Оценка надежности клеевых соединений
Склеивание – один из наиболее распространенных способов со-единения деталей и узлов в современных строительных деревянных конст-рукциях. Чтобы обеспечить требуемую прочность клееной конструкции, необходимо правильно рассчитать параметры сопряжений, точно опреде-лить размеры деталей и самого изделия, выбрать соответствующий клей. Для этого выполняется расчет пределов прочности при скалывании по клеевому слою, при отрыве перпендикулярно плоскости склеивания, при скалывании от воздействия нормальных нагрузок (изгиба) и т.д. Выбор ва-рианта проверочного расчета зависит от типа и конструкции изделия, ус-ловий его работы и характера наиболее опасных разрушений. Например, клееные балки проверяют на скалывание по клеевому слою при действии изгибающей нагрузки. Для балок двутаврового сечения со стенкой из до-сок, приклеенных кромками к полкам, проверяют прочность на отрыв по клеевому соединению. Прочность склеивания считается достаточной, если выполняются условия, выраженные неравенством
| T R B или |
| T1 | R , | (4) | ||
| 1 | ck | ck | ||||
| Fck | ||||||
где T1 – расчетное сдвигающее усилие на единицу длины элемента, дейст-вующего на площадь скалывания Fck = В∙ 1 = В;
B –ширина сечения в плоскости сдвига; τ –расчетное напряжение скалывания;
Rcк –расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон.Сдвигающее усилие
| T | Q Sбр | , | (5) | |
| 1 | Jбр | |||
где Q – расчетная нормальная сила;
Sбр –статический момент брутто части,сдвигаемой относительно ней-тральной оси;
Jбр –момент инерции брутто рассматриваемого сечения.
Если требуется оценить надежность приклеивания нижней полки балки ко всей конструкции (двутавровая балка с нагрузкой на нижнюю полку), то необходимо рассчитать величину предела прочности на отрыв в направлении, перпендикулярном к плоскости клеевого слоя, по формуле
| P 4ab | или |
| P | R | , | (6) | |||
| обр | p90 | ||||||||
| ab | |||||||||
| 1 | |||||||||
где Р – расчетный сосредоточенный груз, расположенный в месте установ-ки опорных планок щитов наката;
σобр –напряжение при обрыве нижней полки от стенки; а –ширина опорной планки щитового наката;
b1 –толщина стенки;
6
RP90 –расчетное сопротивление отрыву по клеевому слою поперек во-локон (принимается с учетом неравномерного распределения на-пряжения по ширине и возможности частичного непроклеивания по плоскости соединения равным 0,4 МПа).
Уровень оценки соответствия показателей прочности и деформа-тивности установленным нормам оценивается сравнением полученных ре-зультатов с нормативными величинами.
Необходимые для выполнения данной учебной работы справочные материалы приведены в табл.1-6.
Дополнительные сведения можно получить из СНиП 2-25-80 и СТО 36554501-002-2006, а также «Рекомендаций по изготовлению и приме-нению деревянных конструкций в строительстве».
Нормативно-справочный материал
Предел прочности (временное сопротивление)
Для древесины сосны и ели при влажности 15 % предел прочности должен быть не менее:
при сжатии вдоль волокон …………….300 кг/см2 (30 МПа);
при изгиб……………………….………..500 кг/см2 (50 МПа);
при скалывании вдоль волокон …………60 кг/см2 (6,0 МПа).
| Таблица 1 | |||||
| Коэффициенты условий работы балки на изгиб (mи) | |||||
|
| |||||
| Высота сечения балки H(см) | Ширина балки b (см) | ||||
| <15 | >15 | ||||
| <50 | 1,0 | 1,15 | |||
| >100 | 0,75 | 0,8 | |||
Расчетные сопротивления
Сопротивление древесины в крупноразмерных элементах конст-рукций значительно меньше, чем в малых стандартных образцах. Это обу-словлено неоднородностью древесины и влиянием пороков произрастания (сучки, косослой). Для перехода от сопротивления чистой древесины в ма-лых образцах к сопротивлению строительной древесины установлены пе-реходные коэффициенты – коэффициенты однородности. Они учитывают суммарное влияние действительных размеров элементов, влияние допус-тимых по нормам пороков и других факторов.
