2009. Мкс 91. 080. 20 к ткп 45 051462009 (02250) Деревянные конструкции. Строительные нормы проектирования
 Скачать 0.75 Mb.
|
|
7.8.6 Прочность на скалывание по клеевому шву в месте примыкания обшивок к ребрам следует проверять по формуле (7.38), а на скалывание древесины ребер по нейтральной оси — по формуле (7.39): , ,0, 1 , d p pv d pv d ef V S f J b ⋅ τ = ≤ ⋅ ∑ (7.38) 0, ,0, ,0, 0, 1 , d ef v d v d ef V S f J b ⋅ τ = ≤ ⋅ ∑ (7.39) где d V — расчетная поперечная сила; , p S ef J — статический момент фанерной обшивки и момент инерции приведенного се- чения относительно нейтральной оси; S 0,ef , J 0,ef — статический момент сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси и момент инерции сечения, приведенные к материалу ребер; ,0, pv d f и ,0, v d f — расчетные сопротивления скалыванию соответственно вдоль волокон наруж- ных слоев фанеры и древесины вдоль волокон; 1 b ∑ — суммарная ширина сечения ребер каркаса или стенок. 7.8.7 В клеефанерных балках двутаврового, коробчатого и двутаврово-коробчатого сечений фа- нерную стенку толщиной не менее 8 мм целесообразно располагать наружными слоями вдоль оси балки (см. рисунок 7.3). 7.8.8 При расчете клеефанерных балок по нормальным напряжениям геометрические характери- стики следует приводить к древесине поясов. ТКП 45-5.05-146-2009 33 Расчет растянутого пояса следует выполнять по формуле (7.40), а сжатого — по формуле (7.41): ,0, ,0, 0, , d t d t d ef M f W σ = ≤ (7.40) ,0, ,0, 0, , d c d c d c ef M f k W σ = ≤ ⋅ (7.41) где 0, ef W — момент сопротивления поперечного сечения балки, приведенный к древесине пояса; ,0, t d f и ,0, c d f — расчетные сопротивления древесины соответственно растяжению и сжатию; c k — коэффициент продольного изгиба верхнего пояса из плоскости балки, опреде- ляемый по формулам (7.6) или (7.7). 7.8.9 Прочность фанерной стенки в опасных сечениях, к которым относятся зона первого от опо- ры стыка и места приложения сосредоточенных нагрузок, следует проверять на действие главных растягивающих напряжений по формуле , , pt d α σ = 2 2 , , , 2 2 w w w pt d p f k α σ σ ⎛ ⎞ + + τ ≤ ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ (7.42) где w σ и w τ — нормальные и касательные напряжения в фанерной стенке на уровне внутренней кромки поясов; , , pt d f α — расчетное сопротивление фанеры растяжению под углом α, определяемое по графику, приведенному в приложении Б; k р — коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления фанеры, состыко- ванной на «ус» при работе ее на изгиб в плоскости листа, и принимаемый k р = 0,8; α — угол, определяемый из зависимости 2 tg2 w w τ α = σ (7.43) 7.8.10 Проверку фанерной стенки на срез по нейтральной оси и скалывание по швам между поя- сами и стенкой необходимо производить по формулам: , , ,90, , d p ef w d pv d p ef w V S f J b ⋅ τ = ≤ ⋅ ∑ , (7.44) , , ,0, , , d ef p v d pv d p ef f V S f J nh ⋅ τ = ≤ ⋅ (7.45) где , p ef S и , p ef J — приведенные к фанере статический момент половины сечения балки отно- сительно нейтральной оси и момент инерции сечения; ef S — приведенный к фанере статический момент сечения пояса относительно нейтральной оси; w b ∑ — расчетная ширина, равная сумме значений толщины фанерных стенок; n — количество вертикальных швов фанерных стенок с поясами балки; h f — высота сечения поясов; ,90, pv d f и ,0, pv d f — расчетные сопротивления фанеры соответственно срезу перпендикулярно плоскости и скалыванию в плоскости листа. 