- знать: основные формулы расчета деревянной стоки и лобовой врубки;
- уметь: работать со СНиПом для определения: расчетного сопротивления древесины;
- определять изгибающий момент и момент сопротивления сечения;
- определять проверять условия прочности и устойчивости;
- рассчитывать лобовую врубку на смятии и скалывания.
Исходные данные:
I. Рассчитать внецентренно-нагруженную деревянную стойку
№ варианта | Сосредоточенная нагрузка, N, кН | Равномерно-распределенная нагрузка, р, кН/м | Длина, l, м | Ширина сечения, h, мм | Высота сечения, b, мм | Сорт древесины | Способы закрепления концов |
3,2 | 2,2 | Г | |||||
2,4 | В | ||||||
2,8 | 2,6 | Б | |||||
2,6 | 2,8 | А | |||||
2,4 | Г | ||||||
2,2 | 3,2 | В | |||||
3,4 | Б | ||||||
1,8 | 3,6 | А | |||||
1,6 | 3,8 | Г | |||||
1,4 | В | ||||||
1,2 | 4,2 | Б | |||||
4,4 | А | ||||||
0,8 | 4,6 | Г | |||||
0,6 | 4,8 | В | |||||
0,5 | Б | ||||||
0,6 | 4,8 | А | |||||
0,7 | 4,6 | Г | |||||
0,8 | 4,4 | В | |||||
0,9 | 4,2 | Б | |||||
А | |||||||
1,1 | 3,8 | Г | |||||
1,2 | 3,6 | В | |||||
1,3 | 3,4 | Б | |||||
1,4 | 3,2 | А | |||||
1,5 | Г | ||||||
1,6 | 2,8 | В | |||||
1,7 | 2,6 | Б | |||||
1,8 | 2,4 | А | |||||
1,9 | 2,2 | Г | |||||
В | |||||||
0,6 | 2,2 | Б | |||||
0,9 | 2,8 | А | |||||
1,8 | А |
Таблица № 1 Расчетные схемы деревянных стоек
|
|
Порядок выполнения практической работы:
1. Определить изгибающий момент от действия поперечной силы
, кН·м
где: - равномерно-распределенная нагрузка, кН/м;
- длина деревянной стойки, м.
2. Определить площадь сечения элемента, (брутто и нетто)
, см2;
где: - размер сечения, см
3. Определить момент сопротивления сечения
, м3
4. Определить радиус инерции относительно оси Х
, см
5. Определить гибкость
,
где: – расчетная высота деревянной стойки, м;
,м
где: - коэффициент расчетной длины (Приложение Е);
- геометрическая высота стойки, м.
6. Определить коэффициент продольного изгиба
При гибкости элемента , ,
При гибкости , ,
где: - коэффициент равный 0,8 для древесины, и 1 для фанеры;
А – коэффициент равный 3000 для древесины, и 2500 для фанеры.
где: - коэффициент продольного изгиба, т.к. свая погружена в грунт и грунт препятствует изгибу то =1;
|
|
7. Определить изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок
, кН·м,
где: – изгибающий момент, кН·м;
– коэффициент учитывающий дополнительный момент от продольной силы в следствии прогиба элемента;
,
где: - нагрузка на стойку, кН;
- коэффициент продольного изгиба;
– площадь сечения стойки, брутто, см2;
- расчетное сопротивление древесины на сжатие, кН/см2, (12, табл.3)
8. Проверить условие прочности
, кН/см2
9. Проверить условие устойчивости
, кН/см2
Пример: Рассчитать внецентренно-нагруженную деревянную стойку
Исходные данные: N =150 кН;р=1,8кН/м; = 150х180 мм; l = 3 м; сорт древесины – 1, расчетная схема –а.
Решение:
1. Определить изгибающий момент от действия поперечной силы
, кН·м
кН·м
2. Определить площадь сечения элемента, (брутто и нетто)
, см2;
см2;
3. Определить момент сопротивления сечения
, м3
м3
4. Определить радиус инерции относительно оси Х
, см
см
5. Определить гибкость
,
,м
м
6. Определить коэффициент продольного изгиба
При гибкости элемента , ,
7. Определить изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок
, кН·м,
,
,
кН·м,
8. Проверить условие прочности
, кН/см2
, кН/см2
, кН/см2
9. Проверить условие устойчивости
, кН
, кН
, кН
Условие выполняется.
