Список сокращений и определений

А. Г. Черных, В. Е. Бызов

Краткий курс лекций

«Международная нормативная база

Проектирования (Еврокоды)»

 

 

Учебное пособие

 

Санкт-Петербург

УДК 624.01:674.028.9.63

 

Рецензенты: д-р техн. наук А. Я. Найчук (филиал РУП «Институт БелНИИС» - Научно-технический центр, г. Брест; канд. техн. наук, доцент

Л. П. Каратеев (СПб ГАСУ)

 

Черных, А. Г.

Краткий курс лекций «Международная нормативная база проектирования (Еврокоды)»/ А. Г.Черных, В. Е. Бызов; СПбГАСУ. СПб., 2013. – с.

 

ISBN

 

Составлено в соответствии с учебным планом по направлению подготовки 270800 – строительство и магистерской программе «Теория и проектирования конструкций из дерева и пластмасс».

Предназначено для магистров II курса дневной формы обучения. Даёт возможность познакомиться с методами проектирования строительных конструкций по европейским нормам. Особое внимание обращено на принципы проектирования деревянных конструкций по европейским нормам EN 1995 Еврокод 5 «Деревянные конструкции. Проектирование, расчёты, параметры»

 

 

Табл. 12. Ил. 19. Библиогр.: 28 назв.

 

 

Рекомендовано Редакционно-издательским советом СПбГАСУ в качестве учебного пособия.

ISBN

Ó А. Г.Черных, В. Е. Бызов, 2013

Ó Санкт-Петербургский государственный

архитектурно-строительный университет, 2013

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Список сокращений и определений ………………………………. 5

ЧАСТЬ I. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ СТРОИТЕЛЬНЫХ

КОНСТРУКЦИЙ ПО РОССИЙСКИМ И ЕВРОПЕЙСКИМ НОРМАМ

Лекция 1. Основы расчёта строительных конструкций по отечественным

нормам ………………………………………………………………. 6

Лекция 2. Реализация программы Еврокодов. Основные положения

расчёта по международным европейским техническим нормам … 9

Лекция 3. Основы проектирования по европейскому стандарту

EN 1990:2011 «Основы строительного проектирования» ………. 15

Лекция 4. Принципы проектирования деревянных конструкций по предельным состояниям несущей способности в соответствии с требованиями европейских стандартов ………………………………. 20

Лекция 5. Принципы проектирования деревянных конструкций по предельным состояниям эксплуатационной пригодности в соответствии с требованиями европейских стандартов ……………………... 22

Лекция 6. Принципы проектирования принятые в европейских нормах... 25

ЧАСТЬ II. РАСЧЁТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Лекция 7. Расчёт несущей способности элементов деревянных конструкций нагруженных в одном основном направлении или комбинированном нагружении ……………………………………………….. 31

Раздел 7.1. Расчёт поперечных сечений, испытывающих напряжения

в одномосновном направлении …………………………………… 31

Раздел 7.2. Расчёт поперечных сечений элементов деревянных конструкций при комбинированном нагружении ……………………….. 35

Лекция 8. Устойчивость элементов в конструкциях ………………… 36

Раздел 8.1. Колонны, испытывающие сжатие или сжатие с изгибом … 37

Раздел 8.2. Балки, испытывающие изгиб или сжатие с изгибом …………… 38

Лекция 9. Расчёт поперечных сечений с варьируемыми поперечными сечени-

ями или криволинейным очертанием ………………………………………… 40

Раздел 9.1. Односкатные балки ……………………………………………….. 40

Раздел 9.2. Двухскатные, криволинейные балки и балки большой кривизны 41

Лекция 10. Соединения на металлических крепёжных деталях ……………. 44

Раздел 10.1. Несущая способность на сдвиг соединений на металлических

нагелях ………48

Раздел 10.2. Соединения на гвоздях …………………………………………... 49

Раздел 10.3. Соединения на скобах ……………………………………………. 54

Раздел 10.4. Болтовые соединения …………………………………………….. 56

Раздел 10.5. Винтовые соединения …………………………………………….. 58

Лекция 11. Сопоставление российских и европейских норм проектирования.

