Расчет составных стержней при центральном сжатии.

 

I. Расчет по первой группе предельных состояний.

1. Расчет прочности

а) все элементы стержня загружаются силой (т.е. являются опорными)

б) стержни с частично опертыми элементами

Рассматриваем случай а).

I. Расчет по первой группе предельных состояний.

1. Расчет прочности

                

А_нетто=А-А_ослаб

2. Расчет на устойчивость.

у-у:

 - расчетная длина относительно оси У,

 - геометрическая длина,

 - коэффициент приведения длины.

              

В данном случае, поскольку никаких деформаций при изгибе относительно оси У не происходит, моменты инерции не изменяются и расчет составного стержня аналогичен расчету целого стержня.

              , если λ>70

                , если λ<70

z-z: , ,

               , если λ_zn>70

               , если λ_zn<70

По СНиП «Деревянные конструкции»:

               , где

 - коэффициент приведения гибкости.

                     , где

n_w – число плоскостей сплочения,

n_с – число связей на длине в 1 п.м.,

l_о – расчетная длина.

Случай б):

                    

Влияние податливости определяется за счет изменения расчетной площади сечения.

                    

о- опорное,

н.о.- неопорное.

k_A – коэффициент, учитывающий влияние податливости на площади поперечного сечения.

 

Расчет сжато-изгибаемых элементов.

Метод расчета сжато-изгибаемых элементов составного сечения на податливых связях остается таким же, как и элементов цельного сечения, но в формулах дополнительно учитывается податливость связей.

I. 

1. Расчет прочности

                

 - учитывает влияние деформационных приращений деформационного момента.

             

,

Ψ – коэф., зависящий от вида нагружения и граничных условий.

 

При определении критической силы пользуются выражением для определения продольного изгиба, определяемый для упругой стадии расчета (см. расчет на центральное сжатие).

2. Расчет на устойчивость (плоская форма деформирования).

Осуществляется аналогично расчету стержней целого сечения за исключением изменения момента сопротивления.

 3. Расчет прочности средств соединения.

II. Расчет по деформациями.

     

 

Клеевые соединения.

Требования, предъявляемые к клеевым соединениям:

1) Прочность клеевых соединения не должна уступать прочности древесины на скалывания вдоль волокон и на растяжение поперек волокон.

2) Жесткость не должна уступать жесткости древесины.

 

Технические требования:

1) Жизнеспособность клея, т.е. должен быть временной период от жидкого состояния до начала схватывания.

2) Клей должен быстро набирать прочность.

3) Клей не должен быть токсичным.

 

Эксплуатационные требования:

1) Клеевые соединения должны быть достаточно водостойки.

2) Клеевые соединения должны сопротивляться солнечному, биологическому воздействиям.

 

Виды связующих:

- Фенолформальдегидные (СП2 – горячего отвердения, КБ3 – горячего отвердения).

Дешевые, но имеют повышенную токсичность.

- Резорциновые (ФР12)

Клей на таком связующем имеет наилучшие качества, но является наиболее дорогим.

- Алкилрезорциновые (ФР100).

- Фенолрезорциновые (ФРФ50).

- Карбамидные (КФ5, КФЖ, КФБЖ).

Клей на таком связующем неводостойкие.

- Эпоксидное (ЭПЦ).

Такой клей имеет маленькую жизнеспособность.

Порядок технологических операций по созданию дощато-клеевых деревянных конструкций:  

1. Склеивать можно доски толщиной не более 50мм, чем тоньше доска, тем меньше деформации.

Характер распределения собственных внутренних нормальных и касательных напряжений поперек волокон:

2. Высушивание.

3. Острожка досок по боковой поверхности.

Является подготовкой для склеивания, а также предназначена для сортировки по качеству.

4. Сортировка по качеству.

Пороки древесины вырезаются.

Затем торцы досок обрабатываются на зубчатый стык. Зубья вырезаются с целью увеличения площади контакта. Уклон зубьев выполняется величиной 1:7.

5. Стыковка всех элементов по длине.

6. Повторная механическая обработка (острожка).

Производится с целью выравнивания толщины склеенного элемента по всей длине.

7. Формирование пакета.

8. Нанесение клея.

9. Запрессовка пакета.

Заключается в приложении большого усилия сжатия по всей длине.

а) гвоздевая запрессовка,

б) прессы,

в) пневматическая запрессовка.

10. Технологическое выдерживание.

Для разных конструкций и разных клеев выдерживание от 2 до 20 часов. При этом конструкцию можно подогревать, что уменьшит время выдержки. Для некоторых клеев подогрев обязателен.

11. Механическая обработка боковых поверхностей.

Так как во время склеивания пакета элементы могут сместиться друг относительно друга, вследствие чего сечение пакета по длине будет разным.

12. Защитная обработка изделия.

 

Из-за высокой стоимости клея и больших трудо- и энергозатрат клеевые конструкции являются весьма дорогостоящими. Поэтому эти конструкции находят свое применение в зданиях с повышенной ответственностью.

 

Особенности расчета.

Вследствие достаточно высокой прочности клеевых соединений, расчет клеевых конструкций производится как расчет элементов целого сечения. Но при этом добавляются три коэффициента:

- m_б – коэффициент, который определяется в зависимости от размеров поперечного сечения элемента,

- m_сл – коэффициент, определяемый в зависимости от толщины склеенных досок.

Чем меньше толщина отдельного элемента сечения, тем меньше вероятность попадания ослаблений в данном сечении.

- m_гн <1 – коэффициент, зависящий от соотношения радиуса кривизны и толщины доски.