Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ



Принципиально различаются два типа задач проектирования:

1. Прямая задача – по известным усилиям, полученным в результате статического расчета, подобрать размеры сечения элемента.

2. Обратная задача – по известным размерам поперечного сечения конструкции определить ее несущую способность для определенной схемы загружения.

Обычно первая задача решается при проектировании новых конструкций, вторая - при обследовании и оценке технического состояния существующих конструкций. Однако и при проектировании новых конструкций очень часто приходится решать задачу второго типа. Например, подбор сечения элемента, подверженного одновременному воздействию продольной силы и изгибающего момента, невозможно выполнить прямым путем, так как расчетные значения усилий зависят от размеров поперечного сечения. Точно так же весьма сложным может оказаться путь прямого подбора сечения элемента сложной формы (таврового, двутаврового, коробчатого) и комплексной конструкции из разных материалов (клеефанерных и др.).

Такие проектные задачи решаются итерационно, когда задаются размерами поперечного сечения элемента, вычисляют напряжения в наиболее нагруженных волокнах и сравнивают их значение с расчетным сопротивлением материала. При перенапряжении или существенном недонапряжении изменяют размеры сечения, снова вычисляют напряжения и сравнивают их с расчетным сопротивлением. Так продолжается до тех пор, пока не будет достигнут удовлетворительный результат (чаще всего хватает двух-трех итераций). Следовательно, инженер должен уметь в равной мере успешно решать задачи обоих типов.

 

Б. СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Выполнение контрольной работы по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс» поможет студентам овладеть методами расчета элементов, соединений, а также самих конструкций. Контрольная работа заключается в решении задач проектирования обоих типов: подборе и проверке сечений. Методика решения аналогичных задач подробно изложена в пособии [4]. Там же приведены примеры их решения.

Контрольная работа заключается в решении 8 задач разных типов. Выбор варианта каждой задачи производится по двум последним цифрам шифра зачетной книжки в соответствии с табл. 9 на с. 41-42.

Задача 1.Подобрать размеры поперечного сечения центрально сжатого деревянного стержня длиной l с ослаблением отверстием, не выходящим на кромку (задача типа 3.1.5, с. 16 [4])

 

Таблица 1

 

Вариант Исходные данные
N, кН Тип сечения l, мм Закрепление концов стержня Материал Сорт древесины
а 0,20 1:1 Ш-Ш лиственница
б 0,30 - Ш-З береза
а 0,25 1,5:1 Ш-Ш пихта
б 0,25 - З-Ш ясень
а 0,20 2:1 З-З сосна
б 0,20 - З-О клен
а 0,15 1:1 Ш-Ш ель
б 0,15 - Ш-З дуб
а 0,10 2:1 З-З кедр
б 0,10 - З-Ш вяз

 

 

 

Рис. 1Схема к задаче 1

 

Задача 2.Проверить прочность сжато-изгибаемого или внецентренно сжатого деревянного элемента длиной l прямоугольного поперечного сечения с заданными размерами b и h (задача типа 3.4.1, с. 26 [4])

Таблица 2

 

Вариант Исходные данные
Схема элемента N, кН q, кН/м Р, кН 1, мм e, мм h, мм b, мм Материал, сорт
а 4,5 - - сосна, 1 с
б - - ель, 1 с
в - 4,0 - пихта, 1 с
г 6,0 - - кедр, 2 с
а 5,0 - - лиственница, 2с
б - - дуб, 2 с
в - 3,0 - клен, 2 с
г 5,0 - -' вяз, 1 с
а 6,0 - - береза, 1 с
б - - граб, 1 с

 

 

Рис. 2Расчетные схемы к задаче 2

 

Задача 3. Проверить устойчивость сжато-изогнутого элемента прямоугольного поперечного сечения, не раскрепленного из плоскости (задача типа 3.4.2, с. 27 [4])

Таблица 3

Вариант Исходные данные
Схема элемента N, кН q, кН/м Р, кН l, мм b, мм h, мм Материал, сорт
а 4,5 - лиственница, 2с
- 7,0 пихта, 1 с
а 4,5 - береза, 2 с
б - 6,0 сосна, 2 с
а 5,0 - ясень, 2 с
б - 5,0 ель, 1 с
а 5,5 - вяз, 2 с
б - 4,0 сосна, 1 с
а 6,0 - клен, 2 с
б - 3,0 дуб, 2 с

 

Рис. 3Расчетные схемы к задаче 3

Задача 4. Рассчитать контактное соединение деревянных элементов (задача типа 4.1.1, с. 32 [4])