7.8.11 Устойчивость фанерной стенки с продольным по отношению к оси балки расположением воло- кон наружных слоев следует проверять на действие касательных и нормальных напряжений при условии h w / b w > 50, (7.46) где h w — высота стенки между внутренними гранями поясов; b w — толщина стенки. ТКП 45-5.05-146-2009 34 Расчет следует производить в опорной панели и в расчетном сечении с максимальными напря- жениями изгиба по формуле 2 2 1, 100 100 w w w w w d b b k k h h σ τ σ τ + ≤ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⋅ ⋅ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ (7.47) где k σ и k τ — коэффициенты, определяемые по графикам на рисунках Б.2 и Б.3 (приложение Б); h d — расчетная высота стенки, которую следует принимать равной h w при расстоянии между ребрами a ≥ h w и равной а при а < h w При поперечном по отношению к оси балки расположении наружных волокон фанерной стенки проверку ее устойчивости следует производить по формуле (7.47) на действие только касательных напряжений в тех случаях, когда h w / b w >80. (7.48) 8 Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям II группы 8.1 Деформации деревянных конструкций или их отдельных элементов следует определять с учетом сдвига и податливости соединений. Величину деформаций податливого соединения при полном использовании его несущей способ- ности следует принимать по таблице 8.1, а при неполном — пропорционально действующему усилию на соединение. 8.2 Вертикальные предельные прогибы элементов конструкций и нагрузки, от которых следует определять прогибы, приведены в таблице 19 СНиП 2.01.07. 8.3 Прогибы изгибаемых элементов следует определять по моменту инерции поперечного сече- ния брутто. Для составных сечений момент инерции следует умножать на коэффициент k i , учиты- вающий сдвиг податливых соединений, приведенный в таблице 7.3. Наибольший прогиб шарнирно-опертых и консольных изгибаемых элементов постоянного и пе- ременного сечений следует определять по формуле 2 0 1 / [1 ( / ) ] h v u u k k h = ⋅ + l , (8.1) где 0 u — прогиб балки при постоянной высоте поперечного сечения без учета деформаций сдвига; h — наибольшая высота поперечного сечения; l — пролет балки; 1 h k — коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, 1 1 h k = при по- стоянной высоте поперечного сечения элемента; v k — коэффициент, учитывающий влияние деформации сдвига от поперечной силы. Значения коэффициентов 1 h k и v k для основных расчетных схем балок приведены в таблице 8.2. 8.4 Прогиб клеефанерных плит и панелей следует определять с введением к жесткости сечения понижающего коэффициента, равного 0,7, который не распространяется на клеефанерные балки. 8.5 Прогиб сжато-изгибаемых шарнирно-опертых симметрично нагруженных элементов и кон- сольных элементов следует определять по формуле , / , N m c u u k = (8.2) где u — прогиб, определяемый по формуле (8.1); k m,c — коэффициент, определяемый по формуле (7.22). Таблица 8.1 — Деформации податливых соединений при полном использовании их несущей способности Вид соединения Деформация соединения, мм На лобовых врубках и торец в торец 1,5 На нагелях всех видов 2,0 ТКП 45-5.05-146-2009 35 Окончание таблицы 8.1 Вид соединения Деформация соединения, мм В примыканиях поперек волокон 3,0 На металлических стержнях из арматурной стали, работающих на выдергивание и продавливание (клей ЭПЦ): вдоль волокон 0,3 под углом 30°–45° к волокнам 0,4 поперек волокон 1,0 В клеевых соединениях 0 Таблица 8.2 — Значения коэффициентов k v и k h1 для определения прогибов балок с учетом переменности сечения и деформаций сдвига Поперечное сечение балки Расчетная схема k h1 k v Прямоугольное h bh l m β 0 Прямоугольное h bh l m F 0,23 + 0,77 β 16,4 + 7,6 β Прямоугольное h bh l m al m al m F F 0,5 α + (1 − 0,5α) · β [45 − 24α · (1 − β) + + 3 β] · 1/(3 − 4α 2 ) Прямоугольное h bh l m q 0,15 + 0,85 β 15,4 + 3,8 β Двутавровое h bh l m q 0,4 + 0,6 β (45,3 − 6,9β) · γ Прямоугольное h bh l m al m F 0,23 + 0,77 β + 0,6α × × (1 − β) [8,2 + 2,4 (1 − β) · α + + 3,8 β] · 1/((2 + α) × × (1 − α)) Прямоугольное h bh l m q 0,35 + 0,65 β 5,4 + 2,6 β Примечание — γ — отношение площади поясов к площади стенки двутавровой балки (высота стенки при- нимается между центрами тяжести поясов). ТКП 45-5.05-146-2009 36 9 Соединения элементов деревянных конструкций 9.1 Общие положения 9.1.1 Соединения деревянных конструкций разделяются на податливые и жесткие. К первым следует относить соединения на цилиндрических и пластинчатых нагелях, металлических зубчатых пластинах (МЗП), металлических нагельных пластинах (МНП), ввинченных стержнях, врезках и вруб- ках. К жестким следует относить клеевые соединения древесины с древесиной и с другими плитными материалами, а также соединения на вклеенных стальных или стеклопластиковых стержнях. 9.1.2 Действующее на соединение (связь) усилие не должно превышать расчетную несущую спо- собность соединения (связи). 9.1.3 Деформации в соединениях в результате действия расчетной нагрузки не должны превы- шать величин, указанных в таблице 8.1. 9.1.4 В зоне соединений не допускается наличие дефектов и повреждений древесины (трещины, гниль, несросшиеся сучки и т. п.). 9.1.5 При расчете следует учитывать, что несущая способность многосрезного соединения обыч- но меньше, чем суммарная несущая способность отдельных связей. 9.1.6 Не следует применять узлы и стыки конструкций с соединениями на связях различной по- датливости. 9.1.7 При нагрузках, изменяющихся от растяжения F t до сжатия F c , расчет крепежных соединений (связей) следует вести для наибольшего из двух значений: F t + 0,5 F c и F c + 0,5 F t , где F c — принима- ется по абсолютной величине. 9.1.8 При проектировании соединений для клееной древесины с большой высотой поперечного сечения следует учитывать влияние изменения температурно-влажностных условий на каждый эле- мент соединения. 9.1.9 В случае, если усилие действует под углом к волокнам древесины, следует учесть влияние растягивающих напряжений поперек волокон. 9.1.10 При отсутствии методики по расчету новых видов соединений разрешается определять их несущую способность и деформативность на основе испытаний в соответствии с требованиями дей- ствующих стандартов. 9.2 Клеевые соединения 9.2.1 Клеевые соединения следует использовать: — для образования сплошного сечения многослойных клеедощатых и клееных брусчатых и бре- венчатых элементов путем сплачивания слоев досок (ламелей) по высоте и/или по ширине сечения (рисунок 9.1); — для стыкования на зубчатый шип и на «ус» пиломатериалов и фанеры; — для соединения фанеры с древесиной в клеефанерных конструкциях. 20d d d Рисунок 9.1 — Клеевые соединения 9.2.2 При сплачивании по высоте и ширине сечения многослойных клеедощатых элементов швы склеиваемых кромок в смежных слоях следует смещать между собой не менее чем на толщину слоя δ. ТКП 45-5.05-146-2009 37 9.2.3 В многослойных клеедощатых элементах расстояние «в свету» между стыками на зубчатый шип в отдельных слоях должно быть не менее 300 мм, в смежных слоях — не менее 20 значений толщины слоя, при этом в каждом сечении элемента допускается стыковать не более 1/4 всех слоев. 