Создание гармонизированных систем технического регулирования в строи-

тельстве …………………………………………………………………………… 59

Список литературы ……………………………………………………………… 66

Лекция 2

Лекция 3

Лекция 4

Принципы проектирования деревянных конструкций по предельным состояниям несущей способности в соответствии с требованиями европейских стандартов

 

Согласно Еврокод 5 расчёт деревянных конструкций производится в соответствии с общими правилами, приведёнными в EN 1990 основы строительного проектирования. Базовые требования раздела 2 этого европейского стандарта считаются достаточными при проектировании деревянных конструкций, когда применяется расчёт по предельным состояниям в сочетании с методом частных коэффициентов для различных воздействий нагрузок и их сочетаний, приведённых в EN 1990 и EN 1991. Дополнительно к этому в EN 1995 приведены методы расчётов на устойчивость, а также положения по пригодности к эксплуатации и долговечности деревянных конструкций.

Как указано в EN 1990 и национальном стандарте Еврокод 0 при проектировании следует различать предельные состояния по несущей способности ипредельные состояния по эксплуатационной пригодности. Допускается не проводить проверку по одной из двух категорий предельныхсостояний при условии, что имеется достаточно данных, указывающих на то,что опущенная проверка удовлетворяется проведенными расчетами.Предельные состояния должны быть связаны с расчетными ситуациями.

Расчетные ситуации следует определять с учетом условий,при которых сооружение обязано выполнять свои функции.Расчетные ситуации классифицируются следующим образом:

- постоянные расчетные ситуации, которые соответствуют условиям нормальной эксплуатации;

- переходные (временные) проектные ситуации, которые соответствуют временным условиям, например, во время строительства или ремонта;

- аварийные расчетные ситуации, которые относятся к исключительным условиям или к случаям, когда сооружение подвергается, например, пожару, взрыву, удару или последствиям локального разрушения;

- сейсмические расчетные ситуации, которые соответствуют сейсмическим воздействиям.

Рассматриваемые расчетные ситуации должны включить все неблагоприятные условия, которые могут произойти во время строительства и эксплуатации сооружения.

Предельные состояния, которые связанны сбезопасностью людей, и/илибезопасностью сооружениядолжны быть классифицированы как предельные состояния по несущей способности.

При определенных обстоятельствах предельные состояния, которые связаныс сохранностью содержимого в здании, должны рассматриваться как предельные состояния по несущей способности.Эти обстоятельства в каждом отдельном случае определяютсясовместно с заказчиком и с учетом соответствующего законодательства.Состояния, предшествующие непосредственному разрушению конструкций,которые, для простоты, рассматриваются вместо самого разрушения, можнорассматривать как предельные состояния по несущей конструкции.

Критические предельные состояния должны быть учтены в случае потери равновесия сооружения или любой его части, рассматриваемой кактвердое тело, разрушением, связанным с большими деформациями и потерей устойчивости сооружения или любой его части, включая опоры и фундаменты, разрушением, вызванное усталостью или другими эффектами, зависящими отвремени.Для различных предельных состояний по несущей способности используются наборы коэффициентов надежности, п.п. 6.4.1.

