Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям второй группы

6.33 Деформации деревянных конструкций или их отдельных элементов следует определять с учетом сдвига и податливости соединений. Величину деформаций податливого соединения при полном использовании его несущей способности следует принимать по таблице 18, а при неполном - пропорциональной действующему на соединение усилию.

Величину деформаций податливого соединения следует делить на коэффициенты условия работы m_в, m_д, т_н и умножать на g_н(сс) коэффициент надежности, учитывающий срок службы сооружения (таблица 12).

Таблица 18

Вид соединения	Деформация соединения, мм
На лобовых врубках и торец в торец	1,5
В примыканиях поперек волокон
На нагелях всех видов
На МЗП	1,5
На стержнях, вклеенных перпендикулярно плоскости сплачивания	1,5
На наклонно вклеенных стержнях	0,5
В клеевых соединениях

6.34 Прогибы и перемещения элементов конструкций не должны превышать предельных, установленных таблицей 19.

6.35 Прогиб изгибаемых элементов следует определять по моменту инерции поперечного сечения брутто. Для составных сечений момент инерции умножается на коэффициент k_ж, учитывающий сдвиг податливых соединений и приведенный в таблице Е.2 приложения Е.

Таблица 19

Элементы конструкций	Предельные прогибы в долях пролета, не более
1 Балки междуэтажных перекрытий	1/250
2 Балки чердачных перекрытий	1/200
3 Покрытия (кроме ендов):
а) прогоны, стропильные ноги	1/200
б) балки консольные	1/150
в) фермы, клееные балки (кроме консольных)	1/300
г) плиты	1/250
д) обрешетки, настилы	1/150
4 Несущие элементы ендов	1/400
5 Панели и элементы фахверха	1/250
Примечания 1 При наличии штукатурки, прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролета. 2 При наличии строительного подъема, предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета.

Наибольший прогиб шарнирно-опертых и консольных изгибаемых элементов постоянного и переменного сечений/следует определять по формуле

(55)

где f₀ - прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета деформаций сдвига;

h - наибольшая высота сечения;

l - пролет балки;

k - коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;

с - коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы.

Значения коэффициентов k и с для основных расчетных схем балок приведены в таблице Е.3 приложения Е.

6.36 Прогиб клееных элементов из фанеры с древесиной следует определять, принимая жесткость сечения равной 0,7EI_пр. Расчетная ширина обшивок плит и панелей при определении прогиба принимается в соответствии с указаниями 6.27.

Прогиб сжато-изгибаемых шарнирно-опертых симметрично нагруженных элементов и консольных элементов следует определять по формуле

(56)

где f - прогиб, определяемый по формуле (55);

x - коэффициент, определяемый по формуле (32).

Расчет соединений элементов деревянных конструкций

Общие указания

7.1 Действующее на соединение (связь) усилие не должно превышать расчетной несущей способности соединения (связи) Т.

7.2 Расчетную несущую способность соединений, работающих на смятие и скалывание, следует определять по формулам:

а) из условия смятия древесины

T = R_смaF_см; (57)

б) из условия скалывания древесины

(58)

где F_cм - расчетная площадь смятия;

F_cк - расчетная площадь скалывания;

F_cмa - расчетное сопротивление древесины или LVL смятию под углом a к направлению волокон;

- расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины или LVL скалыванию вдоль волокон, определяемое в 7.3.

7.3 Среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины или LVL скалыванию следует определять по формуле

(59)

где R_cк - расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон (при расчете по максимальному напряжению);

l_ск - расчетная длина плоскости скалывания, принимаемая не более 10-кратной глубины врезки в элемент;

е - плечо сил скалывания, принимаемое равным 0,5h при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (рисунок 6, а) и 0,25h при расчете симметрично загруженных элементов с симметричной врезкой (рисунок 6, б); (h - полная высота поперечного сечения элемента);

b - коэффициент, принимаемый равным 0,25 при расчете соединений, работающих по схеме, показанной на рисунке 5, г и b = 0,125 при расчете соединений, работающих по схеме согласно рисунку 5, в, если обеспечено обжатие по плоскостям скалывания.

Отношение l_ск/е должно быть не менее 3.

а - несимметричная; б - симметричная; в, г - схемы скалывания н соединениях
Рисунок 6 - Врезки в элементах соединений

Клеевые соединения

7.4 При расчете конструкций клеевые соединения следует рассматривать как неподатливые соединения.

7.5 Клеевые соединения следует использовать:

а) для стыкования отдельных слоев на зубчатом соединении (рисунок 7, а);

б) для образования сплошного сечения (пакетов) путем сплачивания слоев по высоте и ширине сечения. При этом по ширине пакета швы склеиваемых кромок в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на толщину слоя по отношению друг к другу (рисунок 7, б). По длине пакета зубчатые шипы в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на 5-кратную толщину слоя. При этом в одном сечении пакета не должно совпадать более 25 % слоев с зубчатыми шипами, кроме крайних слоев растянутой зоны изгибаемых элементов, где допускается совпадение не более двух слоев.

7.6 Применение усового соединения допускается для фанеры вдоль волокон наружных слоев. Длину усового соединения следует принимать не менее 10-кратной толщины стыкуемых элементов.

7.7 Толщину склеиваемых слоев в элементах, как правило, следует принимать не более 33 мм. В прямолинейных элементах допускается толщина слоев до 42 мм при условии устройства в них продольных компенсационных прорезей.

7.8 В клееных элементах из фанеры с древесиной не следует применять доски шириной более 100 мм при склеивании их с фанерой и более 150 мм - в примыканиях элементов под углом от 30 до 45°.

Примечание - Соединения на вклеенных стержнях рассмотрены в 7.30 - 7.45.

а - при стыковании отдельных слоев по длине зубчатым шипом, выходящим на пласты; б - при образовании пакетов и сплачивании по пласти и кромке
Рисунок7 - Клеевые соединения

Соединения на врубках

7.9 Узловые соединения элементов из брусьев и круглого леса на лобовых врубках следует выполнять с одним зубом (рисунок 8).

Рабочая плоскость смятия во врубках при соединении элементов, не испытывающих поперечного изгиба, должна располагаться перпендикулярно оси примыкающего сжатого элемента. Если примыкающий элемент, помимо сжатия, испытывает поперечный изгиб, рабочую плоскость смятия во врубках следует располагать перпендикулярно равнодействующей осевой и поперечной сил.

Элементы, соединяемые на лобовых врубках, должны быть стянуты болтами.

Рисунок 8 - Лобовая врубка с одним зубом

7.10 Лобовые врубки следует рассчитывать на скалывание, согласно указаниям 7.2 и 7.3, принимая расчетное сопротивление скалыванию по поз. 5 таблицы 3.

7.11 Длину плоскости скалывания лобовых врубок следует принимать не менее 1,5h, где h - полная высота сечения скалываемого элемента.

Глубину врубки следует принимать не более ¹/₄h в промежуточных узлах сквозных конструкций и не более ¹/₃h в остальных случаях, при этом глубина врубок h₁ в брусьях должна быть не менее 2 см, а в круглых лесоматериалах - не менее 3 см.

7.12 Расчет на смятие лобовых врубок с одним зубом следует производить по плоскости смятия (см. рисунок 8). Угол смятия древесины aследует принимать равным углу между направлениями сминающего усилия и волокон сминаемого элемента.

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом к волокнам для лобовых врубок следует определять по формуле (2) примечания 2 к таблице 3, независимо от размеров площади смятия.