Работают одновременно на растяжение и изгиб. Так работают, например, растянутый нижний пояс фермы с межузловой нагрузкой; стержни, в которых растягивающие усилия действуют с эксцентриситетом относительно оси (такие элементы называют внецентренно-растянутыми). В сечениях растянуто-изгибаемого элемента от продольной растягивающей силы N возникают равномерные растягивающие напряжения, а от изгибающего момента М – напряжения изгиба. Эти напряжения суммируются, благодаря чему растягивающие напряжения увеличиваются, а сжимающие уменьшаются. Расчет 
растянуто-изгибаемых элементов производится по прочности с учетом всех ослаблений:
σ= 
, 
.
Отношение Rp/Ru позволяет привести напряжения растяжения и изгиба к единому значению для сравнения их с расчетным сопротивлением растяжению.
Сжато-изгибаемые элементы
Работают одновременно на сжатие и изгиб. Так работают, например, верхние сжатые пояса ферм, нагруженные дополнительно межузловой поперечной нагрузкой, а также при эксцентричном приложении сжимающей силы (внецентренно-сжатые элементы).
В сечениях сжато-изгибаемого элемента возникают равномерные напряжения сжатия от продольных сил ^ N и напряжения сжатия и растяжения от изгибающего момента М, которые суммируются.
Искривление сжато-изгибаемого элемента поперечной нагрузкой приводит к появлению дополнительного изгибающего момента с с максимальным значением:
МN=N·f, где
f – прогиб элемента.
Расчет на прочность сжато-изгибаемых элементов выполняют по формуле:
, где
Мд – изгибающий момент по деформированной схеме от действия поперечных и продольных нагрузок.
Для шарнирно-опертых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов синусоидального, параболического и близких к ним очертаний:
|
|
, где
^ М – изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;
ξ – коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле:
, где
φ – коэффициент продольного изгиба (коэффициент устойчивости) для сжатых элементов.
Кроме проверки на прочность, сжато-изогнутые элементы проверяются на устойчивость по формуле:
, где
Fбр – площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке lp;
Wбр – максимальный момент сопротивления на рассматриваемом участке lp;
n =2 – для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования,
n =1 – для элементов, имеющих закрепления в растянутой зоне из плоскости деформирования;
φ – коэффициент устойчивости для сжатия, определяемый по формуле:
, где
^ А =3000 – для древесины,
А =2500 – для фанеры;
φм – коэффициент устойчивости для изгиба, формула для определения этого коэффициента была дана раньше.
Внецентренно-сжатые элементы. Внецентренно-растянутые элементы.
9. Важнейшие формулы для расчета ДК по первой группе предельных состояний. Расчет элементов ДК по предельным состояниям второй группы.
Классификация и область применения различных видов соединяемых элементов ДК. Основные требования предъявляемые к соединениям. Принцип дробности. Клеевые соединения. Клеерешетчатые соединения. Нагельные соединения. Расчет соединений на стальных нагелях. Расстановка нагелей. Почему нельзя учитывать в расчете одновременно равные виды связей? Гвоздевые соединения. Расчет гвоздевого соединения на выдергивание. Как работают гвозди и болты в соединениях под углом и со стальными накладками?
|
|
По характеру работы все основные соединения делятся на:
- без специальных связей (лобовые упоры, врубки);
- со связями, работающими на сжатие (шпонки колодки);
- со связями, работающими на изгиб (болты, стержни, гвозди, винты, пластинки);
- со связями, работающими на растяжение (болты, винты, хомуты);
- со связями, работающими на сдвиг-скалывание (клеевые швы).
По характеру работы соединений деревянных конструкций делятся на податливые и жесткие. Податливые изготавливаются без применения клеев. Деформации в них образуются в результате неплотностей.
Соединения элементов деревянных конструкций по способу передачи усилий разделяются на следующие виды:
1) соединения, в которых усилия передаются непосредственным упором контактных поверхностей соединяемых элементов, например примыканием в опорных частях элементов, врубкой и т.д.;
2) соединения на механических связях;
3) соединения на клеях.
Механическими в соединениях деревянных конструкций называют рабочие связи различных видов из твердых пород древесины, стали, различных сплавов или пластмасс, которые могут вставляться, врезаться, ввинчиваться или запрессовываться в тело древесины соединяемых элементов. К механическим связям, наиболее широко применяемым в современных деревянных конструкциях, относятся шпонки, нагели, болты глухари, гвозди, шурупы, шайбы шпоночного типа, нагельные пластинки и металлические зубчатые пластинки.
|
|
Несущая способность и деформативность деревянных конструкций зависит в большей мере от способа соединения их отдельных элементов. Соединения растянутых деревянных элементов как правило связано с их местным ослаблением. В ослабленном сечении растянутых деревянных элементов наблюдается концентрация опасных, не учитываемых расчетом местных напряжений. Наибольшую опасность в стыковых и узловых соединениях растянутых деревянных элементов представляют сдвигающие и раскалывающие напряжения. Она усугубляется в случае наложения этих напряжений на напряжения, которые возникают в древесине вследствие ее усушки.
Скалывание и разрыв вдоль и поперек волокон относятся к хрупким видам работы древесины. В отличие от работы строительной стали в древесине не происходит в этих случаях пластического выравнивания напряжений. Для того, чтобы уменьшить опасность последовательного, по частям, хрупкого разрушения от скалывания или разрыва в растянутых элементах деревянных конструкций, приходится обезвреживать природную хрупкость древесины вязкой податливостью работы их соединений. К наиболее вязким видам работы древесины, характеризуемой наибольшим количеством работы прочного сопротивления, относится смятие. Другими словами, требование вязкости, предъявляемое к соединениям всех видов элементов деревянных конструкций, сводится к требованию обеспечения выравнивания напряжений в параллельно работающих брусьях или досках, использованием вязкой податливости работы древесины на смятие, прежде чем могло бы произойти хрупкое разрушение от разрыва или скалывания.
Для придания вязкости соединениям растянутых деревянных элементов как правило используют принцип дробности, позволяющий избежать опасности скалывания древесины увеличением площади скалывания (нарисовать соединение с одним болтом и с несколькими меньшего диаметра).
Клеевые соединения являются наиболее эффективными, универсальными и распространенными соединениями пластмасс. Дают возможность склеивать любые материалы си пластмассы. Недостаток клеевого соединения: малая прочность на поперечное растяжение – отрыв и ограниченная теплостойкость. Применяются термореактивные и термопластичные клеи.
Для клеевых соединений учитываются коэффициенты условия работы: температурный фактор; влажностные условия; атмосферные условия.
Клееметаллические соединения являются комбинированными, состоящими из точечных металлических соединений и клеевой прослойки, располагающейся вдоль всего шва. Различают клеесварные, клеевинтовые, клеезаклепочные. Они имеют более высокую прочность при неравномерном отрыве. При сдвиге более прочны, чем металлические соединения. Прочность клееметаллических соединений при сдвиге определяется как прочность заклепки, винта или сварной точки, умноженной на коэффициент 1,25-2, учитывающий работу клея. Прочность заклепки, винта определяется из условия смятия или среза, а прочность сварной точки из условия среза.