В EN 1995 Еврокеде 5 указано, что при расчёте по предельным состояниям расчётные модели для различных типов предельных состояний должны учитывать следующее: различные свойства материала, например модуль упругости, прочность и вид разрушения; поведение материалов с учётом фактора времени (ползучесть); различные климатические условия (температура, влажность, вибрации); различные расчётные ситуации (этапы строительства, изменение условий опирания). При проведении структурного анализа используют следующие свойства жёсткости элементов конструкций:

- для линейно-упругого анализа первого порядка, при котором внутренние силы не зависят от распределения жёсткости внутри элемента, то есть если элементы имеют те же зависящие от времени свойства, принимаются средние значения;

- для линейно-упругого анализа первого порядка, при котором внутренние силы зависят от распределения жёсткости внутри элемента (для композитов, состоящих из материалов, с различными зависящими от времени свойствами), окончательно принимаются значения соответствующие нагрузке, вызывающей наибольшее напряжение по отношению к прочности;

- для линейно-упругого анализа второго порядка, принимаются расчётные значения, не учитывающие длительность действия нагрузки.

Для расчётов по предельным состояниям в тех случаях, когда распределение усилий и моментов обусловлено распределением жесткостей в конструкции, окончательно среднее значение модуля упругости , модуля сдвига , и модуля скольжения , используемых в расчётах конечной деформации следует принимать согласно следующим выражениям:

, , ,

где – среднее значение модуля упругости; – среднее значение модуля сдвига – модуль скольжения; – коэффициент определения деформации ползучести, учитывающий соответствующий класс эксплуатации; – коэффициент для практически постоянного значения воздействия, вызывающего наибольшее напряжение по отношению к прочности. Еслиэто постоянное воздействие, принимается равным 1,0. Значения приведены в табл.3.2 Еврокода 5. Значения приведены в EN 1990:2002.

Модуль скольжения учитывает узловое проскальзывание. Для узлов с использованием крепёжных деталей дюбельного типа модуль скольжения в плоскости сдвига для одной крепёжной детали при эксплуатационной нагрузке берётся из таблицы 7.1EN1995 в зависимости от типа крепёжной детали, значений и или . Значения установлены в EN 13271. В EN 26891 вместо символа используется символ .Модуль скольжения для предельного состояния рассчитывают по формуле:

,

где – мгновенный модуль скольжения.

 

Лекция 5

Принципы проектирования деревянных конструкций по предельным состояниям эксплуатационной пригодности в соответствии с требованиями европейских стандартов

 

Предельные состояния, связанные с функционированием сооружения или его конструктивных элементов в условиях нормальной эксплуатации, комфортом людей и внешним видом строений, классифицируются как предельные состояния эксплуатационной пригодности.Термин «внешний вид» включает в себя большой прогиб и обширное трещинообразование, но не эстетические критерии. Как правило, требования к эксплуатационной пригодности определяются отдельно для каждого проекта.Следует различать обратимые и необратимые предельные состояния эксплуатационной пригодности.

При проверке по предельным состояниям по эксплуатационной надежностинеобходимо учитывать следующие явления:

a) деформации, которые влияют навнешний вид сооружения, комфорт посетителей, функционирование сооружения (включая функционирование машин илислужб) и могут вызвать повреждение отделки или ненесущих элементов конструкции;

б) вибрации, которыепричиняют дискомфорт людям и функционально ограничивают эффективность эксплуатации сооружения;

в) повреждения, которые, предположительно, отрицательно воздействуют навнешний вид,долговечность илифункционирование сооружения.

Дополнительные положения, связанные критериями эксплуатационной пригодности, даны в Еврокодах EN 1992 – EN 1999.В EN 1995 Еврокод 5 указано, что деформация сооружения, которая может произойти в результате таких воздействий как осевые или сдвигающие усилия, изгибающие моменты и узловые скольжения, а также от влажности, должна оставаться в пределах соответствующих границ с учётом возможности повреждения поверхности материалов, потолков, перекрытий, перегородок и отделочных материалов, функциональных потребностей и требованиями внешнего вида.

В Европейском стандарте EN 1995 проведена конкретизация требований по расчёту по предельным состояния эксплуатационной пригодности для деревянных конструкций, в частности требований по деформациям.

