Лекции и пособия / СП 5.05.01-2021 Деревянные конструкции

СП 5.05.01-2021

kamp — повышающий коэффициент, учитывающий влияние сдвига на прогиб в случае использования сплошных деревянных и клееных балок или влияние податливости соединения в случае использования механических связей; принимают по таблице 8.6;

EIjoist — изгибная жесткость балки, Н·мм2, рассчитываемая с использованием среднего значения

модуля упругости древесины балки E0mean; при включении настила в работу EIjoist — приведенный модуль упругости.

Таблица 8.6 — Значения коэффициента kamp

Значения дистрибутивного коэффициента kdist определяют по формуле

Примечания

1Изгибную жесткость (EI)l вычисляют с использованием среднего значения модуля упругости настила перекрытия, а неоднородности на концах перекрытия не учитывают.

2Если подшивка из гипсокартона крепится непосредственно к нижней поверхности балок перекрытия, то изгибная жесткость гипсокартонной подшивки может учитываться. Средний модуль упругости гипсокар-

тона принимают Eplasterboard 2000 Н/мм2.

8.2.7 Значение допустимой скорости VCd, м/с, вертикального перемещения перекрытия при воздействии импульса в 1 Н·с определяют по формуле

где bV — постоянная величина, определяющая значение реактивного импульса в зависимости от прогиба uCd перекрытия.

Значение bV определяют из выражений:

— при uCd 1 мм

— модальный декремент затухания колебаний перекрытия, который принимают равным 0,01, если не обоснована возможность принятия более высокого значения. Уточненные значения декремента допускается принимать по таблице 8.7.

57

СП 5.05.01-2021

Таблица 8.7 — Значения декремента затухания

Расчетные значения uCd и bV не должны выходить за рекомендуемые пределы, приведенные на рисунке 8.2 (зона под графиком).

1 — лучшие технические характеристики; 2 — худшие технические характеристики

Рисунок 8.2 — Рекомендуемые пределы зависимости между uCd и bV

Максимальную начальную скорость Vmax для прямоугольного в плане перекрытия размерами b l со свободным опиранием по четырем сторонам определяют по формуле

где n40 — расчетный коэффициент, учитывающий влияние форм колебаний с частотой до 40 Гц; определяют по формуле

8.2.8 В случае когда собственная частота колебаний перекрытия не превышает 8 Гц, возникающие от воздействия человека ускорения amax в точках перекрытия ограничиваются условием

Таблица 8.8 — Значения коэффициентов ряда Фурье в зависимости от величины собственной частоты колебаний fl перекрытия

9 Соединения элементов деревянных конструкций

9.1Общие правила

9.1.1В деревянных конструкциях допускается использовать следующие виды соединений:

—с непосредственным упором контактных поверхностей соединяемых элементов (примыкание

вопорных частях элементов, врубки и т. п.);

—на механических связях;

—на клеях.

9.1.2В соединениях с непосредственным упором контактных поверхностей соединяемых элементов усилия от одного элемента к другому передаются непосредственно через контактирующие поверхности с работой древесины на сжатие (смятие) вдоль, поперек или под углом к направлению волокон. В данном виде соединения элементов могут возникать случаи скалывания древесины элемента вдоль волокон.

9.1.3В соединениях на механических связях различного вида усилия от одного элемента к другому передаются через рабочую механическую связь (цилиндрические нагели, металлические зубчатые пластины, шпонки, гвозди, шурупы, винты, скобы). Соединения на механических связях относят к податливым.

Механические связи различных видов в соединениях элементов деревянных конструкций изготавливают из твердых пород древесины, стали, различных сплавов или пластмасс, которые могут вставляться, врезаться, ввинчиваться или запрессовываться в древесину соединяемых элементов.

9.1.4Клеевые соединения элементов деревянных конструкций выполняют с использованием клея, наносимого на контактирующие поверхности соединяемых элементов или элементов, используемых

вкачестве соединительной связи (накладки из древесины или материалов на ее основе, стали, пластика). Такие соединения относят к жестким.

59

СП 5.05.01-2021

9.1.5Не рекомендуется применять в конструкции соединения, где часть усилия передается посредством контактных площадок, а часть — через механическую связь.

9.1.6Соединения элементов деревянных конструкций должны быть проверены по предельным состояниям несущей способности в постоянных и переходных расчетных ситуациях и предельным состояниям эксплуатационной пригодности.

9.1.7Проверка соединений по предельным состояниям несущей способности заключается в срав-

нении расчетных значений усилий(-ия) (момента MEd, осевого усилия NEd или усилия сдвига VEd), действующих на элементы соединения, вызванных воздействиями на конструкцию, и расчетного значения несущей способности соединения или его элемента.

Действующее на соединение (связь) усилие не должно превышать расчетную несущую способность соединения (связи).

9.1.8Расчетное значение несущей способности Fv,Rd одного крепежного элемента соединения

на одну плоскость сдвига в зависимости от вида связи определяют как минимальное значение из следующих условий:

— сжатия (смятия) древесины под углом к волокнам соединяемых элементов или соединительной детали F1f ,Rd;

—сдвига (скалывания) древесины соединяемых элементов или соединительной детали F1v,Rd;

—изгиба соединительной детали F1fm1Rd.

9.1.9Расчет соединений по предельным состояниям эксплуатационной пригодности производят

сцелью определения перемещений (жесткости/податливости) и необходимости их учета при расчете начальных и полных перемещений конструкции, а также оценки необходимости учета податливости соединений при определении окончательного распределения усилий в элементах конструкции.

