Вопрос 15.

Основы расчета элементов деревянных конструкций по предельным состояниям.

Расчет конструкций из дерева и пластмасс, согласно действующим СНиП, должен выпол­нятся по методу предельных состояний.

Предельное состояние - это такое состояние, при достижении которого конструкция пере­стает удовлетворять заданным требованиям, предъявленным к ней в условиях эксплуатации или монтажа.

Различают два вида предельных состояний.

Первая группа предельных состояний характеризуется потерей несущей способности и пол­ной непригодностью к дальнейшей эксплуатации. В КД и П могут возникать следующие пре­дельные состояния первой группы:

• разрушение;

• потеря устойчивости;

• опрокидывание;

• недопустимая ползучесть.

В общем случае, предельное состояние не наступает, если:

N £ Ф , где N - силовые воздействия;

Ф - несущая способность.

Вторая группа предельных состояний характеризуется такими признаками, при которых конструкция становится непригодной к нормальной эксплуатации. Для КД и П эта группа пре­дельных состояний определяется прогибами:

Цель расчета по методике предельных состояний - не допустить наступления ни одного из возможных предельных состояний как при эксплуатации конструкции в течение срока службы, так и при транспортировке и монтаже.

Нагрузки.

Внешней причиной, которая может привести к предельному состоянию, является силовое воздействие (нагрузки). Исходными величинами и основными характеристиками нагрузок яв­ляются их нормативные значения (p_н). Отклонения фактических нагрузок от нормативных учи­тываются коэффициентами перегрузки - n (1,1 ¸ 1,6 = g_¦). Они зависят от вида нагрузок, группы предельных состояний, назначения здания и условий его эксплуатации.

p = p_{н ×} g_¦

Различают постоянные и временные (длительные, кратковременные и особые) нагрузки.

Постоянные - масса ограждающих и несущих конструкций зданий и сооружений и т.п.

Временные длительные - масса технологического оборудования и т.п.

Кратковременные - ветер, снег, нагрузки от кранов.

Особые - сейсмические.

Вероятность того, что кратковременные и особые нагрузки не могут одновременно достиг­нуть своих максимальных значений, учитывается коэффициентом сочетания g_с < 1,0.

Нормативные и расчетные сопротивления материала.

Основной характеристикой материалов, по которой оценивается их несущая способность, является нормативное сопротивление R^н. Оно вычисляется по результатам многочисленных ис­пытаний стандартных образцов при соответствующих видах деформирования (растяжение, сжатие и т.п.).

Статическая обработка полученных результатов позволяет построить кривую распределения прочности материала.

Принимают величину обеспеченности результатов (как правило 0,99) и определяют мини­мальное (выбраковочное) значение предела прочности. Это и есть нормативное значение R^н.

Расчетное сопротивление: R = R^н / k ,

где k - коэффициент безопасности по материалу (³ 1,1).учитывает статистическую изменчи­вость, а также влияние длительных нагрузок, снижение прочности за счет масштабного фак­тора, пороков.

Кроме того, в правую часть уравнения вводятся коэффициенты условий работы m (температурно-влажностный режим, вид древесины, вид нагрузки, тип соединения, особенно­сти напряженного состояния и др.).