Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям I группы

Общие положения

7.1.1 Раздел применяется для расчета элементов из цельной и клееной древесины, а также клеефанерных элементов.

Расчет конструкций допускается выполнять с использованием численных методов при соблюдении следующих требований:

— моделирование свойств древесины производят, как транстропного материала;

— для сжатых и сжато-изгибаемых элементов с гибкостью l ³ 35 расчет, как правило, выполняют по деформированной схеме;

— проверку напряжений необходимо производить для наиболее опасных сечений элементов.

7.1.2 Допускается проектирование деревянных конструкций на основании испытаний, проведенных в соответствии с требованиями СТБ 1591.

Центрально растянутые элементы

7.2.1 Центрально растянутые вдоль волокон элементы следует рассчитывать по формуле

(7.1)

где — расчетная продольная сила;

A _inf — площадь поперечного сечения элемента нетто;

— расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон.

7.2.2 При определении A _inf, ослабления, расположенные на участке длиной до 0,2 м, следует принимать совмещенными в одном сечении.

7.2.3 Растянутые элементы постоянного сечения с несимметричным ослаблением следует рассчитывать на внецентренное растяжение по формуле (7.20).

7.2.4 В сечениях элементов с равномерным растяжением поперек волокон должны соблюдаться следующие условия:

s _{t ,90, d} = N_d / A_d £ f_{t ,90, d} — для цельной древесины; (7.2)

s _{t ,90, d} = N_d / A_d £ k ₁ ∙ f_{t ,90, d} — для клееной древесины, (7.3)

где k ₁ = 0,8 — коэффициент, учитывающий снижение прочности клеевого шва при растяжении поперек волокон;

N_d — расчетная продольная сила;

A_d — расчетная площадь поперечного сечения.

Центрально сжатые элементы

Элементы из цельной и клееной древесины

7.3.1 Центрально сжатые элементы постоянного поперечного сечения следует рассчитывать по формулам:

на прочность

(7.4)

на устойчивость

(7.5)

где f_{c ,0, d} — расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

A_d — расчетная площадь поперечного сечения, принимаемая равной:

— площади сечения брутто A _sup, если ослабления не выходят на кромки и площадь ослабления не превышает 25 % площади брутто;

— площади сечения нетто A _inf с коэффициентом 4/3, если ослабления не выходят на кромки и площадь ослабления превышает 25 % площади брутто;

— площади сечения нетто A _inf, если ослабления выходят на кромки;

k_c — коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле (7.6) или (7.7).

7.3.2 При расчете центрально сжатых элементов на устойчивость следует учитывать упругую
и упругопластическую работу древесины. Критические напряжения в указанных областях разделяются граничной гибкостью, которая в расчетах принята равной = 70.

Коэффициент продольного изгиба следует определять по формуле (7.6) или (7.7), в зависи­мости от гибкости элемента:

при (7.6)

при (7.7)

где с = 0,8 для древесины и с = 1 для фанеры;

С = 3000 для древесины и С = 2500 для фанеры.

7.3.3 Гибкость элементов цельного, постоянного по длине сечения определяется по формуле

, (7.8)

где — расчетная длина элемента;

i — радиус инерции сечения элемента в направлении соответствующей оси.

7.3.4 Расчетную длину элемента следует определять по формуле

(7.9)

где — коэффициент, определяемый в соответствии с требованиями 7.7;

l — свободная длина элемента.

7.3.5 Расчет на устойчивость центрально сжатых элементов переменного по высоте и постоянного по ширине сечения следует выполнять по формуле

(7.10)

где — площадь поперечного сечения брутто с максимальными размерами;

— коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения, определяемый по таблице 7.1;

— коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно 7.3.2 для гиб­кости, соответствующей сечению с максимальными размерами.

Таблица 7.1 — Значения коэффициента k_{g , n} для расчета сжатых и сжато-изогнутых элементов
с переменной высотой и постоянной шириной сечения

Условия опирания элементов	Значения коэффициента kg , n
Элементы прямоугольного сечения	Элементы двутаврового и коробчатого сечений
В плоскости yz	В плоскости xz	В плоскости yz	В плоскости xz
	(0,4 + 0,6b) ∙ b	0,4 + 0,6b	b
	0,7 + 0,93b	0,66 + 0,34b	0,35 + 0,6 b