Расчет элементов ДК на сжатие с изгибом
Расчет на сжатии с изгибом производится по деформированной схеме (геометрически не линейный расчет) т.к. из-за низкого модуля упругости древесины нельзя пренебречь изгибными деформациями, в следствии чего продольная сила в расчетном сечении получает эксцентриситет и момент возрастает.
, МД – изгибающий момент вычисленный по деформированной схеме с учетом его увеличения от продольной силы, получившей эксцентриситет. ξ- клэ-т учитывающий увел-я момента от продольной силы.
Проверка устойчивости плоской формы деф-ния:
, φу – коэф продольного изгиба из плоскости деформации; n=1 если растянутая кромка раскреплена; n=2 если не раскреплена
Расчет на поперечный изгиб составных элементов на податливых связях
Составное сечение состоит из 2-х брусьев соединенных с помощью податливых связей (болты).
Расчёт составной балки на податливых связях сводится к расчёту балки цельного сечения с введением коэф-в, учитывающих податливость связей. Нормальное напряжение: W- момент сопротивления составной балки как цельной; - коэф-т, < 1, учитывающий податливость связей.
Прогиб составной балки на податливых связях: к – коэф учета переменности сечения балки по длине; kж - коэф-т, < 1, учитывающий сдвиг, вызванный податливостью связей.
Расчет составных элементов на податливых связях на сжатие с изгибом
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.
|
|
При расчете в плоскости изгиба составной элемент испытывает сложное сопротивление и податливость связей учитывают дважды: 1) введением коэф-та kw такого же как при расчете составных элементов на поперечный изгиб; 2) вычислением коэффициента ξ с учетом приведенной гибкости элемента.
Нормальные напряжения определяют по формуле:
где ,
Прогиб в общем виде:
При определении количества связей, которое надо поставить на участке от опоры до сечения с максимальным моментом, учитывают возрастание поперечной силы при сжато-изгибаемом элементе
пс =1,5 MmaxS/ITcξ.
Сжато-изгибаемые элементы рассчитывают из плоскости изгиба приближенно без учета изгибающего момента, т.е. как центрально-сжатые составные стержни и, кроме того, проверяют на устойчивость плоской формы деформирования.
Особенности расчета элементов конструкций из пластмасс
Расчёт пластмассовых конструкций производят по ф-лам такой же структуры и физического смысла как у деревянных конструкций, отличия заключаются в особенностях деформирования пластмасс, в различиях коэф-в длительной и кратковременной прочности, формулы так же учитывают разное значение физических констант пластмасс (врем. деф-ный коэф., коэ-т надежности по условию работы).
|
|
Центральное растяжение N/Aнт≤Rр. Ослабление на уч-ке 20 см в одном сечении не совмещают.
Центральное сжатиеN/φAрасч≤Rс.Отличие в расчете устойчивости φ=π2Е/λ2σсПЧ, модуль упругости переменный во времени Е=nврЕ0, nвр – временный деф-ный коэф-т. Если симметричное ослабление не выходящее на кромку, расположенных в крайней трети длины элемента, то Арасч – как и для дерев-х эл-в, если в средней трети длины то Арасч=Ант.
Поперечный изгиб: , .
Лобовая врубка
Врубкой называют соединение, в котором усилие элемента, работающего на сжатие, передается другому элементу непосредственно без вкладышей или иных рабочих связей. За этим видом соединения сохранилось старое название «врубка», хотя в настоящее время врезки и гнезда выполняют не топором, а электро- или мотопилой, цепнодолбежником и т. п.
Основной областью применения врубок являются узловые соединения в брусчатых и бревенчатых фермах, в том числе в опорных узлах примыкания сжатого верхнего пояса к растянутому нижнему поясу.
|
|
Соединяемые врубкой элементы деревянных конструкций (д.к.) должны быть скреплены вспомогательными связями — болтами, хомутами, скобами и т. п., которые следует рассчитывать в основном на монтажные нагрузки. Лобовая врубка может утратить несущую способность при достижении одного из трех предельных состояний: 1) по смятию площадки упора Fсмα ; 2) по скалыванию площадки FCK; 3) по разрыву ослабленного врубкой нижнего пояса.
Площадь смятия определяют глубиной врубки hBP, которая ограничивается нормами hвр≤hбр/3, где hбр— высота растянутого элемента. При этом несущая способность врубки из условия разрыва растянутого элемента в ослабленном сечении при правильном центрировании узла всегда обеспечивается с избыточным запасом прочности. Решающее значение имеет как правило несущая способность врубки, исходя из условий скалывания.
