ПОСОБИЕ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ (К СНИП II-25-80) - ЧАСТЬ 9

 

  Главная      Учебники - Лесная таксация     ПОСОБИЕ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ (К СНИП II-25-80) - 1986 год

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  7  8  9  10   ..

 

 

ПОСОБИЕ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ (К СНИП II-25-80) - ЧАСТЬ 9

 

 

 

Рис. 8. Геометрические характеристики и эпюры радиальных и тангенциальных 

нормальных напряжений гнутоклееного элемента 

При отношении r/h ≤ 7 нейтральная ось смещается в сторону внутренней кромки, а 

нормальные  напряжения  в  тангенциальном  и  радиальном  направлениях  становятся 
асимметричными. Формула (

36

) заменяется формулой 

σ

rмакс

 = (M/Fz

0

)[r

0

/r

1

 - 1 - ln (r

0

/r

1

)] ≤ R

р90

; (37) 

z

0

 = J/(Fr); r

0

 = r - z

0

r

1

 = r - h/2; 

для прямоугольного сечения (см. рис. 

11

F = bhz

0

 = h

2

/(12r); 

тангенциальные  нормальные  напряжения  σ

θi

  в  любом  слое  таких  элементов 

определяются по формуле 

σ

θi

 = M(r

0

 - r

i

)/(Fz

0

r

i

), 

где - радиус кривизны бруса по центральной оси сечения; 

r

0

 - радиус кривизны по нейтральной оси; 

r

i

 - радиус кривизны рассматриваемого волокна. 

4.30.

  В  клеефанерных  балках  допускаются  участки  большой  кривизны  при 

изгибающих  моментах  любого  знака.  Это  обеспечивается  более  высоким 
сопротивлением  фанеры  растяжению  в  плоскости  листа,  чем  клееной  древесины 
поперек волокон. 

4.31.

 При проверке прочности тонкостенных сечений (рис. 

9

) следует учитывать, что 

радиальные напряжения, накопившиеся в поясах, передаются на стенки через клееные 
швы  с  неравномерным  распределением  по  высоте  пояса.  В  условиях,  близких  к 
чистому изгибу, проверка клеевых швов выполняется по формуле 

τ

ш

 = σ

rп

(b - Σδ

ф

)/(h

п

n

ш

) ≤ R

ср

ф.ск

где 

σ

rп

 = (M/F

пр

z

0

)[r

0

h

п

/(r

1

r

п

) - ln (r

п

/r

1

)]; 

b - ширина сечения; 
Σδ

ф

 - 

суммарная толщина фанерных стенок; 

h

п

 - высота пояса; 

n

ш

 - количество швов между поясом и фанерными стенками; 

R

ср

ф.ск

 = R

ф.ск

/[1 + β

1

h

п

/e]; 

e - эксцентриситет скалывающего усилия (см. рис. 

9

); 

β

1

 - 

коэффициент,  учитывающий  неравномерность  распределения  касательных 

напряжений в клеевом шве (β

1

 = 0,15); 

R

ф.ск

 - расчетное  сопротивление  скалыванию  между  слоями  в  плоскости  листа 

фанеры. 

 

Рис. 9. Геометрические характеристики гнутоклееного элемента с фанерными 

стенками 

4.32.

  Прочность  фанерных  стенок  по  радиальным  напряжениям  проверяется  по 

формуле 

σ

rмакс

 = M/(F

пр.ф

z

0

)[r

0

/r

1

 - 1 - ln (r

0

/r

1

)] + σ

rп

(b - Σδ

ф

)/Σδ

ф

 ≤ R

ф.α

, (38) 

где R

ф.α

 - расчетное сопротивление фанеры на растяжение или сжатие (в зависимости 

от знака момента) под углом между направлениями волокон наружных слоев 
и радиусом. 

Расчет элементов из клееной древесины на выносливость 

4.33.

  Для  древесины  следует  различать  два  вида  утомляемости:  от  переменных 

напряжений,  вызываемых  циклическим  изменением  температурно-влажностного 
режима  окружающей  среды;  от  переменных  напряжений,  вызываемых  внешней 
циклической нагрузкой. 

4.34.

  Под  влиянием  переменного  температурно-влажностного  режима  в  древесине 

возникают  преимущественно  сдвигающие  и  растягивающие  напряжения  поперек 
волокон,  которые  суммируются  с  начальными  собственными  внутренними 
напряжениями, особенно опасными при усушке. 

Клееная  древесина,  по  сравнению  с  цельной,  более  чувствительна  к  такого  рода 

циклическим воздействиям. 

4.35.

  Действие  внешней  циклической  нагрузки,  в  зависимости  от  схемы  ее 

приложения  к  конструкции,  вызывает  в  ее  элементах  различные  виды  напряженного 
состояния.  Для  балочных  конструкций  типичными  являются  нормальные  напряжения 
изгиба  и  напряжения  сдвига  вдоль  волокон.  Постепенное  накопление  локальных 
повреждений в процессе циклического нагружения приводит к разрушению материала, 
если  возникающие  при  этом  напряжения  превышают  предел  выносливости.  Уровень 
разрушающего напряжения зависит от частоты ω и числа циклов N

 

Рис. 10. График зависимости коэффициента выносливости древесины от числа 

циклов N при изгибе

 

 

Рис. 11. График зависимости выносливости древесины при циклическом 

нагружении от коэффициента асимметрии и lg N

 

4.36.