Деформация сооружения, которая может произойти в результате воздействий (таких как осевые и сдвигающие усилия, изгибающие моменты и узловые скольжения), а также от влажности, должна оставаться в пределах соответствующих границ с учетом вероятной возможности повреждения поверхности материалов, потолков, перекрытий, перегородок и отделочных материалов, и функциональных потребностей наряду с требованиями в отношении внешнего вида.Мгновенная деформация (см. рис.3) может быть определена для нормативногосочетания воздействий с использованием среднего значения соответствующего модуля упругости, модуля сдвига и модуля скольжения, как указано в п.п. 6.5.3(2)а EN 1990.

Примечание. Нормативное сочетание, как правило, используется для необратимых предельных состояний.

Окончательная деформация (см.рис.3) может быть рассчитана для практически постоянной комбинации воздействий согласно 6.5.3(2)с EN 1990.

Рис. 3. Компоненты прогиба

 

Для компонентов прогиба применены следующие обозначения:

w _c предварительная кривизна (строительный подъем), если таковой применяется;

w_inst мгновенный прогиб;

w_creep прогиб от ползучести материала;

w_fin конечный прогиб;

w_net,fin конечный прогиб нетто.

Прогиб нетто ниже прямой линии между опорами w_net,fin принимается как:

Примечание: Рекомендуемые пределы граничных значений прогибов для балок с пролетом приводятся в табл.1, в зависимости от уровня деформации, рассматриваемой как допускаемая. Информацию о национальных аспектах и выбора граничных значений на национальном уровне приводятся в Национальных приложениях.

Таблица 1

Пример граничных значений для прогиба балок

Если сооружение состоит из элементов или компонентов, имеющих различное поведение при ползучести, то конечная деформация рассчитывается на основании окончательных средних значений соответствующих модулей упругости, модулей сдвига и модулей скольжения согласно п.п.2.3.2.2(1).Средние значения соответствующих модулей упругости, модулей сдвига и модулей скольжения рассчитываются по тем же формулам, как и при расчёте по предельным состояниям.

Для конструкций, состоящих из элементов, компонентов и соединений с одинаковым поведением при ползучести и при допущении линейной зависимости между воздействиями и соответствующими деформациями, как упрощение 2.3.2.2(3), окончательная деформация по каждому воздействию, w_fin рассчитывается:

где

– для постоянного воздействия

G; (1)

– для основного переменного воздействия Q₁; (2)

– для сопутствующего переменноговоздействия Q_i(i>1); (3)

– мгновенные деформации для воздействий G, Q₁, Q_i соответственно; – коэффициенты практически постоянных значений переменных воздействий; – коэффициент для комбинационного значения переменных воздействий; – приведен в табл. 3.2 для древесины и материалов на основе древесины, а также вп. 2.3.2.2(3) и п. 2.3.2.2(4) для соединений.

При использовании выражений (1)-(3) коэффициенты не включаются в выражения (6.16,а) и (6.16,б) EN 1990:2002.

Примечание – в большинстве случаев уместно использовать упрощенный метод.

Для предельных состояний по пригодности к эксплуатации при вибрационных воздействиях рекомендуется использовать средние значения модулей жесткости.

 

Лекция 6

Лекция 7

Лекция 8

 

Лекция 9

 

Односкатные балки

Необходимо принять во внимание влияние уклона на изгибающие напряжения параллельно поверхности.

Расчетные напряжения и (рис.9) можно определить:

(34)

 

Обозначение(1) – поперечное сечение

Рис. 9. Односкатная балка

 

Для крайнего волокна напряжения должны удовлетворять следующему условию:

(35)

где:

– расчетное изгибающее напряжение под углом α к волокнам;

– расчетная прочность при изгибе;

– рассчитывается следующим образом:

- для растягивающих напряжений параллельно скосу

(36)

- для сжимающих напряжений параллельно скосу

(37)

Лекция 10

 

Соединения на гвоздях

Обозначения для толщин элементов в односрезном и симметричном соединениях (рис.14) приняты следующими:

t₁ – толщина элемента, непосредственно в который забиваются гвозди, в односрезном соединении; толщина меньшего из крайних элементов и глубины проникновения нагелей (длины защемленной части гвоздя) в двухсрезных соединениях.

t₂ – толщина элемента, непосредственно в который не забиваются гвозди, в односрезном соединении (длина защемленной части гвоздя); толщина среднего элемента двухсрезных соединениях.

