Особенности расчета балок композитного сечения

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 10Следующая ⇒

4.36 Изгибающие моменты, усилия и напряжения в элементах композитной балки следует, в общем случае, определять суммированием силовых факторов, возникающих на различных стадиях и этапах работы, соответствующих условиям возведения и загружения конструкции.

Для нахождения изгибающих моментов, сдвигающих и отрывающих усилий между железобетоном и деревом, внутренних напряжений, а также при определении общих деформаций работа бетона принимается, как правило, упругой, независимо от величины и знака напряжений в бетоне. При этом в необходимых случаях учитывается ползучесть бетона.

4.37 В расчетах композитных балок, выполняемых в предположении упругости бетона, следует использовать приведенные к древесине геометрические характеристики поперечных сечений этих балок.

, (52)

где Е_b - модуль упругости железобетона;

Е - модуль упругости древесины вдоль волокон.

Высота деревянного ребра принимается равной:

(1/15-1/25)l - для разрезных балок;

(1/20-1/30)l - для неразрезных балок, где l - пролет балок.

Толщина железобетонной плиты принимается равной 80-150 мм. Угол наклона вклеенных анкеров a = 30-45°.

Расстояния между осями вклеенных анкеров вдоль волокон (см. рисунок 17) следует принимать не менее:

S₁ = 14d при a = 30°;

S₂= 10d при a = 45°.

Расстояние от оси анкера до торца по направлению волокон следует принимать не менее 5d.

Расстояния в направлении поперек волокон следует принимать:

S₂ ≥ 3d - между осями анкеров;

S₃ ≥ 2d, но не менее 30 мм - от оси анкера до кромки.

4.38 Расчет ведется в 2 стадии:

1-я стадия - расчет деревянного ребра на вес железобетонной плиты;

2-я стадия - расчет на постоянные и временные нагрузки.

4.39 Напряжения по нижней грани деревянного ребра проверяют по формуле

, (53)

где - напряжение в ребре на первой стадии;

- напряжение в ребре на второй стадии;

М₁ - изгибающий момент от веса железобетонной плиты;

М₂ - изгибающий момент от расчетной нагрузки (кроме веса железобетонной плиты);

W_д - момент сопротивления деревянного ребра;

- момент сопротивления композитного сечения, приведенного к древесине;

у - расстояние от нейтральной оси приведенного сечения по нижней грани балки.

4.40 Напряжения по верхней грани железобетонной плиты проверяют по формуле

, (54)

где W_b.пр - момент сопротивления композитного сечения, приведенного к бетону;

R_b - расчетное сопротивление бетона растяжению.

4.41 Расчетная ширина железобетонной плиты принимается равной расстоянию между ребрами, но не более 1/6 пролета. При толщине плиты менее 1/10 высоты композитной балки расчетная ширина свеса принимается не более 6-кратной толщины плиты.

4.42 Требуемое число анкеров определяется из расчета на сдвиг по плоскости скалывания плиты и ребер.

Несущая способность одного анкера на сдвиг определяется по формуле

, (55)

где F_а - площадь поперечного сечения анкера;

R_а - расчетное сопротивление материала анкера на растяжение;

d - номинальный диаметр анкера;

R_b - расчетное сопротивление бетона на осевое сжатие (призменная прочность).

Расчет соединений элементов деревянных конструкций

Общие указания

5.1 Действующее на соединение (связь) усилие не должно превышать расчетной несущей способности соединения (связи) Т.

5.2 Расчетную несущую способность соединений, работающих на смятие и скалывание, следует определять по формулам:

а) из условия смятия древесины

; (56)

б) из условия скалывания древесины

, (57)

где F_см - расчетная площадь смятия;

F_ск - расчетная площадь скалывания;

R_смα - расчетное сопротивление древесины смятию под углом α к направлению волокон;

R_ск^ср - расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон, определяемое в п. 5.3.

При использовании древесины из однонаправленного шпона в формулах (56) и (57) следует использовать соответствующие значения и .