9.2 Соединения элементов на врубках

9.2.1 Узловые соединения элементов из брусьев или бревен на лобовых врубках следует выполнять с одним зубом (рисунок 9.1).

b

Nc,Ed

б)

90°

Рисунок 9.1 — Соединения элементов на врубках: а — из брусьев; б — из бревен

60

СП 5.05.01-2021

Рабочая плоскость смятия во врубках при соединении элементов, не испытывающих поперечного изгиба, должна быть расположена перпендикулярно оси примыкающего сжатого элемента. Если примыкающий элемент помимо сжатия испытывает поперечный изгиб, рабочую плоскость сжатия во врубке следует располагать перпендикулярно равнодействующей осевой и поперечной сил. Угол примыкания между сжатым и растянутым элементами не должен превышать 45 .

Элементы, соединяемые на лобовых врубках, должны быть стянуты болтами (рисунок 9.1). 9.2.2 При проверке соединений элементов на лобовых врубках должно соблюдаться условие

Nmin,Rd — минимальное расчетное значение несущей способности узлового соединения.

Nmin,Rd принимают равным минимальному значению, определенному из трех условий:

—прочности древесины при сжатии под углом к направлению волокон по контактной площадке;

—прочности древесины при растяжении вдоль волокон в поперечном сечении растянутого элемента;

—прочности древесины при сдвиге по направлению волокон в поперечном сечении растянутого элемента.

Nc, ,Rd

Nmin,Rd min Nt,Rd , (9.2)

Vd

где Nc, ,Rd — расчетное значение несущей способности упорной площадки растянутого элемента;

определяют из условия прочности древесины при сжатии под углом к направлению волокон (рисунок9.1) по формуле (9.3);

Nt,Rd — расчетное значение несущей способности растянутого элемента соединения в ослаб-

ленном врубкой поперечном сечении; определяют из условия прочности древесины при растяжении вдоль волокон по формуле (9.4);

Vd — расчетное значение несущей способности элемента соединения; определяют из условия прочности древесины при скалывании вдоль волокон по формуле (9.6).

СП 5.05.01-2021

9.2.4 Расчетное значение несущей способности соединения Vd при сдвиге в поперечном сечении растянутого элемента узла определяют по формуле

где fv,d — расчетное значение прочности древесины при сдвиге вдоль волокон; определяют по фор-

муле (7.28);

kv1 — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений сдвига по длине

площадки скалывания в растянутом элементе; принимают равным 0,25; lv — расчетная длина плоскости скалывания;

e — эксцентриситет; принимают равным 0,5 (h h1).

9.2.5Длину плоскости скалывания lv лобовых врубок следует принимать не менее 1,5h, где h — полная высота сечения скалываемого элемента, и не более 10h1.

Глубину врубки h1 следует принимать не более 1/3h в промежуточных узлах сквозных конструкций и не более 1/4h в остальных случаях, при этом глубина врубок h1 в брусьях должна быть не менее 2 см, а в круглых лесоматериалах — не менее 3 см.

9.2.6В случаях когда соединение элементов выполнено с использованием врезок, устраиваемых на некотором удалении от торцов соединяемых элементов, и передача усилий от одного элемента

кдругому осуществляется через упорные наклонные под углом к волокнам площадки (узлы крепления колонн к фундаменту, узлы стыков растянутых поясов стропильных ферм и т. п.), действующее

на соединение усилие NEd не должно превышать минимальное расчетное значение несущей способности соединения Nmin,Rd (рисунок 9.2).

Рисунок 9.2 — Врезки в элементах соединений: а — несимметричная; б — симметричная;

в, г — схемы скалывания в соединениях

9.2.7 Минимальное расчетное значение несущей способности соединения Nmin,Rd с врезкой определяют как для врубок, за исключением значений коэффициента kv1.

При расчете соединений, работающих по схеме, приведенной на рисунке 9.2 г), kv1 0,25, а по схеме согласно рисунку 9.2 в) — kv1 0,125. Плечо сил сдвига e при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (рисунок 9.2 а)) принимают равным 0,5h, а для симметрично нагруженных элементов с симметричной врезкой (рисунок 9.2 б)) — 0,25h (где h — полная высота поперечного сечения элемента). Для врезок отношение lef,v / e должно быть не менее 3.

9.3 Соединения нагельного типа

9.3.1 К металлическим нагелям относят болты, гвозди, дюбеля, винты, шурупы, шпильки

ит. п. в соединениях, работающих на сдвиг (рисунок 9.3).

9.3.2В настоящих строительных правилах при расчете соединений на металлических нагелях принято, что в соединении раньше наступит нелинейное разрушение (смятие древесины в нагельном гнезде, изгиб нагеля), а затем только хрупкое разрушение (раскалывание древесины нагелем). Последнее исключается путем соблюдения правил расстановки нагелей, приведенных в 9.3.15.

62

Рисунок 9.3 — Схемы соединений по конструктивному сочетанию нагелей

исоединяемых деревянных элементов:

а— симметричные;

б — несимметричные

Рисунок 9.4 — Схемы соединений элементов на нагелях:

a, б, в — примеры соединений с одной плоскостью сдвига по отношению к нагелю;

г— пример с двумя плоскостями среза по нагелю

9.3.3Для соединений нагельного типа принята жестко-пластическая модель. Согласно этой модели соединенные между собой элементы из древесины или материалов на ее основе посредством нагелей работают как абсолютно жестко-пластичные материалы.

9.3.4Несущую способность Fv,ef ,Rd однорядного соединения с одной плоскостью сдвига и распо-

ложением нагелей по направлению волокон определяют по формуле

где Fv,Rd — расчетное значение несущей способности для одного среза нагеля в ряду соединения; nef — расчетное число нагелей в ряду, параллельном направлению волокон.

9.3.5 Расчетное значение несущей способности Fv,Rd для одного среза нагеля в соединении определяют по формуле

2021-01.05.5 СП

2021-01.05.5 СП