Предварительное просверливание необходимо выполнять, когда:

- плотность древесины выше 500 кг/м³;

- диаметр гвоздя d больше 6 мм.

Для квадратных гвоздей и гвоздей с нарезкой, диаметр d должен приниматься равным длине стороны.

Для гладких гвоздей из проволоки с пределом прочности на разрыв 600Н/мм², должны использоваться следующие значения нормативного момента пластической деформации:

(66)

где M_y,Rk – нормативный момент пластической деформации гвоздя;

d – диаметр гвоздя по EN14592, в мм;

f_u – предел прочности на разрыв проволоки.

Для гвоздей диаметром до 8 мм, нормативное сопротивление древесины смятию для элементов из древесины и LVL:

- без предварительно просверленных отверстий

(67)

- с предварительно просверленными отверстиями

(68)

гдеρ_k – нормативное значение плотности древесины, кг/м³;d – диаметр гвоздя, мм.

Рис.14. Обозначения t₁ и t₂ (a) для односрезного соединения,

(b) для двухсрезного соединения

 

В двухсрезных (трехэлементных) соединениях гвозди должны перекрывать друг друга в среднем элементе, чтобы обеспечить условие t-t₂> 4d (рис.15).

Рис. 15. Перекрывающиеся гвозди

 

Для одного ряда из n гвоздей, параллельного волокнам древесины, при условии, что гвозди смещены друг относительно друга в направлении, перпендикулярном волокнам, не более, чем на d (см.рис.16), несущая способность всего ряда определяется эффективным числом гвоздей n_ef, определяемым по формуле:

(69)

где n_ef – эффективное количество гвоздей в ряду;n – количество гвоздей в ряду;k_ef – коэффициент, принимаемый по табл. 8.

Таблица 8

 

Значения коэффициента k_ef

Шаг гвоздей ^a^)	kef
Без предварительного рассверливания	С предварительным рассверливанием
a1 ≥ 14d	1,0	1,0
a1 = 10d	0,85	0,85
a1 = 7d	0,7	0,7
a1 = 4d	-	0,5
^a^) При шаге гвоздей, отличном от приведенного, kef следует определять линейной интерполяцией

 

 

Обозначения: 1 – гвозди, 2 – направление волокон древесины.

Рис. 16. Ряд гвоздей, параллельный волокнам, со смещение гвоздей от линии ряда не более чем на d

 

При гвоздевых соединениях древесины с древесиной для гладких гвоздей длина защемленной части гвоздя должна быть не менее 8d.Для других гвоздей, указанных в EN 14592, длина защемленной части гвоздя должна быть не менее 6d.Гладкие гвозди считаются неспособными воспринимать поперечные усилия, если они расположены на торцах деревянных элементов. Как альтернатива, гвозди, расположенных на торцах деревянных элементов, могут быть применены, если подчиняются следующим правилам:

- во второстепенных элементах гладкие гвозди могут быть использованы. Расчетное значение их несущей способности должно быть принято равным 1/3 от несущей способности гвоздей, установленных правильно.

- гвозди, не являющиеся гладкими (EN 14592), могут быть использованы не только во второстепенных элементах. Их расчетная несущая способность должна быть принята равной 1/3 от несущей способности корректно установленных гладких гвоздей, при условии, что:

· гвозди загружены поперечной нагрузкой;

· в соединении как минимум 3 гвоздя;

· длина защемленной части гвоздя как минимум 10d;

· соединение 3 класса;

· размеры соединения удовлетворяют требованиям, указанным в табл.9.

Примечания: 1. Пример второстепенной конструкции – сливная доска, прибитая к стропилам.