5.3 Среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины скалыванию следует определять по формуле

, (58)

где R_ск - расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон (при расчете по максимальному напряжению); или - для древесины из однонаправленного шпона;

l_ск - расчетная длина плоскости скалывания, принимаемая не более 10-кратной глубины врезки в элемент;

е - плечо сил скалывания, принимаемое равным 0, 5h при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (рис. 5, а) и 0, 25h при расчете симметрично загруженных элементов с симметричной врезкой (рис. 5, б); (h - полная высота поперечного сечения элемента);

β - коэффициент, принимаемый равным 0, 25 при расчете соединений, работающих по схеме, показанной на рис. 5, г и β = 0, 125 при расчете соединений, работающих по схеме согласно рис. 5, в, если обеспечено обжатие по плоскостям скалывания.

Отношение l_ск/е должно быть не менее 3.

а - несимметричная; б - симметричная; в, г - схемы скалывания в соединениях

Рисунок 5 - Врезки в элементах соединений

Клеевые соединения

5.4 При расчете конструкций клеевые соединения следует рассматривать как неподатливые соединения.

5.5 Клеевые соединения следует использовать:

а) для стыкования отдельных слоев на зубчатом соединении (рисунок 6, а);

б) для образования сплошного сечения (пакетов) путем сплачивания слоев по высоте и ширине сечения. При этом по ширине пакета швы склеиваемых кромок в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на толщину слоя 5 по отношению друг к другу (рисунок 6, б). По длине пакета зубчатые шипы в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на 5-кратную толщину слоя. При этом в одном сечении пакета не должно совпадать более 25 % слоев с зубчатыми шипами, кроме крайних слоев растянутой зоны изгибаемых элементов, где допускается совпадение не более двух слоев;

в) для стыкования клееных пакетов, сопрягаемых под углом на зубчатый шип по всей высоте сечения (рисунок 6, в). Величина внутреннего угла между осями сопрягаемых под углом элементов должна быть не менее 104°.

а - при стыковании отдельных слоев по длине зубчатым шипом, выходящим на пласть; б - при образовании пакетов и сплачивании по пласти и кромке; в - при стыковании клееных элементов под углом зубчатым шипом

Рисунок 6 - Клеевые соединения

5.6 Применение усового соединения допускается для фанеры вдоль волокон наружных слоев. Длину усового соединения следует принимать не менее 10-кратной толщины стыкуемых элементов.

5.7 Толщину склеиваемых слоев в элементах, как правило, следует принимать не более 33 мм. В прямолинейных элементах допускается толщина слоев до 42 мм при условии устройства в них продольных прорезей.

5.8 В клееных элементах из фанеры с древесиной не следует применять доски шириной более 100 мм при склеивании их с фанерой и более 150 мм - в примыканиях элементов под углом от 30 до 45°.

Примечание - Соединения на вклеенных стержнях рассмотрены в пп. 5.30-5.45.

Соединения на врубках

5.9 Узловые соединения элементов из брусьев и круглого леса на лобовых врубках следует выполнять с одним зубом (рисунок 7).

Рабочая плоскость смятия во врубках при соединении элементов, не испытывающих поперечного изгиба, должна располагаться перпендикулярно оси примыкающего сжатого элемента. Если примыкающий элемент помимо сжатия испытывает поперечный изгиб, рабочую плоскость смятия во врубках следует располагать перпендикулярно равнодействующей осевой и поперечной сил.

Элементы, соединяемые на лобовых врубках, должны быть стянуты болтами.

Рисунок 7 - Лобовая врубка с одним зубом

5.10 Лобовые врубки следует рассчитывать на скалывание согласно указаниям пп. 5.2 и 5.3, принимая расчетное сопротивление скалыванию по п. 5 таблицы 3.

5.11 Длину плоскости скалывания лобовых врубок следует принимать не менее 1, 5h, где h - полная высота сечения скалываемого элемента.

Глубину врубки следует принимать не более ¹/₄h в промежуточных узлах сквозных конструкций и не более ¹/₃h в остальных случаях, при этом глубина врубок h₁ в брусьях должна быть не менее 2 см, а в круглых лесоматериалах - не менее 3 см.

5.12 Расчет на смятие лобовых врубок с одним зубом следует производить по плоскости смятия (см. рисунок 7). Угол смятия древесины a следует принимать равным углу между направлениями сминающего усилия и волокон сминаемого элемента.

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом к волокнам для лобовых врубок следует определять по формуле (2) примечания 2 к таблице 3 независимо от размеров площади смятия.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