Элементы деревянных конструкций составного сечения на податливых связях. Конструкция, область применения. Виды связей. Принципы конструирования и расчета

Многие деревянные конструкции (балки, рамы, арки) делают составными. Необходимость создания таких конструкций вызвана ограничениями в размерах лесоматериалов по длине и площади сечения. В составных деревянных конструкциях отдельные брусья и доски соединяются с помощью связей, Соединения осуществляют специальными связями. В зависимости от характера работы связей различают следующие виды соединений: на нагеля (болтах, гвоздях, штырях- работают в основном на изгиб); на растянутых связях (болтах, хомутах, скобах- работают на растяжение или выдергивание); упоры, врубк и (не требуют специальных связей). Все связи являются податливыми, т.е. не обеспечивают полной монолитности соединения. Деформации возникают вследствие неплотностей, неизбежных при изготовлении, от усушки и смятия древесины

Элементы составных деревянных конструкций на податливых связях состоят из досок, соединенных гвоздями или бревен и брусьев, соединенных по высоте болтами или деревянными вкладышами. Податливостью называют способность связей при деформации конструкций давать возможность соединяемым брусья или доскам сдвинуться друг относительно друга. Податливость связей ухудшает работу составного элемента по сравнению с таким же элементом цельного сечения. У составного элемента на податливых связях уменьшается несущая способность, увеличивается деформативность. Поэтому при расчете и проектировании составных элементов необходимо учитывать податливость связей.

Расчет составных элементов на поперечный изгиб

По действующим нормам составные балки на податливых связях рассчитывают по формулам, что и балки цельного сечения, но расчетные моменты сопротивления и инерции определяют с учетом податливости связей: W=kwWц и J=kжJц, где Wц и Jц - момент сопротивления и момент инерции цельного сечения. Значения коэффициентов kw и kж приведены в СНиПе в зависимости от величины пролета и количества слоев в элементе. Расчет составной балки на податливых связях сводится, таким образом, к расчету балки цельного сечения с введением коэффициентов, учитывающих податливость связей:

1) нормальные напряжения определяются по формуле: σи= M / Wц kw ≤Ru, где

Wц – момент сопротивления составной балки, как цельной;

kw<1 – коэффициент, учитывающий податливость связей.

Составным балкам придается строительный подъем – предварительный выгиб в сторону, обратную прогибу балки под расчетной нагрузкой. Прогиб составной балки на податливых связях определяется по формуле

fп=kPн ℓ3/ЕJуkж ≤[f]пр (5.11), где Iy – момент сопротивления балки как цельной;

kж<1 – коэффициент, учитывающий сдвиг, вызванный податливостью связей.

Расчет сжато-изгибаемых элементов

При расчете в плоскости изгиба составной элемент испытывает сложное сопротивление и податливость связей учитывают дважды:

- введением коэффициента kw, такого же как при расчете составных элементов на поперечный изгиб;

- вычислением коэффициента ξ с учетом приведенной гибкости элемента.

Нормальные напряжения определяют по формуле σс=N/Fнт+ Mд / Wнт kw ≤Rс,

где Мд=Мq/ξ и ξ=1-λ2пN/30000FбрRc; λп= μλп.

Прогиб в общем виде f=k(Pн ℓ3/ЕJkж ξ)≤fпред.