2. Рекомендуется, тем не менее, соблюдать требования, что гвозди не могут воспринимать поперечные усилия. Рекомендации для отдельных регионов должны быть приведены в Национальных Приложениях.

Минимальные расстояния между гвоздями и гранями элементов, указаны в табл. 9. На рис.17 приведены следующие обозначения:

a₁ – шаг гвоздей в ряду, параллельном волокнам;

a₂ – шаг рядов гвоздей, измеряемый в направлении, перпендикулярном волокнам;

a_3,c – расстояние между гвоздем и незагруженным торцом;

a_3,t – расстояние между гвоздем и загруженным торцом;

a_4,с – расстояние между гвоздем и незагруженной гранью;

a_4,t – расстояние между гвоздем и загруженной гранью;

α – угол между направлением силы и направлением волокон.

Таблица 9

Минимальные расстояния для соединений на гвоздях

Расстояния (см. рис.17)	Угол α	Минимальные расстояния
Без предварительного рассверливания	С предварительным рассверливанием
0° ≤ α ≤ 360°	ρk ≤ 420 кг/м^3	420 кг/м^3≤ ρk ≤ 500 кг/м^3
Шаг a1 (параллельно волокнам)	0° ≤ α ≤ 360°	d< 5мм: (5+5|cosα|)d d ≥ 5 мм: (5+7|cosα|)d	(7+8|cosα|)d	(4+|cosα|)d
Шаг a2 (перпендикулярно волокнам)	0° ≤ α ≤ 360°	5d	7d	(3+|sinα|)d
Расстояние a3,t (загруженный торец)	-90° ≤ α ≤ 90°	(10+5|cosα|)d	(15+5cosα)d	(7+5cosα)d
Расстояние a3,c (незагруженный торец)	90° ≤ α ≤ 270°	10d	15d	7d
Расстояние a4,t (загруженная грань)	0° ≤ α ≤ 180°	d< 5мм: (5+2sinα)d d ≥ 5 мм: (5+5sinα)d	d< 5мм: (7+2sinα)d d ≥ 5 мм: (7+5sinα)d	d< 5мм: (3+2sinα)d d ≥ 5 мм: (3+4sinα)d
Расстояние a4,c (незагруженная грань)	180° ≤ α ≤ 360°	5d	7d	3d

 

Древесина должна предварительно просверливаться, если деревянный элемент тоньше, чем

(70)

гдеt – минимальная толщина элемента, который не нужно предварительно просверливать;ρ_k – нормативное значение плотности древесины, кг/м³

d – диаметр гвоздя, мм.

Элементы из древесины пород, подверженных раскалыванию, сильнее других, должны предварительно рассверливаться, если их толщина меньше, чем:

(71)

Выражение (71) может быть заменено выражением (70), если соблюдаются условия:

a₄ ≥ 10d для ρ_k ≤ 420 кг/м³

a₄ ≥ 14d для 420 кг/м³ ≤ ρ_k ≤ 500 кг/м³

Примечание:Вид древесины, подверженный раскалыванию больше других – ель (abiesalba), лжетсуга тиссолистная (pseudotsugamenziesii) и древесина хвойного дерева (piceaabies). Для ели (abiesalba) и лжетсуги тиссолистной (pseudotsugamenziesii) рекомендуется применять формулу (71). Рекомендации для отдельных регионов должны быть приведены в Национальных Приложениях.

Обозначения: 1 – гвоздь, 2 – направление волокон, (1) – загруженный торец, (2) – незагруженный торец, (3) – загруженная грань, (4) – незагруженная грань.

Рис. 17. Размеры для соединений на гвоздях

(а) – размеры a₁ и a₂, (b) – расстояния от гвоздей до граней и торцов

Соединения на скобах

Для скоб с прямоугольным поперечным сечением, диаметр d должен приниматься равным квадратному корню из произведения сторон поперечного сечения.Ширина скобы b должна быть не менее 6d, и глубина защемленной части скобы t₂ должна быть не менее 14d, (рис. 18).В соединении должно быть не менее двух скоб.