Таблица 4

Вариант Исходные данные
Схема упора, рис. 4 N, кН l, мм а, мм Ширина соединения, мм Материал упорного элемента, сорт Условия эксплуатации
а ель, 2 с А1
б сосна,1 с A3
в - клен, 2 с В2
а кедр, 1 с Г1
б ясень, 2 с В1
в - лиственница, 2 с Б1
а береза, 2 с А1
б пихта, 1 с А2
в - ясень, 2 с Б2
а ель, 1 с БЗ

 

 

Рис. 4 Схемы контактных соединений к задаче 4

 

 

Задача 5. Рассчитать и сконструировать нагельный стык деревянного нижнего пояса фермы: подобрать размеры сечения дощатого пояса, деревянных накладок, диаметр и количество нагелей (задача типа 4.2.1, с. 40 [4])

Таблица 5

Вариант Исходные данные
N, кН Материал конструкции, сорт Условия эксплуатации Материал нагеля Диаметр нагеля, мм
сосна, 2 с А2 сталь
ель, 1 с A3 алюминий
лиственница, 1с В2 стеклопластик
кедр, 1 с В1 сталь
ольха, 1 с Б2 алюминий
пихта, 1 с ВЗ стеклопластик
сосна, 1 с А2 алюминий
лиственница, 1с В2 сталь
пихта, 1 с А2 дуб
ель, 1 с Б2 сталь

 

 

Рис. 5 Стык нижнего пояса фермы из двух досок с двумя

накладками и прокладкой на цилиндрических нагелях

Задача 6. Подобрать сечение сплошного рабочего настила под мягкую кровлю или обрешетки под асбестоцементные листы (задача типа 6.1.1 или 6.1.2, с. 62…65 [4])

Таблица 6

Вариант Исходные данные
Пролет, мм Расчетная нагрузка, кПа Материал настила, сорт Длина асбестоцементных листов Схема работы настила
постоянная временная
0,20 1,5 сосна, 3с двухпролетный
0,20 1,4 пихта, 3с - двухпролетный
0,30 1,8 лиственнница,3с однопролетный
0,24 1,9 осина, 2с - однопролетный
0,38 2,6 береза, 3с двухпролетный
0,24 1,7 пихта, 2с - двухпролетный
0,52 3,6 ель, 3с однопролетный
0,22 1,5 вяз, 2с - однопролетный
0,46 3,2 клен, 2с двухпролетный
0,18 1,2 липа, 2с - двухпролетный

 

а) б)

 

Рис. 6 Расчетные схемы настилов под кровлю:

а) однопролетного; б) двухпролетного

Задача 7. Проверить прочность, устойчивость и прогиб однопролетной дощатоклееной балки покрытия с заданными размерами (задача типа 8.1.1, с. 85 [4])

Таблица 7

Вариант Исходные данные
Схема балки по рис. 7 Пролет, м Нагрузка, кН/м Сечение, мм Материал, сорт
нормативная расчетная h b
а 12,3 15,0 сосна, 2 с
б 10,0 13,4 ель, 2с
б 13,2 15,8 лиственница, 2 с
а 12,3 15,0 ясень, 2 с
б 13,8 14,6 лиственница, 2 с
б 12,1 13,8 пихта, 1 с
а 14,0 17,5 ель, 2с
б 14,2 16,7 пихта, 2 с
б 13,5 15,2 ель, 1 с
а 10,8 13,4 береза, 2 с

 

а)

 
 

 


l

 
 


б)


 
 


l

Рис. 7Дощатоклееные балки покрытия к задаче 7

а) постоянного сечения;

б) двухскатная (принять уклон верхних граней балки равным 0,03)

 

Задача 8. Выполнить расчет усиления дощатоклееной балки шпренгелем при увеличении нагрузки на нее в n раз (задача типа 12.5, с. 114 [4]).

 

Таблица 8

Вариант Исходные данные п f / l (рис. 8)
L, мм h, мм b, мм Материал е, мм
сосна, 1 с 1,5 1/5
лиственница, 2 с 2,5 1/6
пихта, 1 с 3,0 1/5
сосна, 2 с 3,0 1/6
ель, 1 с 1,5 1/5
лиственница, 2 с 1,5 1/6
ель, 1 с 2,5 1/5
пихта, 2 с 2,0 1/6
лиственница, 1 с 3,5 1/5
сосна, 1 с 3,5 1/6

 

Продольная сжимающая сила в стойкеV = 1,25 ql

(в учебном пособии [4] издания 1999 года здесь допущена ошибка: в этой формуле на с. 113 и 115 этого пособия не должно быть «2» в знаменателе)

Продольная растягивающая сила в подпружной цепи Nш = 1,25 ql / 2sinα

Продольная сжимающая сила в балке Nб = 1,25 ql / 2tgα

Рис. 8Расчетная схема шпренгельной балки

В. ВАРИАНТЫ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Таблица 9






Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 110; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.092 с.) Главная | Обратная связь