Стержни, работающие на вдавливание или выдергивание поперек волокон древесины

9.6.3.1 Расчетную несущую способность соединения на вклеенных поперек волокон стержнях (рисунок 9.10), работающих на вдавливание или выдергивание, следует определять по формуле

R_d = f_{sv, 90, d} ∙ k_s ∙ k_nF ∙ pd_о ∙ l_d ∙ nk_n4 ∙ k_n5 ∙ k_n6, (9.22)

где f_{sv, 90, d} — расчетное сопротивление древесины срезу поперек волокон в соединении с круглыми арматурными стержнями периодического профиля, принимаемое для древесины сосны и ели равным 4, 5 МПа;

k_s — коэффициент, учитывающий снижение несущей способности соединения в зависимости от вида напряженного состояния в зоне установки стержней (сжатой или растянутой);

k_nF — коэффициент, учитывающий направление приложения усилия к стержню (сжатие или растяжение);

d_о — диаметр отверстия под вклеенный стержень, м;

l_d — расчетная длина заделываемой части стержня, м;

n — количество стержней;

k_n4 — коэффициент, учитывающий неравномерность напряжений сдвига в зависимости
от длины заделываемой части стержня;

k_n5 — коэффициент, учитывающий изменение расчетного сопротивления древесины срезу поперек волокон в зависимости от диаметра стержней;

k_n6 — коэффициент, учитывающий неравномерность нагружения стержней.

9.6.3.2 Для выдергиваемых из древесины стержней при работе их в зоне растягивающих напряжений, действующих вдоль волокон древесины элемента конструкции, значения коэффициента k_σ следует определять по формуле

k_s = 1 – 0, 01s_{t max, 0, d}, (9.23)

где s_{t max, 0, d} — максимальные растягивающие напряжения, МПа.

При работе в сжатой зоне, а также для стержней, работающих на вдавливание, k_s = 1.

9.6.3.3 При вдавливаниистержней значение коэффициента k_nF следует принимать равным 1,
а при выдергивании — 0, 9.

Рисунок 9.10 — Схема расстановки вклеенных поперек волокон древесины стержней:

а — однорядная расстановка;

б — двухрядная расстановка

9.6.3.4 Значения коэффициентов k_n4 и k_n5 следует определять по формулам:

k_n4 = 1 – 0, 01l_d /d, (9.24)

k_n5 = 1, 12 – 10d, (9.25)

где d — номинальный диаметр стержня, м;

l_d — расчетная длина стержня, м.

9.6.3.5 Значения коэффициента k_n6 принимают по таблице 9.8.

Таблица 9.8 — Значения коэффициента k_n6

Условия передачи нагрузки	Количество поперечных рядов стержней
Количество стержней в ряду
Вдавливание с центрирующей прокладкой		0, 9	0, 85	0, 80	0, 75
Вдавливание без центрирующей прокладки		0, 9	0, 85	0, 75	0, 70
Выдергивание		0, 9	0, 85	0, 60	0, 55

 

9.6.3.6 Длина заделываемой части стержня должна быть не менее 100 мм.

9.6.3.7 Минимальные расстояния между осями стержней принимают по таблице 9.9. Обозначения приведены на рисунках 9.9, 9.10.

Таблица 9.9 — Минимальные расстояния между осями стержней

Направление	Расстояние
Вдоль волокон между осями стержней и до торца элемента S1	3, 5d
Поперек волокон между осями стержней S2	2d
Поперек волокон до кромки элемента S3	1, 5d

Наклонно вклеенные стержни и их соединения

9.6.4.1 Наклонно вклеенные стержни следует применять для восприятия главных растягивающих напряжений s₁ в элементах деревянных конструкций (приопорные участки большепролетных клееных деревянных конструкций с соотношением h/b ³ 4, криволинейные участки изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов).

9.6.4.2 Стержни должны вклеиваться под углом от 30° до 45° к волокнам древесины. Процент армирования принимается от 0, 1 % до 1 % сечения деревянного элемента конструкции.

9.6.4.3 Для изгибаемых элементов шаг расстановки наклонно вклеенных стержней вдоль волокон древесины S₁ следует определять по формуле (9.26), и он должен быть не менее 12d и не более h.