Несущая способность на поперечные нагрузки одной скобы в одной плоскости сдвига может быть принята равной несущей способности двух гвоздей с диаметром скобы, при условии, что угол между скобой и направлением волокон под скобой более 30° (рис. 19). Если угол между скобой и направлением волокон под скобой не более 30°, несущая способность должна быть уменьшена умножением на коэффициент 0,7.Для скоб, выполненных из проволоки с пределом прочности на растяжение не менее 800 Н/мм², значение нормативного момента пластической деформации стержня определяется по формуле:

(72)

где M_y,Rk – нормативный момент пластической деформации нагеля;

d – диаметр скобы.

Для ряда из n скоб, параллельного волокнам древесины, несущая способность в этом направлении, должна быть определена исходя из эффективного числа скоб n_ef рассчитываемого также как для гвоздевых соединений.Минимальные расстояния между скобами, расстояния до торцов и граней, даны в табл. 10, и проиллюстрированы на рис. 19, где Θ – угол между скобой и направлением волокон.

Обозначения: (1) – центральная ось скобы

Рис. 18. Размеры скобы

Рис. 19. Шаг скоб

 

Таблица 10

Минимальные расстояния между скобами, расстояния от скоб до торцов и граней деревянного элемента

Размер (расстояние между скобами, от скоб до торцов и граней деревянного элемента)	Угол	Минимальное значение размера
a1 (параллельно волокнам) для Θ≥30 для Θ<30	0° ≤ α ≤ 360°	(10+5|cosα|)d (15+5|cosα|)d
a2 (перпендикулярно волокнам)	0° ≤ α ≤ 360°	15d
a3,t (загруженный торец)	-90° ≤ α ≤ 90°	(15+5|cosα|)d
a3,с (незагруженный торец)	90° ≤ α ≤ 270°	15d
a4,t (загруженная грань)	0° ≤ α ≤ 180°	(15+5|sinα|)d
a4,c (незагруженная грань)	180° ≤ α ≤ 360°	10d

 

Болтовые соединения

Нормативный момент пластической деформации болта нагруженного поперечной нагрузкой определяется по формуле:

(73)

гдеM_y,Rk– нормативный момент пластической деформации;

f_u,k– нормативное сопротивление растяжению, Н/мм²;d– диаметр болта.

Для болтов диаметра более 30 мм, должно использоваться следующее сопротивление древесины или LVL смятию, в зависимости от угла α:

(74)

(75)

где

(76)

где:f_h,0,k – нормативное сопротивление древесины смятию параллельно волокнам, Н/мм²;ρ_k – нормативная плотность древесины, кг/м²;α – угол между силой приложения нагрузки и волокнами древесины;d – диаметр болта, мм.

Минимальные расстояния между болтами, а также расстояния от болтов до торцов и граней элементов должны приниматься по табл.11, в соответствии с обозначениями, приведенными на рис.17.

Таблица 11

Минимальные размеры между элементами соединенийна болтах

Размер (см.рис.17)	Угол	Минимальный размер
a1 (параллельно волокнам)	0° ≤ α ≤ 360°	(4+|cosα|)d
a2(перпендикулярно волокнам)	0° ≤ α ≤ 360°	4d
a3,t (загруженный торец)	-90° ≤ α ≤ 90°	max(7d,80мм)
a3,с (незагруженный торец)	90° ≤ α ≤ 150° 150° ≤ α ≤ 210° 210° ≤ α ≤ 270°	(1+6sinα)d 4d (1+6|sinα|)d
a4,t (загруженная грань)	0° ≤ α ≤ 180°	max[(2+2sinα)d; 3d]
a4,c (незагруженная грань)	180° ≤ α ≤ 360°	3d

 

Для ряда из n болтов, параллельного направлению волокон древесины, несущая способность параллельно волокнам, может быть определена по формуле (57) исходя из эффективного числа болтов n_ef, где:

(77)

гдеa₁ – шаг болтов в направлении волокон;d – диаметр болта;n – число болтов в ряду.

