Сжато-изгибаемые элементы

Сжато-изгибаемыми (или внецентренно-сжатыми) называются элементы, находящиеся под одновременным воздействием продольной сжимающей силы и изгибающего момента. Такое сложное напряженное состояние элементов возникает: при совместном действии продольной силы и поперечной нагрузки; при внецентренном приложении продольной силы; при несимметричном ослаблении поперечного сечения сжатого элемента; в сжатых криволинейных элементах (в верхних поясах сегментных ферм).

Максимальные сжимающие напряжения возникают в крайних волокнах сечения в зоне действия расчетного изгибающего момента. Разрушение сжато-изгибаемого элемента начинается с потери устойчивости сжатых волокон, в результате чего появляются складки в верхней зоне сечения, увеличивается прогиб, и элемент ломается.

На сжатие с изгибом работают многие деревянные элементы: арки, рамы, верхние пояса ферм при внеузловой нагрузке. Сжато-изгибаемые элементы работают достаточно надежно, для их изготовления применяется древесина 2-го сорта.

Сжато-изгибаемые элементы рассчитываются на совместное действие сжимающей силы, основного изгибающего момента от поперечной нагрузки и дополнительного момента, возникающего от действия продольной силы на деформированный элемент. Точный расчёт таких элементов достаточно сложен, так как здесь не применим принцип независимости действия сил. Исходят из условия, что под действием расчетных нагрузок, наибольшее сжимающее краевое напряжение не должно превышать расчётного сопротивления древесины на сжатие вдоль волокон.

Проверка прочности производится по формуле

где _с - сжимающие напряжения в сечении элемента; N - продольная сжимающая сила; А _расч - расчетная площадь (см. табл. 2.6) поперечного сечения элемента; W _расч - расчетный момент сопротивления сечения элемента; М _д - изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчёта по деформированной схеме. В большинстве реальных случаев работы конструкций М _д определяется по формуле

где М - изгибающий момент в расчётном сечении без учёта дополнительного момента от продольной силы; -коэффициент, изменяющийся от 0 до 1, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие изгиба элемента и определяемый по формуле