ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Расчет элементов цельного сечения

2.2.1. Расскажите о предельном состоянии, и расчете центрально-растянутого деревянного элемента. Приведите примеры использования таких стержней в конструкциях зданий и сооружений

Центрально-растянутым (рис. 2.1) считается элемент, испы­тывающий действие растягивающей силы, создающей нормаль­ные напряжения, равномерно распределенные по всему его по­перечному сечению (не имеющему, ослаблений или ослабленно­му). Древесина работает на растяжение почти как упругий

Рис. 2.1 Центрально-растянутый элемент: а – не имеющий ослаблений; б – с ослаблениями в расчетном сечении

 

 

ма­териал и имеет достаточно высокую прочность. Для растяну­тых деревянных элементов характерно почти мгновенное раз­рушение от разрыва наименее прочных волокон, который про­исходит практически без проявления заметных дополнительных деформаций. Поэтому единственным условием при расчете центрально-растянутых стержней является обеспечение проч­ности, т. е. выполнение условия первой группы предельных со­стояний.

(2.9)

 

где N — растягивающая сила от расчетных нагрузок;

Fнт — площадь нетто поперечного сечения стержня;

Rр — расчетное сопротивление древесины растяжению.

 

Согласно требованию Норм, площадь нетто здесь определяется за вычетом площади всех ослаблений, находящихся на длине 20 см. Причину этого легко понять, если помнить о неоднородностях строения древесины и наличии допустимых поро­ков в реальных растянутых элементах — разрушение может произойти не точно по поперечному сечению, а уступами или зигзагами именно на такой примерно длине (рис. 2.1б). Это является особенностью расчета деревянного растянутого эле­мента. Другой особенностью является учет влияния концентра­ции напряжений в ослабленном сечении путем снижения вели­чины расчетного сопротивления на 20 %, что достигается введе­нием коэффициента условий работы то = 0,8.

В конструкциях центрально-растянутые элементы встреча­ются в виде нижних поясов или растянутых раскосов деревян­ных ферм, деревянных подвесок или других подобных стерж­ней.

Учитывая хрупкий характер разрушения и сильное влияние пороков на прочность растянутого элемента, их изготавливают, как правило, из наиболее прочной древесины первого сорта с нормативным сопротивлением Rн=20МПа и расчетным сопро­тивлением R =10 МПа. При отсутствии такого материала до­пускается применять древесину второго сорта с R=7,0 МПа. Рекомендуется наиболее ответственные растянутые элементы проектировать площадью не менее 50 см2.

По деформациям растянутые элементы не проверяются. При необходимости подобрать сечение растянутого элемента или определить наибольшее усилие, которое может выдержать растянутый элемент, пользуются формулой (2.9), решенной относительно Fтр или N.

2.2.2. Покажите на примере, как проверить прочность центрально-растянутого деревянного элемента при известных усилиях, размерах поперечного сечения и условиях его эксплуатации

 

Исходные данные: расчетное усилие N = 80кН; материал — лиственница европейская, второго сорта; растянутым элементом является раскос многоугольной металлодаревянной фермы, эксплуатируемой в помещении с t = 18°C при j = 60%; доля постоянных и временных длительных нагрузок, действующих на покрытие, составляет 70% от суммарной; коэффициент надежности по назначению gn = 0,95; расчетная схема и сечение раскоса приведены на рис. 2.2.

 

Рис. 2.2. Центрально-растянутый элемент, ослабленный отверстиями под болты

 

 

Решение

Определяются класс условий эксплуа­тации (в дальнейшем КУЭ) конструкции по табл. 1 [1]. Согласно задания – КУЭ – 1, подкласс – 1.2.

Определяется величина расчетного сопротивления древеси­ны европейской лиственницы второго сорта на растяжение вдоль волокна с учетом коэффициентов условий работы. Со­гласно табл. 3 и п. 5.2 [1]

Определяется площадь нетто расчетного сечения раскоса. Поскольку отверстия расположены на расстоянии более 200 мм друг от друга, учитывается ослабление одним отверстием:

Проверяется прочность раскоса в ослабленном отверстием сечении с учетом назначения конструкций (здесь gn введен в усилия)

 

Вывод: Прочность раскоса обеспечена.

2.2.3. Расскажите о предельных состояниях центрально-сжатых деревянных элементов. Приведите примеры использования таких стержней в конструкциях. Что такое «короткий» и «длинный» стержень? На что и как это влияет?

На центральное сжатие могут работать деревянные колон­ны, стойки, подкосы, верхние пояса и отдельные стержни ферм. В сечениях сжатого стержня возникают нормальные напряже­ния, равномерно распределенные по всему поперечному сече­нию (рис. 2.3б). Сжатые деревянные стержни работают более надежно, чем растянутые, и разрушаются только после замет­ных деформаций. Это результат потери местной устойчивости стенок наиболее слабых клеток, выражается образованием ха­рактерной складки на поверхности элемента (рис. 2.3 в).

Рис. 2.3. Центрально-сжатые элементы: а–возможные варианты стержней и их ослаблений; б –характер разрушения от потери устойчивости сжатых и разрыва растянутых волокон: 1-без ослаблений; 2- площадь ослабления более 25% от всего сечения; 3- ослабления вышли на кромки сечения; 4- ослабление площадью менее 25% от всего сечения

 

Од­нако такой характер разрушения наблюдается лишь в случае, когда нормальные напряжения в стержне превышают величи­ну, соответствующую пределу упругой работы древесины, и пе­реходят в область упругопластической работы древесины. Это возможно только тогда, когда гибкость работающего стержня очень мала. При значительных гибкостях деревянные стержни разрушаются задолго до того, когда напряжения в них достиг­нут предела прочности (или расчетного сопротивления). Это происходит из-за общей потери устойчивости стержней. Поэто­му деревянные сжатые стержни принято делить на «корот­кие» — длиной менее 7 наименьших размеров попе

речного сечения, и «длинные» — большей длины. Первые достаточно про­верить лишь на прочность, а вторые требуют проверки как на прочность, так и на устойчивость.

Проверка на прочность осуществляется по формуле

(2.10) Проверка на устойчивость имеет вид . (2.11)

Здесь - коэффициент продольного изгиба; - расчетная площадь поперечного сечения, принимаемая равной либо Fбр, если ослаблений нет или их меньше 25% Fбр, либо 4/3 Fнт, если ослаблений более 25% Fбр, либо Fнт, если ослабления выходят на кромки симметрично.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти