Розрахунок елементів деревяних конструкцій за граничними станами несучої здатності

Загальні положення

6.1.1Підрозділ 6.1 поширюється на цільну деревину, клеєну деревину та вироби на основі деревини постійного поперечного перерізу, волокна яких спрямовані в основному паралельно довжині елемента. Припускається, що елемент знаходиться під дією напружень у напрямку тільки однієї з його головних осей (рисунок 6.1).

6.1.2 Розрахункові опори деревини крім указаних в п.3.4 повинні враховувати коефіцієнти надійності, що враховують термін експлуатації (ДБН В.1.2-2), підвищену температуру (>35°), глибоке просочування антисептиком, початковий вигин елементів, а для клеєних елементів їх розмір і товщину шару.

Рисунок. 6.1 - Осі елемента

Центрально – розтягнуті вздовж волокон елементи

6.2.1При розтязі вздовж волокон повинна задовольнятись наступна умова:

s _{t ,0, d} £ f_{t ,0, d} , (6.1)

де s _{t ,0, d} - розрахункове напруження розтягу вздовж волокон (визначається за формулою (6.2)); f_{t ,0, d} – розрахункове значення міцності при розтязі вздовж волокон (визначається згідно п. 3.4).

6.2.2Розрахункове напруження розтягу вздовж волокон слід визначати за формулою:

, (6.2)

в якій N_{t ,0, d} – розрахункове зусилля розтягу вздовж волокон; A_net – розрахункова площа перерізу елементу (площа перерізу нетто).

При визначенні розрахункової площі перерізу елементу A_net всі ослаблення, які розташовані на довільній ділянці довжиною 15 см, слід приймати суміщеними в одному перерізі.

Центрально - стиснуті вздовж волокон елементи

Розрахунок центрально-стиснутих вздовж волокон елементів слід виконувати на міцність (п. 6.3.1) та на стійкість (п. 6.3.3).

6.3.1При розрахунку центрально-стиснутих вздовж волокон елементів на міцність повинна задовольнятись наступна умова:

s _{с ,0, d} £ f_{с ,0, d} , (6.3)

де s _{с ,0, d} - розрахункове напруження стиску вздовж волокон (визначається за формулою (6.4)); f_{с ,0, d} – розрахункове значення міцності при стиску вздовж волокон (визначається згідно п. 3.2.1).

6.3.2Розрахункове напруження стиску вздовж волокон слід визначати за формулою:

, (6.4)

в якій N_{с ,0, d} – розрахункове зусилля стиску вздовж волокон; A_net – розрахункова площа перерізу елементу (площа перерізу нетто).

6.3.3При розрахунку центрально-стиснутих вздовж волокон елементів на стійкість повинні задовольнятись наступні умови:

, (6.5)

, (6.6)

де: s_{с, 0 ,d} – розрахункове напруження стиску вздовж волокон (визначається за формулою (6.11)); f_{с, 0 ,d} – розрахункове значення міцності при стиску вздовж волокон (визначається згідно п. 3.2.1); k_с,y та k_с,z - коефіцієнти поздовжнього згину визначаються за формулами (6.7).

та , (6.7)

в яких коефіцієнти k_y, k_z визначаються за формулами

, ; (6.8)

l_rel,y, l_rel,z –приведена гнучкість відносно відповідних осей, визначається за п. 6.3.4; b_с – коефіцієнт для елементів у межах пружної роботи матеріалу: b_с =0.2 – для елементів з цільної деревини, b_с =0.1 –для елементів з клеєної деревини та LVL.

6.3.4Приведена гнучкість визначається за формулами:

та , (6.9)

де: l_y, l_z – гнучкості елементу відносно відповідних осей; Е _0,05 – п’ятивідсотковий квантіль модуля пружності вздовж волокон деревини (значення приймаються за додатком Г); f_{с, 0 ,k} .- характеристичне значення міцності деревини при стиску вздовж волокон (значення приймаються за додатком Б1, Б2).

6.3.5Гнучкість центрально-стиснутого елементу визначається за формулою:

, (6.10)

де: l_ef = m × l - розрахункова довжина елемента; m - коефіцієнт розрахункової довжини, що залежить від умов закріплення елементу та схеми прикладання навантаження; і - радіус інерції перерізу відносно відповідної осі.

Таблиця 6.1 – Значення коефіцієнта m

Схеми елементів
m		0,8	2,2	0,65	0,73	1,2

Розрахункове значення нормальних напружень для перевірки стійкості:

, (6.11)

в якій: N_{c ,0, d} – розрахункове зусилля вздовж волокон; A_sup – розрахункова площа поперечного перерізу для перевірки стійкості, яка дорівнює:

- при відсутності ослаблень або ослабленнях, які не виходять на кромки елемента (рис. 6.2, а):

якщо площа ослаблення не перевищує 25% A_net

A_sup = A_br, (6.12)

де A_br - площа перерізу брутто;

якщо площа ослаблення перевищує 25% A_net

A_sup = (4/3) A_net; (6.13)

- при симетричних ослабленнях, які виходять на кромки (рис. 6.2, б):

A_sup = A_net; (6.14)

- в зоні з’єднаннях слід враховувати всі наявні ослаблення суміщеними в одному перерізі.

 

 

а) б)

Рисунок 6.2 - Ослаблення стиснутих елементів