Оценка надежности элементов конструкции по нагрузке и деформации



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ГОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра древесиноведения и специальной обработки древесины

 

 

Ю.Б. Левинский Р.И. Агафонова

 

 

Основы технологических и конструкционных расчетов в производстве строительных материалов из древесины

(часть 1)

 

Методические указания к практическим занятиям для студентов очной формы обучения.

 

Специальность 250403 «Технология деревообработки». Специализация «Деревянное домостроение и защита древесины». Дисциплина «Технология промышленного деревянного домостроения»


 

 

Екатеринбург

 

2010


Печатается по рекомендации методической комиссии факультета МТД Протокол №1 от 24. сентября 2009 г.

 

 

Рецензент: к.т.н., профессор Ветошкин Ю.И.

 

Редактор Л.Д. Черных Оператор Г.И. Романова

 

Подписано в печать 05.04.10.   Поз. 6
Плоская печать Формат 60х84 1/16 Тираж 60 экз.
Заказ № Печ. л. 1,86 Цена 9 руб. 32 коп.

Редакционно-издательский отдел УГЛТУ Отдел оперативной полиграфии УГЛТУ

 

2


ВВЕДЕНИЕ

 

Современное производство и строительство деревянных домов бази-руется на использовании различных материалов, изделий и конструкций, полученных на специализированных деревообрабатывающих предприяти-ях. Как правило, это – продукты полной заводской готовности. Они отве-чают всем требованиям, регламентированным соответствующими нормами и правилами.

 

Для обеспечения заданного уровня соответствия качества продук-ции, технологичности производства стройматериалов и рационального по-требления материально-сырьевых ресурсов необходимо грамотно и в пол-ном объеме выполнить следующее:

 

ü разработать оптимальную конструкцию изделия с учетом его назна-чения и технологии;

 

ü рассчитать и оптимизировать основные технико-технологические параметры изделий, конструкций и строительных материалов;

 

ü определить условия производства продукции, обеспечивающие тре-

 

буемое качество и эффективное использование древесины. Основные задачи должны быть решены на этапе проектирования как

 

самих изделий и конструкций, так и технологического процесса, обеспечи-вающего их эффективное производство.

 

В настоящих методических указаниях к занятиям по технологии де-ревянного домостроения рассматриваются следующие примеры и задачи:

 

ü расчет основных параметров клееных деревянных конструкций, из-готовление и оценка технических свойств лабораторных моделей КДК;

 

ü расчет потребления сырья и разработка структуры технологического

 

процесса изготовления клееных щитов, конструкционных заготовок и блочных элементов столярно-строительного назначения; Работы относятся к лабораторно-практическому типу занятий и со-

 

держат в себе три основных элемента: расчетно-теоретическое обоснова-ние параметров; проектирование изделия (технологии) и лабораторное ис-следование свойств продукции на моделях изделий.

 

На основании изучения данного практического курса студент дол-жен приобрести достаточные начальные навыки для выполнения специа-лизированной самостоятельной работы по технологии строительных мате-риалов и конструкций.


 

 

3


ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1

 

«Основы расчета деревянных несущих конструкций»

 

Строительные конструкции из древесины должны производиться в со-ответствии со СНиП 2-25-80 «Деревянные конструкции», в которых опреде-лены требования к параметрам эксплуатационной надежности и методика выполнения расчетов. Руководством к проведению проектных работ также может служить Стандарт организации СТО 36554501-002-2006 «Деревянные клееные и цельнодеревянные конструкции. Методы проектирования и расче-та» (ФГУП НИЦ «Строительство»). На этапе проектирования необходимо выполнить расчет элементов изделий на прочность, устойчивость, дефор-мативность, подобрать наиболее эффективные материалы, способы и сред-ства соединения деталей между собой, определить оптимальные размеры за-готовок, схемы их сборки, конструкции узлов соединений. Древесина - осо-бенный строительный материал. В отличие от стали, бетона, пластмасс она обладает ярко выраженной неоднородностью структуры. Прочностные и физические характеристики древесины зависят от направления ее волокон, породы и состояния. Пиломатериалы и заготовки в большинстве случаев подвержены изменению формы и размеров в условиях воздействия перемен-ной влажности, температуры и нагрузок. Поэтому в процессе конструирова-ния строительных изделий следует тщательно и технически обоснованно определять их структуру, комбинации заготовок, виды соединений и обеспечивать подбор материалов.

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Строительные конструкции на основе древесины чаще всего бывают представлены балками различных типов, сборно-составными рамами, арками или фермами, стеновыми панелями и перегородками. При их из-готовлении применяют склеивание, механическое соединение гвоздями, стяжками, зубчатыми пластинами, сборку на шипы и т.д.

 

Оценка надежности элементов конструкции по нагрузке и деформации

 

Для несущих конструкций наиболее важна оценка по двум предель-ным их состояниям:

 

• по несущей способности (прочности или устойчивости), при дос-тижении предельного значения которой утрачивается сопротивляемость внешним воздействиям и происходит разрушение;

 

• по деформациям (прогибу, осадке, смещению и т.п.), превыше-ние предельных величин которых означает, что изделие не может экс-плуатироваться в соответствии с предъявляемыми к нему эксплуатацион-ными требованиями, хотя еще сохраняется прочность и устойчивость конструкции.


 

4


Расчет показателей несущей способности обязателен для всех кон-струкций, работающих с приложением к ним силовых воздействий. Проверка по величине деформаций проводится для балок, ферм, чрезмер-ные прогибы которых могут ограничить возможность их нормальной экс-плуатации. Расчет выполняется по наибольшим нагрузкам. Эти нагрузки называются расчетными и определяются умножением величин норматив-ных силовых воздействий на соответствующие коэффициенты перегрузок:

Pрасч Pн Kпн , (1)

где расч – предельная расчетная нагрузка, Н; н – величина нормативной нагрузки, Н;

Кпн – нормативный коэффициент перегрузки.

 

Расчет элементов и соединений деревянных конструкций ведется по наименьшему сопротивлению древесины – расчетному. При этом должны быть учтены все факторы, влияющие на несущую способность конструкции или ее элементов посредством включения в расчет коэффициентов условий работы,значения которых также определяются по справочным таблицам.

 

Итогом расчета по предельному состоянию несущей способности

является результат сравнения, выраженный в формуле:  
N Nф или mR, (2)

 

где N – расчетное усилие (нормальная сила, перерезывающая сила, изги-бающий момент или их сочетания) от суммы воздействий расчет-ных нагрузок в наиболее невыгодной комбинации;

 

Nф –расчетная несущая способность,зависящая от его геометриче-ских размеров, расчетного сопротивления и условий работы эле-мента;

 

σ –наибольшее расчетное напряжение,возникающее в элементе привоздействии расчетных нагрузок;

 

R –расчетное сопротивление;

m –коэффициент условий работы.

 

Оценка конструкционной надежности по величине деформаций основывается на результатах расчета величины прогиба (перемещения и т.д.) под воздействием только нормативных нагрузок. Если деформации или перемещения, вызванные действием этих нагрузок, меньше предель-ных значений, установленных нормами, то исследуемая конструкция или элемент обеспечивают заказанные эксплуатационные гарантии. Это поло-жение в общем виде характеризуется формулой

 

fрасч f , (3)

где fрасч – расчетное перемещение или деформация;

[f] –предельно допустимая величина линейного перемещения или де-формации.


 

 

5


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 74;