, (9.26)

где h — высота поперечного сечения элемента на участке армирования, м;

— расчетное значение касательных напряжений, определяемых по формуле (7.15), МПа;

m = A_a /(bh) — процент армирования;

f_{sv, a, d} — расчетное сопротивление древесины срезу под углом a от 30° до 45° к волокнам в соединении с круглыми арматурными стержнями периодического профиля, принимаемое для древесины сосны и ели равным 3, 5 МПа.

9.6.4.4 При высоте поперечного сечения элемента более 1 м, допускается армирование встречными стержнями, ввинченными или вклеенными в древесину с перехлестом не менее 10d и смещением на (3–5)d (рисунок 9.11).

1 — дощатоклееная балка; 2 — поперечно вклеенные стержни;

3 — наклонно ввинченные или вклеенные стержни

Рисунок 9.11 — Схема армирования балки

9.6.4.5 Жесткие и шарнирные узловые сопряжения клееных деревянных конструкций целесообразно выполнять с помощью закладных деталей, состоящих из V-образных анкеров, вклеенных
в древесину, и анкерных стальных пластин, сваренных между собой. Стержни анкера необходимо располагать таким образом, чтобы один из двух стержней был вклеен под углом 45° к волокнам древесины и испытывал растяжение, а второй располагался под углом 90° к первому и работал на сжатие.

9.6.4.6 В сопряжениях с V-образными анкерами (рисунок 9.12) усилия в пластине определяются из статического расчета узла. Расчет вклеенных стержней анкера следует производить на усилия, полученные путем их разложения в пластине по направлению стержней из условия (9.22), в котором вместо f_{sv, 90, d} принимается f_{sv, a, d} = 3, 5 МПа. При этом конструктивную длину вклеивания стержней следует принимать не менее 0, 6h для сжатых и не менее 20d — для растянутых стержней.

1 — элементы конструкции;

2 — наклонно вклеенные стержни (V-образные анкеры);

3 — поперечно вклеенные стержни; 4 — стальные пластины

Рисунок 9.12 — Схема узла сопряжения деревянных элементов конструкций с V-образными анкерами

9.6.4.7 Нормальные напряжения в растянутых и сжатых стержнях не должны превышать расчетных сопротивлений арматуры соответственно растяжению и сжатию.

Вклеенные стальные нагели

9.6.5.1 Расчетную несущую способность на сдвиг вклеенного нагеля из стальной арматуры периодического профиля на один шов определяют по формуле (9.12) по правилам, приведенным
в 9.4.1.2 – 9.4.1.12. За диаметр нагеля d принимается номинальный диаметр стержня, за t₁ в формуле (9.13) — длина заделки l_d.

9.6.5.2 Для нагелей из арматуры класса S400 необходимо принимать следующие значения расчетных характеристик:

— сопротивление изгибу нагеля f_{n, d} — 25 МПа;

— коэффициент k_n — 0, 0894;

— коэффициент b_{n, max} — 0, 6928.

9.6.5.3 Глубина заделки стержня должна быть не менее 6d.

9.6.5.4 Минимальные расстояния между осями вклеенных нагелей следует принимать по таб­лице 9.10 в соответствии с обозначениями, приведенными на рисунке 9.13.

Рисунок 9.13 — Соединение на вклеенных стальных нагелях:

а — шахматная расстановка;

Б — двухрядная расстановка

Таблица 9.10 — Минимальные расстояния между осями нагелей

Направление	Расстояние
Вдоль волокон между осями нагелей и до торца элемента S1	8dо
Поперек волокон при двухрядном расположении:
между осями нагелей S2	3dо
до кромки элемента S3	3, 5dо
Поперек волокон при шахматном расположении:
между осями нагелей S2 и до кромки элемента S3	3dо
Примечание — dо — диаметр отверстия под вклеенный нагель.