 Под нижним пределом выносливости понимается такой уровень максимального 

напряжения σ

макс

, вызываемого пульсирующей нагрузкой в режиме 0 - σ

макс

, которому 

соответствует  число  циклов  N = 2

10

6

  при  частоте  ω = 5 Гц.  Предел  выносливости 

характеризуется  отношением  σ

макс

  к  временному  сопротивлению  R

вр

  при  стандартных 

испытаниях, именуемых коэффициентом выносливости 

K

в

 = σ

макс

/R

вр

Число циклов N и время t

ц

 до наступления разрушения будут тем меньше, чем выше 

σ

макс

N и t

ц

 связаны между собой зависимостью t

ц

 = N/ω, где ω - частота циклического 

нагружения. 

Зависимость коэффициента выносливости от числа циклов представлена на рис. 

10

Режим  регулярного  циклического  нагружения  может  иметь  и  нижний  предел 

напряжения  σ

мин

  (рис. 

11

),  в  этом  случае  вводится  коэффициент  асимметрии  ρ = 

σ

мин

макс

4.37.

  Режимы  нагружения,  характеризуемые  различным  числом,  частотой  и 

амплитудой циклов, сводятся к функциональной зависимости 

K

в

 = f(ρ, t

ц

пр

). 

Приведенное  время  при  переходе  от  циклического  к  постоянному  режиму 

нагружения  t

ц

пр

 = ct

ц

,  где  c - переходный  коэффициент  от  времени  циклического 

нагружения к приведенному времени в режиме постоянной нагрузки с учетом влияния 
ρ. 

Т а б л и ц а  19 

Числовые коэффициенты a и b при частоте ω, сек

-1

 (циклов/мин) 

Коэффициент 

асимметрии цикла ρ  0,0333 (2) 

0,83 (50) 

2,5 (150) 

4,17 (250) 

Коэффициент 

c 

0,2 

0,945 

0,945 

0,945 

0,945 

0,19 

Числовые коэффициенты a и b при частоте ω, сек

-1

 (циклов/мин) 

Коэффициент 

асимметрии цикла ρ  0,0333 (2) 

0,83 (50) 

2,5 (150) 

4,17 (250) 

Коэффициент 

c 

0,068 

0,07 

0,076 

0,082 

0,4 

0,97 

0,061 

0,97 

0,063 

0,97 

0,068 

0,97 

0,073 

0,2 

0,6 

0,99 

0,055 

0,99 

0,057 

0,99 

0,061 

0,99 

0,066 

0,22 

0,8 

1,01 

0,051 

1,01 

0,053 

1,01 

0,057 

1,01 

0,061 

0,27 

П р и м е ч а н и я : 1. Промежуточные  значения  коэффициента  c  следует  определять  по  линейной 

интерполяции. 

2. Над чертом - a; под чертой - b

Зависимость между K

в

 и t

ц

пр

, полученная экспериментально, показана на рис. 

11

4.38.

  При  расчете  на  выносливость  изгибаемых  элементов  из  клееной  древесины, 

непосредственно воспринимающих многократно действующие вибрационные и другие 
виды  циклических  нагрузок  с  количеством  циклов  N  ≥  5

10

4

,  к  расчетным 

сопротивлениям  изгиба  и  скалывания  при  изгибе  следует  вводить  поправочный 
коэффициент цикличности 

K

ц

 = K

в

/m

дл

, (39) 

где  K

в

 = a - blg  t

ц

пр

 - коэффициент  выносливости,  вводится  к  кратковременной 

прочности  при  стандартных  испытаниях  линейно-возрастающей  нагрузкой  элементов 
из  клееной  древесины;  a,  b,  c - числовые  коэффициенты,  зависящие  от  показателя 
асимметрии напряжений ρ ≥ 0 и частоты циклов ω, приведенные в табл. 

19

m

дл

 = 0,66 - 

коэффициент  перехода  от  кратковременной  к  длительной  прочности  древесины, 
принятый при нормировании расчетных сопротивлений. 

Т а б л и ц а  20 

Асимметрия цикла напряжения ρ 

Вид напряженного 

состояния 

0,1 

0,2 

0,3 

0,4 

0,5 

0,6 

0,7 

0,8 

Коэффициент выносливости K

в

 

Изгиб 

0,370 

0,405 

0,441 

0,476 

0,515 

0,55 

0,583 

0,616 

0,654 

Скалывание при изгибе 

0,405 

0,441 

0,467 

0,51 

0,542 

0,575 

0,612 

0,646 

0,68 

Коэффициент цикличности K

ц

 

Изгиб 

0,56 

0,61 

0,67 

0,72 

0,78 

0,83 

0,88 

0,93 

0,99 

Скалывание при изгибе 

0,61 

0,67 

0,71 

0,77 

0,82 

0,87 

0,93 

0,98 

После подстановки в формулу (

39

K

в

t

ц

пр

 и значения m

дл

 получим 

K

ц

 = 1,52[a - blg (NC/ω)]. (40) 

Значения  коэффициентов  K

в

  и  K

ц

  при  N  ≥  2

10

6

  следует  принимать  не  ниже 

указанных в табл. 

20

 с учетом вида напряженного состояния и показателя асимметрии 

ρ. 

4.39.

  Расчет  на  выносливость  необходимо  производить  с  соблюдением  требований 

разд. 4 и 6 СНиП II-6-74. Расчетное  число  циклов  N,  их  частота  ω  определяются 
техническими условиями. 

4.40.

  Для  клееных  деревянных  элементов,  подвергаемых  действию  циклических 

нагрузок, рекомендуется использовать только резорциновые клеи. 

5. СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 

Общие указания 

5.1.

  Соединения  элементов  являются  важнейшей  составной  частью  деревянных 

конструкций,  от  прочности  и  деформативности  которых  зависит  надежная  работа 
конструкций в целом. 

Применяются  следующие  основные  виды  соединений:  на  клею,  нагелях,  шайбах, 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  7  8  9  10   ..