Основы расчета деревянных конструкций

Расчет ДК в Украине производится по методу предельных состояний. Предельными называются такие состояния, при которых ДК перестают удовлетворять требованиям эксплуатации. Различают две группы предельных состояний: 1) по несущей способности (прочности, устойчивости) и 2) по деформациям (прогибам, перемещениям). Требования расчета по предельным состояниям заключается в том, чтобы было соблюдено условие неразрушимости. Исходя из этого принципа, усилия или напряжения, деформации и перемещения от учитывающих нагрузок и воздействий не превышая предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования. Расчет по первому предельному состоянию производится на расчетные нагрузки, по второму – на нормативные. Аналитически первая группа предельных состояний представляет N≤Ф. N – максимально возможное усилие за весь период эксплуатации, Ф – предельная несущая способность.

Для 2 группы – δ_ф≤[δ], δ_ф – фактическая деформация, [δ] – нормируемая деформация.

Преимущества методики по предельным состояниям заключается в том, что она позволяет дифференцированно оценить влияние на несущую способность изменчивость внешних нагрузок (коэффициент нагрузки n), изменчивость механических свойств материала (коэффициент безопасности по материалам k), условия работы конструкций (коэффициент условий работы m) и оценить надежность конструкции (коэффициент надежности K_н)

В зависимости от продолжительности действия нагрузки следует различать постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые) нагрузки.

Расчет конструкций по предельным состояниям следует выполнять с учётом наиболее неблагоприятных сочетаний нагрузок.

При количестве нагрузок более двух, учитывается коэффициент сочетаний, приведенных в СНиП 2.01.07_85 “ Загрузки и воздействия ”

Нормативные и расчетные сопротивления

Основной характеристикой сопротивления материала силовому воздействию служит нормативное сопротивление. За R^н принимается вероятное значение предельной прочности.

Расчетное сопротивление определяется по формуле

где k – коэффициент безопасности по материалу

Коэффициент безопасности по материалу k учитывает длительность нагрузки, наличие пороков древесины (сучки, косослой), переходы от малых стандартных образцов к элементам строительных размеров.

Этот коэффициент  равен при растяжении вдоль волокон 5,5, при сжатии вдоль волокон 2,2, при поперечном изгибе 3,8. Расчетные сопротивления для сосны, ели приведены в СНиП II – 25 – 80, для других пород вводится коэффициент m_П.

Расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон на части длины

где R_{c 90} – расчетное сопротивление сжатию и смятию по всей поверхности поперек волокон

l_см – длина площадки смятия в см.

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом α к направлению волокон определяется

Расчетное сопротивление древесины скалыванию под углом к направлению волокон

Нагрузки и воздействия

Влияние на д. k температуры, влажности, агрессивности среды и пр. учитывается коэффициентом условий работы материалов m, на который в необходимых случаях умножаются расчетные сопротивления.

m_В – учитывает различные условия эксплуатации. m_В≤1

m_Н – учитывается для конструкций подвергаемых на воздействие кратковременных нагрузок (ветровая, монтажная, сейсмическая от тяжения проводов)

m_Н>1 (1,2÷1,6); 2,2

Для изгибаемых, внецентр. сжатых, сжато - изг. клееных элементов с h_сеч>50 см значения R_и и R_с умножают на коэффициент m_б

чем больше высота сечения тем меньше m_б (от 1 до 0,8)