книги / Проектирование и расчет элементов деревянных конструкций

По сортаменту предварительно принимаем сечение 125 х 175 с геометрическими ха­ рактеристиками :

F = 218,8 см2; J x = 5583 см4; Wx = 638 см3

Согласно п. 4.17 [2] коэффициент продольного изгиба

Условие прочности не выполняется с двукратным перенапряжением, поэтому увели­ чиваем размеры сечения. Принимаем сечение 175 х 175 с геометрическими характеристи­

ками:

F = 306,3 см2; Wx = 893 см3

В этом случае коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной

силы,

Условие прочности выполняется - сечение подобрано правильно. Устойчивость верхнего пояса из плоскости проверять нет необходимости, так как он раскреплен пане­ лями покрытия.

31

1 .8 . Р а с т я н у т о - и з г и б а е м ы е э л е м е н т ы

В р а с ч е т в в о д и т с я о т н о ш е н и е р а с ч е т н о г о с о п р о т и в л е н и я р а с т я ж е н и я к

р а с ч е т н о м у с о п р о т и в л е н и ю и з г и б у (Я р / я и ), п о з в о л я ю щ е е п р и в е с т и н а п р я ­

ж е н и я о т и з г и б а к о б щ е м у з н а ч е н и ю , ч т о н е о б х о д и м о д л я с р а в н е н и я е г о с

р а с ч е т н ы м с о п р о т и в л е н и е м д р е в е с и н ы н а р а с т я ж е н и е .

Р а з г р у ж а ю щ и й м о м е н т о б р а т н о г о з н а к а о т д е й с т в и я п р о д о л ь н о й с и л ы в

р а с ч е т е н е у ч и т ы в а е т с я в з а п а с п р о ч н о с т и .

Р а с т я н у т о -и з г и б а е м ы е э л е м е н т ы , к а к и р а с т я н у т ы е , н е о б х о д и м о п р о е к ­

т и р о в а т ь и з п и л о м а т е р и а л о в 1 -го с о р т а .

В р е а л ь н ы х к о н с т р у к ц и я х н е о б х о д и м о и з б е г а т ь п о я в л е н и я т а к о г о с л о ж ­

н о г о н а п р я ж е н н о г о с о с т о я н и я , н е д о п у с к а т ь п р и л о ж е н и я н а г р у з к и в н е у з л о в .

П ри м ер 1.9. П р о в ер и ть п р о ч н о сть н и ж н его п ояса стр о п и л ьн о й фермы . Исходные данные. Условие эксплуатации - А2. М атериал пояса - ель 1-го сорта. Се­

чение 150x175 (рис. 1.9). К нижнему поясу подвешено технологическое оборудование

3 2

/ п := 3,75 м

Эпюра М

Рис. 1.9. К расчету нижнего пояса фермы:

а - схема приложения сосредоточенной нагрузки к нижнему поясу стропильной фермы; б - расчетная схема элемента нижнего пояса; в - вид поперечного сечения

вместе подвески оборудования

Площ адь поперечного сечения нетто пояса

FHT= b ( h - 2 - d ) = \ 5 {\7,5 - 2 - 1 ,б) = 214,5 см2

П рочность нижнего пояса при такой схеме подвески оборудования не обеспечена.

33

1 .9 . С м я т и е д р е в е с и н ы п о п е р е к в о л о к о н

Рис. 1.10. К определению размеров шайбы

Порядок р а с ч е та . Расчет на смятие поперек волокон производится по формуле

Пси

°см90 ~ Fcm ^ Лсм90 ,

отсюда требуемая площ адь смятия

F i p = - ^ - = 10/0,4 = 25 см2, Лсм90

где /?см90 - расчетное сопротивление древесины смятию поперек волокон, принимаемое по п. 46 табл. 3 СНиП [2], /?См90= 0,4 кН/см для местного смятия под ш айбами. Принима­ ем квадратную ш айбу размерами 5x5 см.