7
Таблица 2
Основные расчетные сопротивления древесины сосны и ели
| Расчетное | ||||||
| Напряженное состояние и характери- | Обозна- | сопротивление, МПа | ||||
| стики элементов | чение | для сортов древесины | ||||
| 1 | 2 | 3 | ||||
| Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон: | Ru; Rc; Rсм | |||||
| а) элементы прямоугольного сечения | 14 | 13 | 8,5 | |||
| высотой до 50 см | ||||||
| б) элементы прямоугольного сечения | 15 | 14 | 10 | |||
| шириной 11…13 см при высоте сечения | ||||||
| 11…50 см | ||||||
| в) элементы прямоугольного сечения | 16 | 15 | 11 | |||
| ши-риной свыше 13 см при высоте сече- | ||||||
| ния 13…50 см | ||||||
| г) элементы из круглых лесома- | --- | 16 | 10 | |||
| териалов без врезок в расчетном сечении | ||||||
| Растяжение вдоль волокон: | Rp | |||||
| а) неклееные элементы | 10 | 7 | --- | |||
| б) клееные элементы | 12 | 9 | --- | |||
| Скалывание вдоль волокон: | Rск | |||||
| а) при изгибе неклееных элементов | 1,8 | 1,6 | 1,6 | |||
| б) при изгибе клееных элементов | 1,6 | 1,5 | 1,5 | |||
| в) в лобовых врубках для максималь- | 2,4 | 2,1 | 2,1 | |||
| ного напряжения | ||||||
| г) местное в клеевых соединениях | 2,1 | 2,1 | 2,1 | |||
| для максимального напряжения | ||||||
| Сжатие и смятие поперек волокон по | Rс90, Rсм90 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | ||
| всей поверхности | ||||||
| Скалывание поперек волокон: | Rск90 | |||||
| а) в соединениях неклееных элементов | 1 | 0,8 | 0,6 | |||
| б) в соединениях клееных элементов | 0,7 | 0,7 | 0,6 | |||
Примечание. Значения основных расчетных сопротивлений длядревесины других пород получают умножением данных табл.2 на коэффи-циенты, приведенные в табл.3.
8
Таблица 3 Коэффициенты расчетных сопротивлений древесины разных пород
по отношению к древесине сосны и ели
| Коэффициенты расчетного сопротивления | ||||
| Порода древесины | растяжению, | сжатию и смя- | ||
| изгибу, сжа- | тию поперек | cкалыванию | ||
| тию и смятию | ||||
| волокон | ||||
| вдоль волокон | ||||
| Лиственница | 1,2 | 1,2 | 1,0 | |
| Кедр сибирский | 0,9 | 0,9 | 0,9 | |
| Пихта | 0,8 | 0,8 | 0,8 | |
| Дуб | 1,3 | 2,0 | 1,3 | |
| Береза, бук | 1,1 | 1,6 | 1,3 | |
| Ольха, липа, осина, тополь | 0,8 | 1,0 | 0,8 | |
Примечание. Модуль упругостидревесины вдоль волокон при-нимается при определении деформаций независимо от породы равным Е = 100000 кг/см2 . При отклонении условий эксплуатации от нормальных вносится поправка согласно табл.4.
Таблица 4
Коэффициенты снижения расчетных сопротивлений и модуля упругости древесины для конструкций, работающих
в неблагоприятных условиях
| Условия эксплуатации конструкций | Значения | |
| коэффициентов | ||
| Кратковременное увлажнение древесины с высыханием | 0,85 | |
| Длительное увлажнение древесины | 0,75 | |
| Воздействие установившейся температуры воздуха | 0,8 | |
| 35…50°С | ||
| Воздействие одной постоянной нагрузки, превышающей | 0,8 | |
| 80 % полного расчетного воздействия |
| Таблица 5 | ||
| Нормативные нагрузки и коэффициенты перегрузки | ||
| Нормативная | Коэффициент | |
| Наименование нагрузок | нагрузка, | перегрузки |
| МПа | ||
| На чердачные перекрытия | 7,5 | 1,4 |
| На междуэтажные перекрытия | 15,0 | 1,4 |
| На перекрытия в административ- | 20,0 | 1,4 |
| ных, бытовых и коллективных по- | ||
| мещений | ||
9
Таблица 6
Предельные допустимые прогибы изгибаемых элементов
| Изгибаемые элементы | Предельные допустимые прогибы | |
| в долях от пролета | ||
| Элементы междуэтажных перекрытий | 1/ 250 | |
| Элементы чердачных перекрытий | 1/ 200 | |
| Элементы покрытий: | ||
| прогоны, стропильные ноги | 1/ 200 | |
| обрешетка и настилы | 1/ 150 |
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 256; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!