Файл: Ветрюк И.М. Конструкции из дерева и пластмасс учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 107

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Г л а в а I I I

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

§ 12. ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Расчет деревянных конструкций производится по методу пре­

дельных состояний. Предельным

называется такое состояние кон­

струкций,

при котором их дальнейшая эксплуатация становится

невозможной по причине:

 

 

а) потери способности сопротивляться внешним

воздейст­

виям нагрузки (превышение прочности или нарушение

устойчи­

вости) — 1-е предельное "состояние;

 

б) недопустимых деформаций (прогибов, колебаний) в пред­

положении

упругой работы

материала — 2-е предельное со­

стояние.

 

 

 

При расчете конструкций по предельному состоянию

принято

длительное сопротивление древесины, так как большинство дере­ вянных конструкций проектируется на длительную эксплуатацию. К нагрузкам длительного воздействия относятся постоянные на­ грузки, а также временные нагрузки от снега, ветра и др.

Внешние нагрузки как постоянные, так и временные, указан­ ные в нормах, в действительности могут изменяться, т. е. превы­ шать нормативные величины. Учет этого производится введением коэффициента перегрузки ( п > 1 ) , на который надо умножить нормативную нагрузку, чтобы получить расчетную.

Показатели прочности колеблются около средних величин, • устанавливаемых на основании испытаний большого числа стан­ дартных образцов.

Нормативные сопротивления древесины R H определяются по средним временным сопротивлениям (пределам прочности) R B p -

R*=RBP(l-2,2bCv),

где С, — коэффициент изменчивости.

Расчетные сопротивления R находят (с округлением) по нор­ мативному сопротивлению, деленному на коэффициент безопас­ ности k:

3 И. М. Ветрюк

33


Нормативные сопротивления R H чистой (без пороков) древе­ сины сосны и ели влажностью 15%, удовлетворяющей по каче­ ству требованиям п. 2.2 (СНиП П-В. 4—71), и соответствующие коэффициенты безопасности k для основных видов напряженного состояния приведены в табл. 8.

Табл. 8. Нормативные сопротивления R" и коэффициенты безопасности k древесины сосны и ели

Вид напряженного

состояния

*вр'

Су

Я".

k

 

 

 

 

кГ/смг

 

кГ/смг

 

Изгиб

 

 

 

750

0,15

500

3,8

Растяжение

вдоль волокон

 

1000

0,20

550

5,5

Сжатие и смятие вдоль волокон

400

0,13

284

2,2

Сжатие и смятие поперек волокон

47

0,13

33

1,8

Скалывание

вдоль

волокон

(сред­

 

 

 

 

нее)

 

 

 

68

0,20

40

3,3

Скалывание

поперек

волокон

(сред­

 

 

 

 

нее)

 

 

 

36

0,20

19

3,1

При расчете

деревянных

конструкций,

защищенных от

увлажнения и нагрева, на воздействие постоянной и временной

нагрузок

основные расчетные сопротивления сосны и ели при

стандартной влажности 15% принимаются по табл. 9.

Расчетные сопротивления для древесины других пород опре­

деляются

умножением основных

расчетных

сопротивлений

(табл.

9)

на соответствующие

коэффициенты,

приведенные

в табл.

10.

 

 

 

Учитывая температурно-влажностные условия эксплуатации деревянных конструкций, а также важность детализации этих условий для конструкций производственных, сельскохозяйствен­ ных зданий, проектом СНиП П-В. 4—71 по деревянным конструк­ циям введены группы конструкций, определяемые температурновлажностными условиями эксплуатации (табл. 11).

Расчетные сопротивления древесины различных групп кон­ струкций, находящихся в условиях повышенных температур или проверяемых на воздействие только постоянной нагрузки, умно­ жаются на коэффициенты условий работы (табл. 12).

Для конструкций, рассчитываемых с учетом воздействия кратковременных нагрузок (ветровая, монтажная, сейсмическая), расчетное сопротивление повышается умножением основных рас­ четных сопротивлений на коэффициенты условий работы (табл.13).

Для гнутых элементов конструкций основные расчетные со­ противления снижаются умножением на коэффициенты условий работы (табл. 14). ,

34


Табл. 9. Расчетные сопротивления R древесины сосны и ели, кГ/см2

Вид напряженного состояния и характеристика элементов

Изгиб:

а) все элементы, за исключением пп. «б» и «в»

б) элементы

прямоугольного сечения с

раз­

мерами

сторон 14 см

и более при высоте

сечения до 50 см

 

 

( Я и т и 1 =

130-1,15)

 

 

в) элементы

из круглых

лесоматериалов,

не

имеющие врезок в расчетном сечении

 

( Я „ т й 2 =

130

1,25)

 

 

Растяжение

вдоль волокон:

 

 

а) элементы, не имеющие ослабления в .рас­ четном сечении

б) элементы, имеющие ослабление в расчетном сечении

( Я р т р = 100 0,8)

Сжатие и смятие вдоль волокон

Сжатие и смятие во всей поверхности поперек волокон

Смятие местное поперек волокон:

а) в опорных плоскостях конструкций (^см90т см1 = 18X1,33)

б) в лобовых врубках ( ^ 9 0 ^ 2 = 1 8 X 1 , 6 5 )

в) под шайбами при углах смятия от 90 до 60° ( ^ « 9 0 ^ 3 = 1 8 X 2 , 2 )

Скалывание вдоль волокон при изгибе и в соеди­ нениях для максимального напряжения

( ^ « ^ = 1 2 X 2 )

Скалывание поперек волокон для максимального напряжения

(Яск90о т ск = 6 х 2 )

Обозначение

# и

^и т и 1

^И т И 2

ЯР

Rptrip

^с> ^см

^ с 9 0 ; ^см90

^CM90mcMl

^ с м 9 0 т с м 2

^см 9 0 т с м з

7?CKftzCK

с к 9 0 т с к

П р и м е ч а н и я : 1. Расчетное сопротивление местному смятию древесины поперек волокон на части длины (при длине незагруженных участков не менее длины площадки смятия и толщины элементов), за исключением случаев, оговоренных в п. 5, определяют по формуле

 

 

 

8

кГ/смг,

(3)

*см90 =

*с90

+ ' 'см + >'2

 

где Я с до расчетное сопротивление древесины сжатию и смятию по всей

поверхности

поперек волокон

(п. 4);

 

 

 

с м — длина площадки

смятия вдоль волокон древесины, см.

 

2. Расчетное сопротивление древесины

смятию и скалыванию под углом к волокнам

 

1 +

R *

.

 

W

 

 

1 sin» а

 

 

где R— расчетные сопротивления

смятию или скалыванию вдоль волокон;

 

Л« — то же, поперек волокон.

 

 

 

 

35

 


Табл. 10. Коэффициент перехода к расчетным сопротивлениям древесины разных пород по отношению к сосне и ели

 

 

 

Растяжение,

Сжатие

 

 

Породы

древесины

изгиб, сжатие

и смятие

Скалывание

 

и смятие

поперек

 

 

 

вдоль

волокон

 

 

 

 

волокон

 

 

 

Хвойные

 

 

 

Лиственница

 

1,2

1,2

1,0

Кедр сибирский

 

0,9

0,9

0,9

Пихта

 

 

0,8

0,8

0,8

Твердые

лиственные

 

 

 

Дуб

 

 

1,3

2,0

1,3

Ясень,

клен, граб

1,3

2,0

1,6

Акация

 

 

1,5

2,2

1,8

Береза,

бук

 

1,1

1,6

1,3

Вяз, ильм

 

1,0

1,6

1,0

Мягкие

лиственные

 

 

 

Ольха,

липа

 

0,8

1,3

1,1

Осина,

тополь

 

0,8

. 1,0

0,8

Модуль упругости древесины Е (вдоль волокон, независимо от породы), защищенной от увлажнения и нагрева, под действием

постоянной

и временной нагрузок

принимается

равным

100 000

кГ/см\

 

 

В

тех

случаях, когда конструкция

находится одновременно

под воздействием нескольких факторов (например, повышенные влажность и температура, постоянная нагрузка), расчетное со­ противление и модуль упругости древесины определяются умно­ жением их величин на все коэффициенты, учитывающие влияние указанных факторов.

Расчетные сопротивления стальных элементов для деревян­ ных конструкций принимаются по нормам расчета стальных кон­ струкций. Расчетные сопротивления стали для расчета тяжей и болтов, работающих на растяжение, в ненарезанной части сле­ дует принимать, как для прокатной стали соответствующей мар­ ки, а в нарезанной части (при расчете по площади нетто)— с вве­ дением коэффициента 0,8. Расчетные сопротивления стали для расчета двойных и тройных тяжей и болтов снижаются умноже­ нием на коэффициент 0,85.

Основные нормативные нагрузки и коэффициенты перегруз­ ки даны в табл. 15.

;зб


Группа

конст­

рукций

А1

А2

A3

Б1

Б2

В

П

Г2

Д1

Д2

Табл. 11. Группы деревянных консгрукций, определяемые температурно-влажностными условиями эксплуатации

Условия эксплуатации конструкций Примеры зданий и сооружений

 

Внутри

отапливаемых помещений

Производственные,

 

обще­

с

относительной

влажностью

возду­

ственные

и жилые здания

 

ха

не выше 60%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То

же,

60—75%

 

 

 

Производственные

здания

 

 

То же,

выше

75%

 

 

Производственные

здания

 

 

Внутри

неотапливаемых

помеще­

Складские

здания

 

 

 

ний без

источника

увлажнения

во­

 

 

 

 

 

 

 

дяными

парами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То

же,

с источником увлажнения

Животноводческие

здания

 

водяными

парами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

открытом

воздухе,

в

том

Опоры

воздушных

линий

числе в районах

с

расчетной

тем­

электропередач,

связи и освети­

пературой

ниже

минус 40° С

 

тельных

сетей

 

 

 

 

 

При соприкасании с грунтом

 

Шахтные

крепи,

шпалы

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

опоры,

устанавливаемые

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

грунт

 

 

 

 

 

 

 

В

грунте

 

 

 

 

Сваи

 

 

 

 

 

 

 

При

постоянном

увлажнении

ка-

Оросительная

система

гра­

пельно-жидкой влагой

 

 

дирен

 

 

 

 

 

 

 

В

воде

 

 

 

 

 

Гидротехнические

сооруже­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния

 

 

 

 

 

 

Табл. 12. Коэффициенты условия работы т в для конструкций различных групп, находящихся в условиях повышенной температуры, влажности или проверяемых на воздействие только постоянной

и временной длительной нагрузок

_ Группы конструкций

A l ,

А2,

Б1

 

 

1,0

 

 

A3,

Б2

 

 

 

0,9

 

 

В,

П

 

 

 

0,85

 

 

Г2,

Д 1 ,

Д2

 

 

0,75

 

 

 

П р и м е ч а н и е .

Коэффициенты, указанные в данной

таблице,

для всех

групп

кон­

струкций умножаются

на снижающие коэффициенты в следующих случаях:

 

д о +

 

а) при установившейся температуре воздуха в производственных помещениях от+35

50°С — на коэффициент

0,?;

 

расчетной

постоянной

 

б) когда усилия в

элементах (соединениях), возникающие от

и временной длительной нагрузок, превышают 0,8 расчетной

полной

нагрузки — на

коэф­

фициент

0,8.

 

 

 

 

 

37