Для ряда болтов, нагруженного поперек волокон, эффективное число болтов принимается равным их фактическому числу:

n_ef = n (78)

Если нагрузка приложена под углом к волокнам (0°≤α ≤ 90°), n_ef необходимо определять линейной интерполяцией между значениями, полученными по формулам (77) и (78).

Диаметр отверстий под болты в деревянных элементах не должен превышать диаметр болтов более чем на 1 мм. Диаметр отверстий под болты в стальных листах не должен превышать диаметр болтов более чем на 0,1d или на 2мм (выбирать наибольшее значение).Шайбы с длиной стороны или диаметром не менее 3d и толщиной не менее 0,3d (где d – диаметр болта), могут использоваться под головками болтов и гайками. Шайбы должны иметь ровную опорную поверхность.

Болты и шурупы с квадратными головками должны быть затянуты так, чтобы обеспечить плотное прилегание элементов друг к другу, и могут быть ослаблены в том случае, если древесина достигнет влажности, необходимой для обеспечения проектной несущей способности.Минимальные диаметры болтов, используемых для соединения деревянных элементов, приведены в табл.12.

 

Таблица 12

Минимальные диаметры болтов, используемых для соединения деревянных элементов

Тип соединения EN 912	dc, мм	d (минимум), мм	d (максимум), мм
A-A6	≤130
A1, A4, A6	>130	0,1dc
B		d1-1	d1
где dc – диаметр соединения в целом, мм; d – диаметр болта, мм; d1 – диаметр отверстия под болт, мм.

Винтовые соединения

При определении несущей способности влияние резьбовой части винта учитывается с использования расчетного диаметра d_efДля шурупов с гладким телом, в месте где нарезанная часть соединяется с гладкой, применяются правила для несущей способности нагелей, при условии, что:

– эффективный диаметр d_ef берется, как диметр гладкого тела;

– длина резьбы винта вкрученного в элемент должна быть не менее 4d.

Для всех других случаев, когда это условие не удовлетворяется, несущая способность винта определяется с использованием расчетного диаметр d_ef в 1.1 раза больше диаметра с резьбой.

Для винтов с гладким телом с диаметром d>6 мм, применяются правила установленные для болтов.Для винтов с гладким телом с диаметром d от 6 мм и меньше, применяются правила установленные для гвоздей.

Далее приведены требования для строительной детализации и контроля узлов с винтами.

Для винтов с гладкой частью диаметром не более 6 мм, ввинчиваемых в мягкую древесину, предварительно просверливать монтажные отверстия не требуется. Для винтов диаметра более 6 мм, необходимо просверливать монтажные отверстия, соблюдая следующие требования:

· Монтажное отверстие для гладкой части винта должно иметь тот же диаметр, что и тело винта; глубина отверстия должна быть равна длине гладкой части винта.

· Монтажное отверстие резьбовой части должно иметь диаметр приблизительно равный 70 % диаметра гладкой части винта.

Для древесины с плотностью ниже 500 кг/м³, диаметр предварительно просверленных отверстий под винты должен определяться экспериментально.В случае, если предварительное просверливание применяется к самосверлящим винтам, диаметр монтажного отверстия не должен быть больше внутреннего диаметра резьбы d₁.

 

Лекция 11

 

Краткий курс лекций

«Международная нормативная база

Проектирования (Еврокоды)»

 

 

Учебное пособие

 

Редактор

Корректор

Компьютерная верстка И. А. Яблоковой

 

 

Подписано к печати. Формат 60´84 1/16. Бум. офсетная

Усл. печ. л.. Тираж 100 экз. Заказ «С»

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет.

190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармей