- для навантажень, прилеглих до кінця елемента (рисунок 11.3 а)

(11.7)

(рисунок 6.3 б)

(11.8)

де h - висота перерізу елемента або 40 мм; приймається більша з величин.

Для елементів з дискретними опорами за умови, що а > h і lx > 2h (рисунок 11.3 в), робоча довжина обчислюється, як

(11.9)

де h - висота перерізу елемента або 40 мм; приймається більша з величин.

  1. Для елемента з висотою перерізу h > 2b, завантаженого зосередженою стискальною силою з двох протилежних сторін, як показано на рисунку 11.46, або стискальною зосередженою силою з однієї сторони і постійною опорою з іншої (рисунок 11.4а), коефіцієнт кс)90 повинен обчислюватись при забезпеченні виконання наступних умов:
  • стискальна сила прикладена по всій ширині b елемента;
  • довжина зони контакту І менша більшої з величин h або 100 мм:

(11.10)

де І -довжина зони контакту згідно з рисунком 11.4;

lej - фактична довжина розподілу згідно з рисунком 11.4.

Фактична довжина розподілу не повинна поширюватись більше ніж на / або за грань довжини зони контакту.

  1. Для елементів, чия висота перерізу змінюється лінійно за опору (наприклад, нижні пояси ферм у опорному вузлі), h повинна дорівнювати висоті елемента біля осі опори, а фактична довжина lej дорівнює довжині контакту /.

К-НЧ

Шіі

/1

:3

А

aw***?*»*

ішт?

Г .

кч-кч

Ш ШІІ

/1:3 ї '*

11'

і Ьяш

. V.

h >2,56

<1

11Ш.

/ 1:3

TO

4

-4 ►

k-'h

j

h

2h>5b

a - b/h > 2,5 при суцільній опорі; б - при дискретній опорі

Рисунок 11.4 - Визначення робочих довжин для елементів

  1. Згин
  2. Повинні задовольнятись наступні умови:

^у£+кт^мА< (п.п)

fm,y,dfm,z,d

km^l£ +(11.12)

fm,y,d fm,z,d

Де Gm y,d'Gm zd~ розрахункові напруження згину відносно головних осей, як показано на рисунку 11.1;

fm у d> fm z d ~ відповідні розрахункові опори на згин.

Примітка. Коефіцієнт кт враховує перерозподіл напружень і вплив неоднорідності матеріалу у поперечному перерізі.

  1. Значення коефіцієнта кт повинні прийматись:

- для цільної деревини, клеєної деревини і фанерованих пиломатеріалів (LVL) для прямокутних перерізів- кт = 0,7;

для інших перерізів-кт=1,0.

Для решти конструкційних виробів на основі деревини та всіх перерізів кт = 1,0.

  1. Необхідно виконувати перевірку за умовою хиткості (11.3).
  2. Зсув
  3. Для зсуву з компонентою напружень паралельною волокну (рисунок 11.5 а), а також для зсуву з обома компонентами напружень перпендикулярно до волокна (рисунок 11.5 б) повинна

задовольнятись наступна умова:

де т j - розрахункове напруження зсуву;

fv ^ - розрахунковий опір зсуву для конкретних умов.

Примітка. Розрахунковий опір зсуву при коченні приблизно дорівнює подвійній величині опору на розтяг перпендикулярно до волокна.

Рисунок 11.5 - Елемент із складовою напруження зсуву, паралельною волокну (а); елемент з обома компонентами напружень (б), перпендикулярними до волокна (зсув кочення)

  1. Біля опор внеском у загальне зусилля зсуву зосередженої сили F, що діє на верхню сторону балки в межах відстані h або hejr від грані опори, можна знехтувати (рисунок 11.6). Для балок із врубами на опорах таке зменшення зусиль зсуву застосовується, якщо вруб знаходиться з протилежної від опори сторони.

'I

з

f4

h

и.

Рисунок 11.6 - Умови на опорі, за яких можна знехтувати зосередженою силою F

при визначенні зусиль зсуву

  1. Кручення
  2. Повинні задовольнятись наступні умови:

<

(11.14)

^tor,d — ^shapefv,d ’

при

1,2

(11.15)

shape

min

1+0,15-

b

2,0

де x(or - розрахункове напруження при крученні;

fv,d~ розрахунковий опір зсуву;

Khape- коефіцієнт, що залежить від форми поперечного перерізу;

h- більший розмір поперечного перерізу;

b- менший розмір поперечного перерізу.

  1. Розрахунок поперечних перерізів на дію складного напруженого стану
  2. Загальні положення
  3. Підрозділ 11.2 застосовується для прямої цільної деревини, дощато-клеєної або конструкційних виробів на основі деревини постійного поперечного перерізу, волокна якої практично паралельні довжині елемента. Припускається, що елемент піддається дії напружень від складних дій або напружень, що діють у напрямі двох або трьох його головних осей.
  4. Стискальні напруження під кутом до волокна
  5. Повинна враховуватись взаємодія між стискальними напруженнями у двох або більше напрямах.
  6. Стискальні напруження під кутом а до волокна (рисунок 11.7) повинні задовольняти

наступні вирази:

(11.16)

fc,Q,d

®c,a,d —'

sin2 a + cos2 a

^c,90 fc,90,d

де ac d - стискальні напруження під кутом а до волокна;

кс %-коефіцієнт,наведенийу 11.1.5, який враховує вплив будь-яких напружень,

перпендикулярних до волокна.

Рисунок 11.7 - Стискальні напруження під кутом до волокна

  1. Спільна дія згину та осьового розтягу
  2. Повинні задовольнятись наступні умови:

U ,o,d

(11.17)

®m,y,d , ®m,z,d

- + k,„<1,

ft,Q,d fm,y,dfm,z,d

a

t,o, d

(11.18)

+ k„

ft,0,dfm,y,dfm,z,d

11.2.3.2 Застосовуються величини km, наведені у 11.1.6. 11.2.4 Спільна дія згину та осьового стиску 11.2.4.1 Повинні задовольнятись наступні умови:

* m,y,d ® m,z, d

+ <1.

/ 2 °c,0,d

m.z, d fm,z,d

m,y,d

fm,y,d

(11.19)

+ k„

<1,

+ -

fc, 0,

f Л2 ac,0,d

(11.20)

+ k„

+ •

f,

f,

fc,0,c

m,z,d

®m,y,d ®m,z,d

m,y,d

<1.

  1. Застосовуються величини km , наведені у 11.1.6.
  2. Стійкість елементів
  3. Загальні положення
  4. Згинальні напруження, спричинені початковою кривизною, ексцентриситетами і прогинами, що виникли, повинні враховуватись на додаток до напружень від будь-якого поперечного навантаження.
  5. Стійкість колон і поперечна стійкість на кручення повинні перевірятись із застосуванням нормативних характеристик, наприклад, Н0,05-
  6. Стійкість колон на дію стиску або спільну дію стиску і згину повинна перевірятись відповідно до 11.3.2.
  7. Поперечна стійкість на кручення балок під дією згину або спільно згину та стиску повинна перевірятись відповідно до 11.3.3.
  8. Стійкість колон на дію стиску або спільну дію стиску і згину

X у

j fc,0,k

71

£о,05

kz І

fc,0,k

J

£q,05

  1. Відносна гнучкість повинна визначатись, як

(П-22)

71 у £<5,05

де Ху іХге1<у - гнучкість при згині відносно осі у (прогин у напрямку осі z);

Хг і Xrel z - гнучкість при згині відносно осі z (прогин у напрямку осі у);

£q,05- п’ятивідсоткова величина модуля пружності паралельно волокнам.

  1. Якщо значення гнучкості Xrdz < 0,3 і Xrd < 0,3, то напруження повинні задовольняти вирази (11.19) і (11.20).
  2. У всіх інших випадках, які будуть зростати внаслідок прогину, повинні задовольнятися наступні умови:

CTc,0,rf®m,y,d, Cm,z,d..

+ —+km <1,(11.23)

^c>yfc,Q,dfm,y,dfm,z,d

ac,0,d . am,y,d ®m,z,d

+ km ——-— + — <1.(11.24)

kc ,zfc ,0,dfm,y,d fm,z,d

де kc y = 1 ,(11.25)

ky +yjky - Xrei y

kCiZ= 2 (11.26)

kz +yjkz — kreiz

ky =0,5(1 +Pc(Kcl,y- 0,3) +4/,y).(11-27)

kz =0,5(l + Vc(Xrel>z-0,3) +X.2re(>z),(11.28)

(3C-коефіцієнтдля елементів у межах прямолінійності, визначених у розділі 10:

[0,2 для суцільної деревини с [0,1 для клеєної деревини і LVL

  1. Балки під дією згину або спільною дією згину і стиску
  2. Стійкість на поперечне кручення повинна перевірятись для обох випадків, коли виникає тільки момент Му відносно осі у, і при спільній дії моменту Му та стискальної сили Nc.
  3. Відносна гнучкість при згині повинна прийматись, як

(11-30)

У ®m,crit

де om>crit - критичне стискальне напруження, обчислене згідно з класичною теорією стійкості при застосуванні п’ятивідсоткових величин жорсткості.

Критичні стискальні напруження повинні визначатись, як

_My>Crit _К.у]Е0'05 h^0,05 I tor.

°m,crit ———>Ц1.31}

Wyef У

де £005 - величина модуля пружності при деформації, що дорівнює 0,05 %;

G0>05 - величина модуля зсуву при зсуві, що дорівнює 0,05 %;

Іг - менше значення моменту інерції відносно осі z;

Itor - момент інерції кручення;

Іе/ - розрахункова довжина балки у залежності від умов обпирання і конфігурації навантаження відповідно до таблиці 6.1;

Wy - більше значення моменту опору відносно у.

Для хвойних порід з цільним прямокутним перерізом ат сг/( повинні визначатись, як

0,78 b

£0,05.(11-32)

Ч/

де І)- ширина балки;

И- висота балки.

  1. У випадку, коли діє тільки момент Му відносно "сильної осі" у, напруження повинні задовольнятися виразом

®m,d —K'rit fm,d ’(11.33)

де от j - розрахункові згинальні напруження; fm d ~ розрахунковий опір згину;

kcrit - коефіцієнт, що враховує зниження опору згину внаслідок випучування із площини. Таблиця 11.1- Розрахункова довжина як співвідношення до прольоту

Тип балки

Тип навантаження

/*//•>

Балка на двох опорах

Постійний момент

1,0

Рівномірно розподілене навантаження

0,9

Зосереджена сили у середині прольоту

0,8

Консоль

Рівномірно розподілене навантаження

0,5

Зосереджена сила у вільному кінці

0,8

а) Співвідношення між фактичною довжиною lej' прольотом 1 є обґрунтованим для балок із закріпленими від кручення опорами і навантаженням біля центра ваги. Якщо навантаження прикладене до стиснутої грані балки, lef збільшується на 2h, при навантаженні до розтягнутої грані балки може збільшуватись на 0,5й.

  1. Для балок із початковим відхиленням від прямолінійності із площини в межах границь, визначених у розділі 10, kcrit може визначатись із виразу

1дляге1т<0,75

Рс =

1,56 - 0,75Х і для 0,75 < А.гс/< 1,4

(11.34)

—і—для1,4 < 7.гс/ ш

reljn

  1. Коефіцієнт kcrit для балок може прийматись 1,0, якщо переміщення їх стиснутих граней виключено на всій довжині, і виключені повороти від кручення на опорах.
  2. У випадку, коли має місце спільна дія моменту Му відносно "сильної" осі у і стискальної сили Nc, напруження повинні задовольняти наступну умову:

ґ2

Gm,d

+^<1,(11.35)

kcrit ft

WcW

m,d у

де amd - розрахункові згинальні напруження; ас d - розрахункові стискальні напруження; fc о d ~ розрахунковий опір стиску паралельно волокнам; ксл - визначається за виразом (11.26).

  1. Розрахунок поперечних перерізів елементів змінної або криволінійної форми
  2. Загальні положення
  3. Необхідно враховувати впливи спільної дії осьової сили та згинального моменту.
  4. Відповідні частини необхідно перевірити за 11.2 і 11.3.
  5. Напруження у поперечному перерізі від осьової сили можна визначати, як

N

aN=-,(11.36)

А

де с дг - осьове напруження;

N - осьова сила;

А- площа поперечного перерізу.

  1. ОЬноскатні балки
  2. Вплив нахилу на згинальні напруження паралельно площині повинен враховуватись.
  3. Розрахункові згинальні напруження<зт а d iam 0 d (рисунок 11.8) можуть прийматись.

як

6 М.

Vm,a,d=Vm,0j -—Г'(П-37)

ЬИ

У найбільш віддаленому волокні похилої грані напруження повинні задовольняти наступні умови:

Gm,a,d -km,afm,d ’(11.38)

де от а d - розрахункове згинальне напруження під кутом до волокна; fm d ~ розрахунковий опір згину; кт,а - повинен обчислюватись:

для розтягувальних напружень, паралельних похилій грані,

1

л2 / г2

Jm,d 2 tan а

ft;90,с

tana

У

для стискальних напружень, паралельних похилій грані,

1

*

N

2

( f Л

J m,d 2

tana

+

tan a

У

yft,90,d J

к

(11.39)

fm,c

1+

+

0>75 fv,c

(11.40)

h-

®m,a,d

1 - поперечний переріз

Рисунок 11.8 - Односкатна балка

  1. Двоскатні, криволінійні та з випуклим гребенем балки
  2. Цей пункт застосовується тільки для дощато-клеєної деревини та LVL.
  3. Вимоги 11.4.2 застосовуються до тих частин балок, які мають односторонній скат.
  4. У зоні гребеня (рисунок 11.9) згинальні напруження повинні задовольняти наступну умову:

°m,d*brfm,d>(11-41)

де kr - враховує зменшення міцності внаслідок згину листів при виготовленні.

Примітка. У криволінійних і з випуклим гребенем балках гребенева зона подовжується за криволінійну частину балки.

  1. Згинальні напруження у гребені повинні обчислюватись так: