Как обозначается расчетное сопротивление древесины при растяжении вдоль волокон?
Как обозначается расчетное сопротивление древесины при растяжении вдоль волокон?
Rp – расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон по п. 7 табл. 3 (старый). П.5 табл 3 (новый)
То же поперек волокон?
Rр.90 – расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3 (старый). П.5 табл 3 (новый)
3. Какое из расчетных сопротивлений больше - Rpили Rр.90
расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон Rp больше чем расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3. Rр.90 (старый). П.5 табл 3 (новый)
На какие сорта подразделяются пиломатериалы в зависимости от их качества?
Отборные, 1, 2, 3 сорта.
Приведите численные значения расчетного сопротивления клееной древесины второго и третьего сортов соответственно при растяжении вдоль волокон.
Табл.3 в снип деревянные конструкции. Второй сорт клееной древесины = 9 МПа.
Для 3 сорта – нет.
На сколько отличаются численные значения расчетного сопротивления древесины сосны 1 сорта при растяжении клееных и неклееных элементов?
Табл.3 Снип ДК. Растяжение вдоль волокон: а) неклееные элементы 10 МПа, б) клееных 12 МПа
7. Как определить расчетное сопротивление растяжению древесины какой – либо из пород, если известно Rp для сосны?
П. 5. Снип ДК. Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в табл. 3, на переходные коэффициенты mп, указанные в табл. 4.(старый), 5 (новый)
8. Что больше: Rp для березы или сосны?
Для березы больше в 1,1 раза
9. Определить значение Rp для клееных элементов из древесины дуба и ольхи (2 сорта) соответственно.
Табл.3 Снип ДК. Rp для сосны 9 МПа, коэффициент перехода к дубу 1,3 = 15,6. (табл.5) Для ольхи коэффициент 0,8 = 9,6 МПа
10. Деревянные конструкции эксплуатируются при температуре воздуха +34°С, чему равняется коэффициент mT?
П. 3.1. Снип ДК. mT=1 (по новому п.5.3)
11. Температура воздуха в зоне расположения деревянных элементов равна +42,5°С, чему равняется коэффициент mT?
mT=0,9 (по новому п.5.3)
Условия эксплуатации деревянных конструкций А2. Древесину, какой влажности допускается применять для изготовления клееных конструкций?
П. 2.2. Снип ДК.
12%
Новый п. 4.4
Какие max и min размеры поперечного сечения имеют пиломатериалы в соответствии с сортаментом?
ПИЛОМАТЕРИАЛЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД. Размеры. ГОСТ 24454-80*
Макс Толщина = 250 мм при макс ширине 250 мм
Макс Ширина = 275 при макс толщине 275 мм
Минимальная толщина = 16 мм при минимальной ширине 75 мм
Минимальная ширина = 75 мм при минимальной толщине 16 мм
Max и min размеры пиломатериалов по длине?
ГОСТ 24454-80*
6. Номинальные размеры длины пиломатериалов устанавливают:
для внутреннего рынка и экспорта - от 1,0 до 6,5 м с градацией 0,25 м; для изготовления тары - от 0,5 м с градацией 0,1 м;
для мостовых брусьев - 3,25 м;
для экспорта - от 0,9 до 6,3 с градацией 0,3 м.
При каком соотношении между шириной и высотой (толщиной) поперечного сечения элемент называется брусом, при какой – доской?
Разница между доской и брусом состоит в том, что у доски ширина более чем в два раза превышает толщину, а у брусьев ширина не превышает их двойную толщину.
Какой влажности соответствуют нормальные размеры пиломатериалов?
ГОСТ 24454-80*
Номинальные размеры пиломатериалов по толщине и ширине установлены для древесины влажностью 20 %.
Какие сорта пиломатериалов используют в строительстве?
1,2,3 используются в строительстве. Есть отборный сорт – идет на экспорт, но может применяться в строительстве в несущих конструкциях ответственных зданиях.
С какой градацией по длине пиломатериалы выпускаются в соответствии с сортаментом?
ГОСТ 24454-80*
Номинальные размеры длины пиломатериалов устанавливают:
для внутреннего рынка и экспорта - от 1,0 до 6,5 м с градацией 0,25 м; для изготовления тары - от 0,5 м с градацией 0,1 м;
для мостовых брусьев - 3,25 м;
для экспорта - от 0,9 до 6,3 с градацией 0,3 м.
19. Приведите значение Rp для доски из сосны 1 сорта при условиях эксплуатации Б3, А2, В2, Г3 соответственно?
П. 3.1. Снип ДК. / Акт. П.5 СП
Rp для неклееных конструкций из сосны 1 сорта
Б3 = 10 МПа * 0,9 = 9 МПа,
А2 = 10 МПа * 1 = 10 МПа,
В2 = 10 МПа * 0,85 = 8,5 МПа,
Г3 = 10 МПа * 0,75 = 7,5 МПа.
Выходной контроль
1. Определить значение Rp для клеевого стержня из ели 2 сорта, имеющего отверстие для болтов.
Принимаем ряд условий. Стержень работает на растяжение вдоль волокон.
RpС берем из 3 таблицы снипа для 2 сорта
Rp= RpС =9МПа
Пояснения даны из книги Карлсен. Конструкция из дерева и пластмасс. (стр. 115)
Деревянные элементы, работающие на центральное растяжение , рассчитывают по наиболее ослабленному сечению:
σp=N/FHT≤Rp.
Входной контроль
Выходной контроль
1. Приведите формулу расчета на прочность при центральном сжатии деревянного элемента.
а) на прочность N/ Fнт ≤RC;
где N – расчетная продольная сила;
Fнт – площадь поперечного сечения элемента нетто. [4.2 СНиП ДК]
2. Приведите формулу расчета на устойчивость при центральном сжатии деревянного элемента.
N/(φ* Fрасч) ≤RC
где Rс – расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;
j – коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно п. 4.3;
Fнт – площадь нетто поперечного сечения элемента;
Fрас – расчетная площадь поперечного сечения элемента, [4.2 СНиП ДК]
3. Как вы понимаете выражение «потеря устойчивости» стержня при центральном сжатии?
Происходит при достижении в элементе конструкции сжимающей силой своего критического значения (достаточно дать малейший толчок в поперечном к продольной оси направлении, чтобы стержень потерял устойчивость).
4. Приведите формулу для определения коэффициента φ в упругой области работы древесины.
Коэффициент продольного изгиба j следует определять по формулам:
при гибкости элемента l £ 70: λ=1-а(λ/100)2;
при гибкости элемента l > 70: φ=А/λ2,
где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1 для фанеры;
коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры. [4.3 СНиП ДК]
5. Приведите формулу для определения коэффициента φ за пределами области упругой работы.
Коэффициент продольного изгиба j следует определять по формулам:
при гибкости элемента l £ 70: λ=1-а(λ/100)2;
при гибкости элемента l > 70: φ=А/λ2,
где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1 для фанеры;
коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры. [4.3 СНиП ДК]
6. При каком значении гибкости формула Эйлера выходит за пределы пропорциональности?
Если гибкость стержня меньше предельного значения λ<λпред, то формула Эйлера становится неприменимой, так как критические напряжения превышают предел пропорциональности и закон Гука неприменим. Формула Эйлера Pкр=(π2EJ)l2
7. Приведите значение предельной гибкости брусчатой колонны.
Сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонны: lмакс=120 [4.22 СНиП ДК]
8. Приведите значение предельной гибкости сжатых раскосов фермы.
Сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонны: lмакс=120
Прочие сжатые элементы ферм и других сквозных конструкций: lмакс=150 [4.22 СНиП ДК]
9. Определите значение Rc при следующих условиях?: А2; пихта 2 сорта; элемент подвергнут глубокой пропитке антипиреном под давлением.
Т.к. не указаны напряженное состояние и характеристика элемента принимаем условно: г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении.
Rc = 16 МПа = 160 кг/см2 - для 2 сорта
Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в табл. 3, на переходные коэффициенты mп, указанные в табл. 4.
Rc = Rc*mп=16*0,8=12,8 МПа – для пихты.
Расчетные сопротивления, приведенные в табл. 3, следует умножать на коэффициенты условий работы:
Rc = Rc*mв =12,8*1=12,8 МПа - для А2.
Расчетные сопротивления, приведенные в табл. 3, следует умножать на коэффициенты условий работы
Rc = Rc*mа =12,8*0,9=11,52 МПа - для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением.
Ответ: Rc = 11,52 МПа = 115,2 кг/см2.
10. Определите значение RC при следующих условиях эксплуатации: группа A3, температура +40°С; материал элемента - береза, сорт 3.
Характеристика элементов не оговорена, принимаем условно: элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении.
RC= 10 МПа = 100 кгс/см2 – для сорта 3;
RC = RC *mп= 10*1,1=11 МПа=110 кгс/см2 – для березы;
RC = RC *mв=11*0,9=9,9 МПа= 99 кгс/см2 - условия эксплуатации АЗ;
RC = RC *mт = 9,9*0,667= 6,6 МПа =66 кгс/см2 - температура +40°С;
Ответ: RC = 6,6 МПа =66 кгс/см2.
11. Определите значение RC при следующих условиях эксплуатации: группа A3, температура t=20°C; сосна 1 сорта.
Характеристика элементов не оговорена, принимаем условно: элементы прямоугольного сечения высотой до 50 см.
RC= 14 МПа = 140 кгс/см2 – для сорта 1;
RC = RC *mп= 14*0,65=9,1 МПа=91 кгс/см2 – сосна веймутова;
RC = RC *mв=9,1*0,9=8,19 МПа= 81,9 кгс/см2 - условия эксплуатации АЗ;
RC = RC *mт = 8,19*1= 8,19 МПа =81,9 кгс/см2 - температура +20°С< 35°С;
Ответ: RC = 8,19 МПа = 81,9 кгс/см2.
12. Определите значение RC при следующих условиях эксплуатации: группа A3, температура t=15°C, В1, лиственница 2 сорта, имеется ветровая нагрузка.
Характеристика элементов не оговорена, принимаем условно: элементы прямоугольного сечения высотой до 50 см.
RC= 13 МПа = 130 кгс/см2 – для сорта 2;
RC = RC *mп= 13*1,2=15,6 МПа=156 кгс/см2 – лиственница;
RC = RC *mв=15,6*0,9=14,04 МПа= 140,4 кгс/см2 - условия эксплуатации В1;
RC = RC *mт = 14,04*1= 14,04 МПа =140,4 кгс/см2 - температура +15°С< 35°С;
RC = RC *mн=14,04*1,2=16,85 МПа =168,5 кгс/см – ветер;
Ответ: RC = 16,85 МПа = 168,5 кгс/см2.
Тема 2.Соединение элементов деревянных конструкций
На нагелях
Входной контроль
Выходной контроль
1. Расчетную несущую способность стального цилиндрического нагеля из условий его изгиба определят по формуле...
T=1,8 d2+0.01a2 кН , но не более 4d2, где а – толщина крайних элементов, см., d – диаметр нагеля, см. (таблица 17 СНиП, 20 СП)
2. Расчетную несущую способность нагеля из алюминиевого сплава из условия смятия древесины среднего элемента симметричных соединениях определяют по формуле...
T=0,5cd кН, где с – толщина средних элементов, см., d – диаметр нагеля, см. (таблица 17 СНиП, 20 СП)
3. Почему несущую способность нагеля из условии скалывания и раскалывания не рассчитывают?
[примечание к т.17 СНиП] Прочность сплачиваемых элементов на скалывание производить не следует, если выполняется условие расстановки нагелей.
4. Чему равно min количество стяжных болтов от общего количества нагелей в соединении?
В соединениях на цилиндрических нагелях должно быть поставлено не менее трех стяжных болтов с каждой стороны стыка.
Диаметр стяжных болтов dб следует принимать по расчету, но не менее 12 мм. Шайбы стяжных болтов должны иметь размер сторон или диаметр не менее 3,5dб и толщину не менее 0,25dб. [4.6 СНиП ДК]
Для обжатия нагельного соединения, в сопряжение сплачиваемых элементов устанавливают стяжные болты, в количестве примерно равном 25% от общего количества нагелей.
5. Что понимают под выражением срез?
Накладные соединения, как правило, подвергаются нагрузке на растяжение. Появляющиеся при этом усилия могут срезать соединительный элемент, например болт, поперек его длины. Эти усилия называют усилиями среза, а их максимальное значение — прочностью на срез. Напряжения среза могут появляться в гвоздях, шурупах, болтах, нагелях, заклепках и дюбелях.
6. Как определяется расчетная несущая способность цилиндрического нагеля в соединениях элементов из пихты?
Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из пихты при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон и гвоздями под любым углом, следует определять по табл. 17. умножением на коэффициент mп для расчетных сопротивлений, для пихты mп=0,8. [5.15 СНиП ДК]
7. Определите расчетную несущую способность цилиндрического нагеля из условия смятия крайнего элемента при условии эксплуатации A3.
Расчетная несущая способность Т на один шов сплачивания (условный срез), кН (кгс) для случая: б) смятие в крайних элементах , с учетом условий эксплуатации конструкций вводим коэффициент mв=0,9 (для А3)
Т = 0,8cd*0,9 (для стального, алюминиевого, стеклопластикового нагеля)
Т = 0,5cd*0,9 (для дубового нагеля)
8. Покажите, как учитывается температура эксплуатации (например, t=50°C) при определении расчетной несущей способности цилиндрического нагеля из условия его изгиба.
Расчетную несущую способность нагелей в условиях повышенной температуры, следует определять с умножением на квадратный корень из коэффициент (T * √mt)
[5.15, 3.2 СНиП ДК]
9. Напишите формулу для определения несущей способности соединения из цилиндрических нагелей.
Формулы из табл 17
Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9. [5.17 СНиП ДК]
Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из сосны и ели (рис. 8) при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон и гвоздями под любым углом, следует определять по табл. 17. В необходимых случаях расчетную несущую способность цилиндрического нагеля, определенную по табл. 17, следует устанавливать с учетом указаний п. 5.15. [5.13 СНиП ДК]
10. Как определяется общее количество цилиндрических нагелей в растянутом стыке?
nн ≥ N/(Т×Nср), где nн — количество нагелей, которое ставится с одной стороны стыка; N — расчетное усилие, действующее на нагельный стык; Nср — количество плоскостей сплачивания; Т — несущая способность одного условного среза нагеля, определяемая в кгс или в кН.