10 Основные требования по конструированию и расчету деревянных конструкций

10.1 Общие требования

10.1.1 При проектировании деревянных конструкций следует:

а) учитывать производственные возможности предприятий-изготовителей деревянных конструкций;

б) учитывать возможности транспортных средств;

в) использовать древесину с наименьшими отходами и потерями;

г) предусматривать меры по обеспечению устойчивости и неизменяемости отдельных конструкций и всего здания или сооружения в целом в процессе монтажа и эксплуатации.

10.1.2 При конструировании деревянных конструкций должны соблюдаться требования разделов 5–10.

10.1.3 Приопорные зоны большепролетных клееных деревянных конструкций с соотношением h/b ³ 4, а также участки в местах действия сосредоточенных сил, кроме требований разделов 7–9, должны быть рассчитаны на прочность по главным площадкам с учетом всех компонент плоского напряженного состояния.

10.1.3.1 Расчет на прочность клееных деревянных конструкций с учетом всех компонент плоского напряженного состояния производят по формуле

(10.1)

где s₁ — значение главного растягивающего напряжения;

s_х, s_у и t_ху — компоненты плоского напряженного состояния;

f_{t, a, d} — расчетное значение сопротивления древесины при растяжении под углом a
к направлению волокон.

Здесь f_{t, a, d} определяют по формуле

(10.2)

где В = f_{t, 0, d} /f_{t, 45, d} – (1 + k)/4;

k = f_{t, 0, d} /f_{t, 90, d}.

Компоненты плоского напряженного состояния s_х и t_ху определяют в соответствии с требова­ниями 7.4 и 7.6.

10.1.3.2 Угол наклона a направления главного растягивающего напряжения s₁ к волокнам древесины определяют по формулам:

при sх – sу > 0,	a = 0, 5arctg[2tху /(sх – sу)],	(10.3)
при sх – sу = 0,	a = 45°,	(10.4)
при sх – sу < 0,	a = 0, 5 ∙ [180 – arctg(2tху /(sх – sу))].	(10.5)

10.1.3.3 Величины напряжений s_y, сопоставимые с прочностными характеристиками клееной древесины и фанеры, определяют:

а) в приопорных зонах и в окрестностях действия сосредоточенных поперечных сил на расстояниях, равных высоте поперечного сечения h от линии действия опорной реакции или сосредоточенной силы F:

(10.6)

где — ордината положительной части кривой распределения от единичной сосредоточенной силы;

h — высота поперечного сечения.

При определяют по формуле

(10.7)

где у — расстояние от нейтрального слоя до рассматриваемой фибры.

При рассмотрении участка между двумя сосредоточенными силами, отстоящими друг от друга на расстоянии l ³ h, усилия суммируются (например, опорная реакция и сосредоточенная поперечная сила F);

б) на скошенных кромках под углом a_sk к направлению волокон дополнительные напряжения на площадках, параллельных волокнам, определяют по формулам:

, , (10.8)

где s_х — напряжения, действующие вдоль волокон древесины;

a_sk — угол между линией скоса и направлением волокон древесины;

в) в сжато-изогнутых и внецентренно сжатых элементах клееных деревянных конструкций дополнительные касательные напряжения определяют по формуле

, (10.9)

где N — продольное сжимающее усилие;

е — эксцентриситет передачи усилия N;

b, h — соответственно ширина и высота поперечного сечения элемента.

При этом эксцентриситет е не должен превышать 0, 15h.

10.1.4 В необходимых случаях прочность клееных деревянных конструкций, кроме увеличения геометрических размеров поперечных сечений, может быть обеспечена локализацией главных растягивающих напряжений с помощью ввинченных, в предварительно просверленные под углом от 30° до 45° к волокнам древесины отверстия, стальных винтов или вклеенных стержней (стальных класса S400, стеклопластиковых различных марок первой группы, углепластиковых и др.).

10.1.5 Усилие растяжения стержней N_t в окрестностях действия сосредоточенных поперечных сил определяют по формуле

(10.10)

где N_t — усилие растяжения, приходящееся на стержни;

l_t — длина опасной зоны, которая колеблется в зависимости от вида нагрузок и очертания элемента конструкции и находится в пределах (0, 8–2, 5)h.

10.1.6 Для элементов постоянной высоты h и при равномерно распределенной нагрузке l_t = 1, 2h.

10.1.7 Криволинейные (гнутые) участки (рисунок 10.1) клееных деревянных конструкций, изгибаемых моментом М, уменьшающим их кривизну, следует рассчитывать по формулам кривых брусьев:

а) по тангенциальным нормальным напряжениям на внутренней и внешней кромках бруса:

(10.11)

(10.12)

где s_{q, int}, s_{q, ext} — соответственно тангенциальные нормальные напряжения на внутренней и внеш­ней кромках бруса;

М_d — расчетный изгибающий момент;

r₀ — радиус кривизны нейтрального слоя;

r₁ и r₂ — соответственно радиусы кривизны нижней (ближней к центру кривизны) и верх­ней кромок бруса;

А — площадь поперечного сечения кривого бруса;

у₀ = l/(A ∙ r) — смещение нейтрального слоя от геометрической оси криволинейного участка;

f_{m, d} — расчетное сопротивление древесины изгибу;

б) по максимальным радиальным нормальным напряжениям

(10.13)

Рисунок 10.1 — Расчетная схема кривого бруса при чистом изгибе

10.1.8 Сжато-изгибаемые элементы с криволинейными участками рассчитывают по формулам кривых брусьев:

а) на сжатой кромке

(10.14)

б) на растянутой кромке

(10.15)

10.1.9 Допускается без увеличения геометрических размеров и радиуса кривизны на криволинейных участках, когда условие формулы (10.13) не выполняется, постановка ввинченных или вклеенных стержней, воспринимающих s_{r, max}. В этом случае усилие, приходящееся на стержни, определяют по формуле

(10.16)

где l₁ — длина хорды криволинейного участка по внутренней кромке бруса.

10.2 Настилы, обрешетки и прогоны

10.2.1 Расчет настилов, обрешеток и прогонов, работающих на изгиб, следует производить по двум предельным состояниям.

10.2.2 Настилы и обрешетки под кровлю следует рассчитывать как балки (по двухпролетной схеме) на следующие сочетания нагрузок:

а) постоянная и временная от снега — расчет на прочность и жесткость;

б) постоянная и временная от сосредоточенного груза 1 кН с умножением последней на коэффициент надежности по нагрузке, равный 1, 2, — расчет только на прочность.

10.2.3 При сплошном настиле или при разреженном настиле с расстоянием между осями досок или брусков не более 150 мм нагрузку от сосредоточенного груза следует передавать на две доски или на два бруска, а при расстоянии более 150 мм — на одну доску или брусок. При двойном настиле (рабочем и защитном, направленном под углом к рабочему) сосредоточенный груз следует распределять на ширину 500 мм рабочего настила.

10.2.4 Прогоны в покрытиях зданий и сооружений рекомендуется применять спаренными или консольно-балочной конструкции. Шарниры консольно-балочных прогонов следует располагать попарно через пролет, выполняя их в виде косого прируба.

В спаренных многопролетных прогонах из двух досок на ребро стыки досок следует располагать вразбежку на расстоянии 0, 2l от опоры.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Cosa Nostra история сицилийской мафии
2. F73.04 Умственная отсталость глубокая с указанием на отсутствие или слабую выраженность нарушения поведения, связанная с хромосомными нарушениями
3. F78.81 Другие формы умственной отсталости с другими нарушениями поведения, обусловленные предшествующей инфекцией или интоксикацией
4. F95.1 Хронические моторные тики или вокализмы.
5. Homo ergaster, или Мальчик из Турканы.
6. I Происхождение человека и цивилизации
7. II. Тип цикличного цивилизационного развития (восточный тип).
8. Mои прабабушка и прадедушка прожили долгую и дружную жизнь
9. S:Укажите верную характеристику предложения: Вода была теплей воздуха, и парное тепло от разгоряченных водяных туш усиливало ощущение одухотворенности природы - море казалось живым.(В.Гроссман)
10. Selegilin – Селегилин (Депренил)
11. V. Кибернетические (или постбиологические) методы достижения бессмертия (искусственная жизнь “в силиконе”)
12. VIII. Запятые при словах и группах слов, ограничивающих или уточняющих другие слова в предложении