Поперечный изгиб деревянных конструкций

Расчет на поперечный изгиб деревянных конструкций заключается в проверке прочности и жесткости. Проверка прочности производится в месте наибольших изгибающих моментов с учетом имеющихся ослаблений сечения.

Если значительные ослабления расположены за пределами наибольших изгибающих моментов, следует дополнительно проверить сечение в месте наибольших ослаблений.

При расчете элементов из круглых или окантованных бревен момент сопротивления в расчетном сечении определяется по диаметру, рассчитанному с учетом естественной конусности — сбега бревна (1 см на 1 м длины).

Расчет на прочность при поперечном изгибе

Расчет на прочность при поперечном изгибе производится по формуле:

Здесь М — расчетный изгибающий момент;

          W_нт—момент сопротивления нетто поперечного сечения; ослабления, расположенные на участке длиной 20 см, принимаются совмещенными в одном сечении;
          R_и—расчетное сопротивление на изгиб.

Помимо проверки нормальных напряжений, в некоторых случаях бывает необходима проверка изгибаемых элементов на прочность по скалыванию в местах наибольших сдвигающих усилий. Такая проверка может понадобиться, например, при двутавровой форме поперечного сечения, когда толщина стенки значительно меньше ширины поясов; при расположении больших грузов близко к опорам, когда имеются большие поперечные силы, в особенности в случае коротких балок при отношении l/h ≤ 5.

Проверка на скалывание производится по формуле (1):

τ=(QS_бр)/(J_брb)≤R_ск      (1)

Здесь Q — расчетная поперечная сила;

          J_бр—момент инерции брутто рассматриваемого сечения;

          S_бp — статический момент брутто сдвигаемой части сечения относительно, нейтральной оси;

          b—ширина сечения;

          R_ск — расчетное сопротивление скалыванию.

Расчет на жесткость при поперечном изгибе

Расчет на жесткость при поперечном изгибе заключается в определении прогиба и сравнении его с предельным. Расчет производится при наиболее невыгодном загружении балки. Расчетный момент инерции в большинстве случаев принимается без учета местных ослаблений, так как протяженность их по длине балки обычно незначительна. Для бревен со сбегом расчетное сечение с достаточной точностью может приниматься по середине длины бревна.

Предельные погибы изгибаемых элементов перекрытий и покрытий зданий при воздействии нормативных нагрузок

При наличии штукатурки прогиб элементов междуэтажных перекрытий только от полезной нормативной нагрузки не должен превышать 1 : 350 l.

1) междуэтажные перекрытия 1:250 l

2) чердачные перекрытия 1:200 l

3) покрытия (кроме ендов):

    а) прогоны, стропильные ноги 1:200 l

    б) обрешетка и настилы 1:150 l

4) ендовы 1:400 l

Необходимость расчета на жесткость вытекает из сравнительно небольшой величины модуля упругости древесины, благодаря чему балка, прочность которой достаточна, может оказаться чрезмерно гибкой. В таком случае сечение балки следует подбирать из условия жесткости, а не прочности. При этом напряжения в балке могут получиться значительно меньше расчетных.

С целью наиболее полного использования прочности древесины и получения, следовательно, более экономичных сечений следует применять такие схемы изгибаемых элементов, в которых величины изгибающих моментов и прогибов были бы возможно меньшими. К таким схемам относятся различные типы консольно-балочных и неразрезных прогонов.