Согласно СНиП П-25-80, лобовую врубку на скалывание рассчитывают определением среднего по длине площадки скалывания напряжения сдвига по формуле^
где Rck — расчетное сопротивление древесины скалыванию для максимального напряжения; lcк — расчетная длина плоскости скалывания, принимается не более 10 глубин врезки в элемент; е — плечо сил сдвига, принимаемое 0,5h при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами и 0,25h при расчете симметрично загружаемых элементов с симметричной врезкой; β — коэффициент, принимаемый 0,25. Отношение lск/е должно быть не менее 3.
|
|
Однако выполненный анализ сложного напряженного состояния, возникающего по плоскости скалывания1, показал, что вышеприведенная формула СНиП П-25-80 приемлема только для угла а=45°. А для угла а=30°, при котором несущая способность врубки повышается, формула СНиП не верна и должна быть заменена другой:
В результате анализа установлено, что с увеличением глубины врубки hвр при постоянной длине плоскости* скалывания lск снижается коэффициент концентрации напряжений сдвига и уменьшаются напряжения сжатия поперек волокон в начале плоскости скалывания. Выявлена зависимость коэффициента концентрации напряжений сдвига tmax/tcpeд от отношения lск/е и от угла смятия α.
1) чем больше отношение длины плоскости скалывания к е, тем больше коэффициент концентрации напряжений сдвига;
2) чем меньше угол α, тем меньше коэффициент концентрации напряжений сдвига;
3) чем больше нормальная к плоскости сдвига составляющая, тем выше значение концентрации напряжений сдвига.
При этом необходимо отметить, что нормальные к плоскости сдвига напряжения сжатия поперек волокон повышают сопротивление скалыванию вдоль волокон.
20. Соединения на шпонках и шайбах шпоночного типа
Шпонки — это вкладыши из твердых пород древесины, стали или из пластмасс, которые устанавливаются между сплачиваемыми элементами и препятствуют сдвигу. Для сплачивания деревянных элементов издавна применялись призматические шпонки из твердых пород древесины. Различают призматические деревянные продольные шпонки, когда направления волокон древесины шпонок и соединяемых элементов совпадают, и поперечные, когда направление волокон в шпонках перпендикулярно к направлению волокон соединяемых элементов. Во втором случае для обеспечения более плотной посадки шпонок они могут быть выполнены из двух клиновидных элементов.
Призматические шпонки, передавая от одного элемента другому сдвигающие силы, работают на смятие и скалывание. По надежности из деревянных призматических шпонок следует выделить наклонные шпонки. Отличительный признак шпонок — появление опрокидывающего шпонку момента и как результат этого возникновение распора между соединяемыми элементами.
Для восприятия распора необходимо устанавливать рабочие связи — стяжные болты. Во избежание чрезмерной деформативности шпоночных соединений, а также для уменьшения количества стяжных болтов, длину шпонки по нормам принимают не менее lшп>5hвр. Глубину врезки шпонок в брусья следует принимать не менее 2 см и не более 1/5 высоты бруса, а бревна — не менее 3 см и не более 1/4 диаметра бревна.
В настоящее время в зарубежной практике строительства нашли широкое применение тавровые металлические шпонки. Они занимают промежуточное положение между шпонками и пластинчатыми нагелями. Несомненным их преимуществом является простота сборки, упрощенное изготовление гнезда небольшого размера и возможность в связи с этим расположения большего количества шпонок без снижения несущей способности деревянных элементов на скалывание.
Соединения на зубчатых шпонках характеризуются высокой несущей способностью и вязкостью. Зубчатые шпонки вдавливают в тело древесины ударным способом или специальными зажимами. К недостаткам соединений на зубчатых шпонках относится образование трещин в сопрягаемых элементах, а также уменьшение несущей способности из-за неравномерности запрессовки шпонок в многорядовых соединениях. Вследствие этого количество зубчатых шпонок в одном ряду ограничивается десятью.
Металлические шпонки, расположенные внутри деревянных элементов, не требуют в обычных условиях антикоррозионной защиты. При использовании шпоночных соединений в условиях повышенной химической агрессивности окружающей среды применяют антикоррозионное покрытие металлических шпонок, чаще оцинкование.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1876; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!