3 4

•^см90

г д е а - у г о л м е ж д у н а п р а в л е н и е м у с и л и я и н а п р а в л е н и е м в о л о к о н .

1 .1 1 . С к а л ы в а н и е д р е в е с и н ы

С к а л ы в а н и е д р е в е с и н ы я в л я е т с я н а и б о л е е о п а с н ы м в и д о м р а б о т ы . С к а ­

л ы в а н и е м о ж е т п р о и с х о д и т ь о т д е й с т в и я с к а л ы в а ю щ и х с и л в д о л ь в о л о к о н

и л и п о д у г л о м к в о л о к н а м , а т а к ж е о т д е й с т в и я к а с а т е л ь н ы х н а п р я ж е н и й п р и

р и н а с е ч е н и я , с м 2; R CK - р а с ч е т н о е с о п р о т и в л е н и е с к а л ы в а н и ю п р и и з г и б е ,

М П а ;

- п р и р а с ч е т е с о е д и н е н и й э л е м е н т о в д е р е в я н н ы х к о н с т р у к ц и й п р и д е й ­

с т в и и с к а л ы в а ю щ и х с и л (в л о б о в ы х в р у б к а х ) п о ф о р м у л е

35

е - п л е ч о с и л с к а л ы в а н и я , е = 0 ,5 h , h - п о л н а я в ы с о т а п о п е р е ч н о г о с е ч е н и я ;

Р - к о э ф ф и ц и е н т , з а в и с я щ и й о т в и д а с к а л ы в а н и я : п р и о д н о с т о р о н н е м с к а ­

Д л я п о в ы ш е н и я н а д е ж н о с т и с о е д и н е н и й , р а б о т а ю щ и х н а с к а л ы в а н и е ,

п р и п р о е к т и р о в а н и и н е о б х о д и м о п р е д у с м а т р и в а т ь п р и ж и м с к а л ы в а е м о й ч а с ­

ти п о п е р е ч н о й с и л о й .

3 6

2 . Р А С Ч Е Т С О Е Д И Н Е Н И Й Э Л Е М Е Н Т О В Д Е Р Е В Я Н Н Ы Х

К О Н С Т Р У К Ц И Й

2 .1 . О б щ и е с в е д е н и я

Р а з м е р ы д е р е в я н н ы х э л е м е н т о в и п и л о м а т е р и а л о в д л я и з г о т о в л е н и я

к о н с т р у к ц и й о г р а н и ч е н ы , п о э т о м у д л я у в е л и ч е н и я р а з м е р о в и с о з д а н и я у з л о в ы х с о е д и н е н и й п р и б е г а ю т к с о е д и н е н и ю д о с о к , б р е в е н и б р у с ь е в м е ж д у

с о б о й .

С о е д и н е н и е п о д л и н е н а з ы в а е т с я с р а щ и в а н и е м ; п о ш и р и н е -

с п л а ч и в а н и е м ; п о д р а з л и ч н ы м и у г л а м и - у з л о в ы м и с о п р я ж е н и я м и .

С о е д и н е н и я э л е м е н т о в п р о и з в о д я т с я с п о м о щ ь ю р а з л и ч н о г о р о д а

с в я з е й . В с о е д и н е н и я х с в я з и р а б о т а ю т п р е и м у щ е с т в е н н о :

- в ы д е р г и в а н и е (ш уруп ы , г в о зд и );

- р а с т я ж е н и е ( т я ж и , н а к л а д к и , х о м у т ы , б о л т ы ) ;

- н а с д в и г (к л е е в ы е с о е д и н е н и я );

- н а п р е д о т в р а щ е н и е с л у ч ай н ы х с м е щ е н и й и з п л о с к о с т и с о е д и н я е м ы х

э л е м е н т о в (а в а р и й н ы е с в я зи : б о л т ы , ск о б ы , х о м у т ы и д р .).

п р и м е н я ю т с я н о в ы е в и д ы с о е д и н е н и й . Н а п р и м е р , в у з л о в ы х с о е д и н е н и я х

э л е м е н т о в д е р е в я н н ы х ф е р м и с п о л ь з у ю т н а г е л ь н ы е с о е д и н е н и я « Г р э й м »

к о н с т р у и р о в а н и и у з л о в д о щ а т ы х ф е р м и р а м п р и м е н я ю т с я м е т а л л и ч е с к и е

3 7

Рис. 2.1. Традиционные виды соединений элементов

деревянных конструкций:

а - лобовая врубка с одним зубом; б - лобовой упор; в - ш понки;

болты; и - клеевые соединения досок по пласти

38

Рис. 2.2. Новые виды соединений элементов деревянных конструкций: а - узловые соединения на стальных пластинках типа «Грэйм»; б - узловые

соединения на металлических зубчатых пластинах типа «Гэнг-Нейл»; в - соединения на вклеенных арматурных стержнях (сварка условно не

показана)

3 9

О с н о в н ы е п р а в и л а к о н с т р у и р о в а н и я с о е д и н е н и й :

- о с л а б л е н и е с е ч е н и я э л е м е н т о в с в я з я м и д о л ж н о б ы т ь м и н и м а л ь н ы м ,

п р и э т о м в о д н о м с о е д и н е н и и н е р е к о м е н д у е т с я и с п о л ь з о в а т ь р а з н ы е т и п ы с в я з е й в в и д у и х р а з л и ч н о й п о д а т л и в о с т и ;

- в с о е д и н е н и я х р а с т я н у т ы х э л е м е н т о в н е о б х о д и м о с о б л ю д а т ь п р и н ­

ц и п д р о б н о с т и , т .е . р а с п р е д е л я т ь у с и л и я н а б о л ь ш е е ч и с л о с в я з е й д л я

у в е л и ч е н и я п л о с к о с т е й с к а л ы в а н и я ;

- с в я з и р а з м е щ а ю т с я с и м м е т р и ч н о о т н о с и т е л ь н о о с и э л е м е н т а и н е

и с п о л ь з о в а н и и и х р а с ч е т н о й н е с у щ е й с п о с о б н о с т и н е д о л ж н ы п р е в ы ш а т ь

с л е д у ю щ и х в е л и ч и н (м м ): в л о б о в ы х в р у б к а х - 1,5; д л я н а г е л ь н ы х

с о е д и н е н и й в с е х в и д о в - 2 ,0 ; в п р и м ы к а н и я х п о п е р е к в о л о к о н - 3 ,0 ; в

к л е е в ы х с о е д и н е н и я х - 0 ,0 .

2 .2 . Л о б о в ы е в р у б к и

В р у б к о й н а з ы в а е т с я п р и м ы к а н и е с ж а т о г о э л е м е н т а к р а с т я н у т о м у п о д

и з г о т о в л е н и я п о ш а б л о н а м , п р а к т и ч е с к о е о т с у т с т в и е м е т а л л и ч е с к и х д е т а л е й .

Н е д о с т а т к и в р у б о к : п е р е д а ю т т о л ь к о с ж и м а ю щ и е у с и л и я , о с л а б л я ю т с е ч е н и е

р а с т я н у т о г о э л е м е н т а в р е з к о й , р а з р у ш а ю т с я о т с к а л ы в а н и я , п р и э т о м р а з р у ш е н и е и м е е т х р у п к и й в н е з а п н ы й х а р а к т е р . К л а с с и ч е с к и м п р и м е р о м

л о б о в о й в р у б к и с о д н и м з у б о м я в л я е т с я к о н с т р у к ц и я о п о р н о г о у з л а

т р е у г о л ь н о й б р у с ч а т о й ф е р м ы (р и с . 2 .3 ). П р и м е н я ю т с я т а к ж е л о б о в ы е

в р у б к и с д в у м я и л и т р е м я з у б ь я м и .

4 0