II. Расчет лобовой врубки
№ варианта | Нагрузка, N, кН | Угол наклона | Коэффициент надежности здания, γn | Размер сечения, b х h, см | Сорт древесины |
0,95 | 8х8 | ||||
12х12 | |||||
6х6 | |||||
6х6 | |||||
10х10 | |||||
9х9х | |||||
8х8 | |||||
7х7 | |||||
12х12 | |||||
11х11 | |||||
6х10 | |||||
10х10 | |||||
9х9 | |||||
8х8 | |||||
7х7 | |||||
10х10 | |||||
8х8 | |||||
6х6 | |||||
5х5 | |||||
9х10 | |||||
10х10 | |||||
9х9 | |||||
8х8 | |||||
6х10 | |||||
6х8 | |||||
7х8 | |||||
7х7 | |||||
6х6 | |||||
5х7 | |||||
5х5 | |||||
10х10 | |||||
9х9 | |||||
18х18 |
Порядок выполнения практической работы:
1. Определить нагрузку с учетом коэффициента надежности
, кН
где: - нагрузка, кН;
– коэффициент надежности здания, м.
2. Определить расчетное сопротивление древесины смятию под углом α
, МПа
где: – расчетное сопротивление древесины на смятие, МПа, (12, табл.3);
- расчетное сопротивление смятию под углом 90°, МПа, (12, табл.3).
3. Определить площадь смятия
, см2
где: – ширина сечения, см;
– расчетная высота сечения, см;
4. Определить расчетное усилие действующее на площадке скалывания
, кН
5. Определить среде расчетное сопротивление по площадке скалывания древесины
,
где: – расчетное сопротивление древесины на скалывание, кН/см2, (12, табл.3);
- коэффициент равный ;
- длина площадки скалывания, см
,см
– плечо сил скалывания, см
,см
6. Определить несущую способность соединения на скалывание
При гибкости элемента , ,
При гибкости , ,
где: - коэффициент равный 0,8 для древесины, и 1 для фанеры;
А – коэффициент равный 3000 для древесины, и 2500 для фанеры.
где: - коэффициент продольного изгиба, т.к. свая погружена в грунт и грунт препятствует изгибу то =1;
7. Определить изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок
, кН·м,
где: – изгибающий момент, кН·м;
– коэффициент учитывающий дополнительный момент от продольной силы в следствии прогиба элемента;
,
где: - нагрузка на стойку, кН;
- коэффициент продольного изгиба;
– площадь сечения стойки, брутто, см2;
- расчетное сопротивление древесины на сжатие, кН/см2, (512, табл.3)
|
|
8. Проверить условие прочности
, кН/см2
9. Проверить условие устойчивости
, кН/см2
Пример: Рассчитать внецентренно-нагруженную деревянную стойку
Исходные данные: N =150 кН;р=1,8кН/м; = 150х180 мм; l = 3 м; сорт древесины – 1.
Решение:
1. Определить изгибающий момент от действия поперечной силы
, кН·м
кН·м
2. Определить площадь сечения элемента, (брутто и нетто)
, см2;
см2;
3. Определить момент сопротивления сечения
, м3
м3
4. Определить радиус инерции относительно оси Х
, см
см
5. Определить гибкость
,
,м
м
6. Определить коэффициент продольного изгиба
При гибкости элемента , ,
7. Определить изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок
, кН·м,
,
,
кН·м,
8. Проверить условие прочности
, кН/см2
, кН/см2
, кН/см2
9. Проверить условие устойчивости
, кН
, кН
, кН
Условие выполняется.
Контрольные вопросы:
1. Область применения деревянных стоек.
2. От чего зависит расчетное сопротивление древесины?
3. В какой конструкции применяется соединение: лобовая врубка.
4. Виды соединений деревянных конструкций.