Расчет деревянных элементов, работающих на центральное растяжение; центральное сжатие

Растянутые элементы – это нижние пояса ферм, затяжки арок и стержни других сквозных конструкций.

Работа деревянных элементов при растяжении является наиболее ответственной и растянутые элементы надо изготовлять, как правило, из наиболее прочной древесины 1 сорта. Но при отсутствии такого материала допускается в мало напряженных элементах применять древесину 2 сорта. Прочность растянутых элементов в тех местах, где они ослаблены отверстиями или врезками, снижается в результате дополнительной концентрации напряжений у их краев. Это учитывается коэффициентом k o = 0,8 к расчетному сопротивлению древесины. Поэтому при определении ослабленной площади сечения A inf все ослабления на этой длине суммируются, как бы совмещаются в одном сечении.

Расчет центрально-растянутых элементов по прочности производится по формуле:

σ_t,0,d= N_d/A_inf <= f_t,0,d, где Nd — расчетная продольная сила; Ainf — площадь поперечного сечения элемента нетто

f_t,0,d – расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон

По 2-й группе предельных состояний (по деформациям) растянутые элементы не проверяются.

Расчет сжатых элементов

На сжатие работают стойки, подкосы, верхние пояса и отдельные стержни ферм и других сквозных конструкций. Пороки древесины воспринимают часть сжимающих напряжений. Поэтому сжатые элементы рекомендуется изготовлять из древесины II сорта.

Расчет центрально-сжатых элементов производится по формуле на прочность σ_с,0,d <= f_с,0,d,

σ_с,0,d <= k_cf_с,0,d, где σ_с,0,d = N_d/A_d

A_d — расчетная площадь поперечного сечения, принимаемая равной:

— площади сечения брутто (A_sup), если ослабления не выходят на кромки и площадь ослабления не превышает 25 %;

— площади сечения нетто (A_inf), с коэффициентом 4/3, если ослабления не выходят на кромки и площадь ослабления превышает 25 %;

— площади сечения нетто (A_inf), если ослабления выходят на кромки;

k_c — коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости элемента. k_c=1-с() при ,с=0,8 ,

k_c= при ,С=3000

Гибкость элементов цельного, постоянного по длине сечения определяется по формуле где l _d — расчетная длина элемента;i — радиус инерции сечения элемента в направлении соответствующей оси. Расчетную длину элемента (l _d) следует определять умножением его свободной длины (l) на коэффициент (m₀), учитывающий закрепление элемента и нагрузку, действующую на элемент l _d = m₀ l. Коэффициент (m₀) следует принимать по таблице СНБ.

Изгибаемые элементы – это балки, настилы, обшивки.

Изгибаемые элементы, изготавливаются из древесины 2 сорта, в малоответственных элементах можно использовать древесину 3 сорта, т. к. они работают надежно и предупреждают об опасности разрушения заранее большими прогибами. Расчет изгибаемых элементов, устойчивость которых обеспечена, производится по формуле: :, где f_m,,d — соответствующие значения расчетных сопротивлений изгибу;M_d — расчетный изгибающий момент относительно соответствующей оси; W_d — расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента относительно соответствующей оси и принимаемый для цельных элементов W_d = W_inf. При определении (W_inf) ослабления сечений, расположенные на участке элемента до 0,2 м, принимать совмещенными в одном сечении. Для изгибаемых элементов, не имеющих постоянного подкрепления сжатой кромки из плоскости изгиба, следует также провести проверку на устойчивость плоской формы деформирования: , где M_max — максимальный изгибающий момент на рассматриваемом участке l_m; W_sup —момент сопротивления брутто на том же участке, k_inst — коэффициент устойчивости изгибаемого элемента.Для изгибаемых элементов прямоугольного постоянного сечения, шарнирно закрепленных от смещения из плоскости изгиба и закрепленных от поворота вокруг продольной оси в опорных сечениях, (k_inst) определяется по ф-ле: ,где l _m — расстояние между опорными сечениями элемента, а при закреплении сжатой кромки элемента в промежуточных точках от смещения из плоскости изгиба — расстояние между этими точками; b — ширина поперечного сечения;

h — максимальная высота поперечного сечения на участке (l _m);

k_f — коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке (l _m), определяемый по таблице СНБ.