9.2.4 В сжатых и внецентренно сжатых элементах при обосновании, а в изгибаемых и сжато- изгибаемых элементах вне зон с максимальными напряжениями допускается для сопряжения клеедоща- тых пакетов соединение на зубчатый шип по всей высоте сечения вдоль волокон или под углом α i ≤ 10° с обязательной проверкой прочности по следующим условиям: — по максимальным нормальным напряжениям в зоне затупления зубчатых шипов σ t,0,d · k os ≤ f t,0,d · k h · k δ ; (9.1) — на отрыв по плоскостям склеивания σ t,0,d · k ss ≤ f t, αs,d · k h · k δ ; (9.2) — по приведенным напряжениям, действующим под углом α к волокнам древесины σ t,0,d · k α1 ≤ f t, α1,d · k h · k δ , (9.3) где σ t,0,d — расчетные значения краевых растягивающих напряжений в соединяемых элементах, действующих вдоль волокон древесины; k os — коэффициент условий работы сечения, проходящего по остриям шипов со- единения; k ss — коэффициент, учитывающий напряженное состояние клеевых швов в стыке; k α1 — коэффициент, учитывающий величину и направление приведенных напряже- ний, действующих под углом α 1 к волокнам древесины; α s — угол между нормалью к шву и направлением волокон древесины (рисунок 9.2); f t, αs,d и f t, α1,d — расчетные значения сопротивления древесины при растяжении под углом α к направлению волокон, определяемые по формуле (10.2). Коэффициенты условий работы и соответствующие углы следует принимать по таблице 9.1. l s 100 а) б) r 1 s t d ,0, i a s s ss s a1 s a1 s ss s os t s Рисунок 9.2 — Схема зубчато-шипового соединения при склеивании вдоль волокон древесины: а — схема стыка на скос; б — схема напряжений в зубчато-шиповом соединении 9.2.5 В клееных элементах из фанеры и древесины следует применять слои древесины шириной не более 100 мм при склеивании их с фанерой и не более 150 мм в примыканиях элементов под уг- лом от 30° до 45°. Допускается применение слоев древесины шириной более 100 мм при склеивании с фанерой при условии устройства в них компенсационных продольных прорезей шириной до 3 мм и глубиной до 1/2 толщины слоя. ТКП 45-5.05-146-2009 38 Таблица 9.1 — Значения коэффициентов условий работы зубчато-шипового соединения при склеивании вдоль волокон древесины в зависимости от основных параметров зубьев Значения коэффициента k os Значения коэффициента k ss Значения коэффициента k α1 Длина зуба l s , мм Длина зуба l s , мм Длина зуба l s , мм 50 32 50 32 50 32 Длина затупления зуба t s , мм Длина затупления зуба t s , мм Длина затупления зуба t s , мм Уклон зуба i 0,5 1,5 0,5 1,5 Угол α s , град 0,5 1,5 0,5 1,5 Угол α 1 , град 0,5 1,5 0,5 1,5 1:8 1,33 1,67 1,49 1,75 82,90 0,0300 0,0375 0,0413 0,0450 11,2 0,731 0,809 0,86 0,980 1:10 1,23 1,48 1,35 1,59 84,30 0,0225 0,0281 0,0300 0,0341 8,5 0,830 0,900 0,96 1,090 1:12 1,18 1,37 1,30 1,52 85,24 0,0187 0,0225 0,0225 0,0262 7,8 0,908 0,973 1,03 1,161 1:14 1,15 1,29 1,26 1,48 85,92 0,0157 0,0187 0,0172 0,0202 7,2 0,945 1,020 1,08 1,215 1:16 1,12 1,26 1,22 1,45 86,43 0,0135 0,0157 0,0150 0,0169 6,8 0,980 1,045 1,12 1,240 Примечание — При непосредственном сопряжении элементов под углом α i расчетные сопротивления в формулах (10.1) – (10.3) корректируются путем ум- ножения их на отношение ,0, , , / , i t d t d f f α причем , , i t d f α определяется по формуле (10.2). |