Нагели в растянутых стыках следует располагать в два или четыре продольных ряда; в конструкциях из круглых лесоматериалов допускается шахматное расположение нагелей в два ряда с расстоянием между осями нагелей вдоль волокон 2S1, а поперек волокон S2 = 2,5d. [5.19 СНиП ДК]
Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9.
11. Как определяется общее количество цилиндрических нагелей в сжатом стыке?
nн ≥ N/(Т×Nср), где nн — количество нагелей, которое ставится с одной стороны стыка; N — расчетное усилие, действующее на нагельный стык; Nср — количество плоскостей сплачивания; Т — несущая способность одного условного среза нагеля, определяемая в кгс или в кН. Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9.
Входной контроль
Выходной контроль
Почему при расчете обшивки панели на общий изгиб напряжения растяжения или сжатия, определенные по формулам изгиба, сравниваются с расчетными сопротивлениями фанеры растяжению или сжатию соответственно, а не изгибу?
Это связано с тем, что верхняя обшивка подвергается только сжатию, нижняя – растяжению.
Входной контроль.
Выходной контроль.
1. Какие дополнительные требования по СНиП II-25-80 предъявляются к качеству древесины для клееных изгибаемых элементов?
6.19. Клееным балкам с шарнирным опиранием следует придавать строительный подъем, равный 1/200 пролета. В клееных изгибаемых и сжато-изгибаемых элементах допускается сочетать древесину двух сортов, используя в крайних зонах на 0,15 высоты поперечного сечения более высокий сорт, по которому назначаются расчетные сопротивления (Rи, Rc).
6.20. Пояса клееных балок с плоской фанерной стенкой следует выполнять из вертикально поставленных слоев (досок). В поясах балок коробчатого сечения допускается применять горизонтальное расположение слоев. Если высота поясов превышает 100 мм, в них следует предусматривать горизонтальные пропилы со стороны стенок.
Для стенок балок должна применяться водостойкая фанера толщиной не менее 8 мм.
К древесине для деревянных конструкций кроме требований ГОСТ 8486-66* на пиломатериалы хвойных пород и ГОСТ 9463-72* на круглые лесоматериалы должны предъявляться дополнительные требования:
а) ширина годичных слоев в древесине должна быть не более 5 мм, а содержание в них поздней древесины - не менее 20 %;
б) в заготовках из пиломатериалов 1-го и 2-го сорта для крайней растянутой зоны (на 0,15 высоты сечения) клееных изгибаемых элементов и в досках 1-3-го сорта толщиной 60 мм и менее, работающих на ребро при изгибе или на растяжение, не допускается сердцевина.
То же составного сечения
Составные элементы на податливых соединениях, опертые всем сечением или часть ветевей которых не оперта по концам, следует рассчитывать на и устойчивость по формуле N/(φFнт)≤Rc. Для элементов переменного по высоте сечения следует выполнять по формуле
N/(φFmaxkжN)≤Rc (п. 4.8)
12. Приведите схему стержня-пакета.
13. Приведите схему составного стержня с короткими прокладками.
Выходной контроль
1. Напишите формулу расчета коэффициента продольного изгиба φ составного стержня – пакета относительно оси, перпендикулярной к швам сдвига (ось Х-Х). То же, параллельной к швам сдвига (ось Y-Y).
Коэффициент продольного изгиба υ следует определять по формулам: при гибкости элемента λ ≤ 70 ;
φ=1-a(λ/100)2
при гибкости элемента λ > 70
φ=A/λ2
где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1,0 для фанеры;
коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры и древесины из однонаправленного шпона. 2 A
Гибкость составных элементов следует определять с учетом податливости соединений по формуле
Y-Y
λ=√((λyµy)2+λ21) п.4.6.
X-X
λ=√((λxµx)2+λ21) п.4.6.
Выходной контроль 5
То же относительно оси Х-Х?
Гибкость составного элемента относительно оси, проходящей через центры тяжести сечений всех ветвей (ось Х), следует определять как для цельного элемента, т. е. без учета податливости связей
λХ=loх/rх, где
loх-расчетная длина
rх - радиус инерции
Если ветви нагружены равномерно. В случае неравномерно нагруженных ветвей следует руководствоваться п. 6.7.
в) при определении гибкости относительно оси Х (см. рис. 2) момент инерции следует определять по формуле
I = Iо + 0,5Iно,
где Iо и Iно моменты инерции поперечных сечений соответственно опертых и неопертых ветвей.
Если ветви составного элемента имеют различное сечение, то расчетную гибкость l1 следует принимать равной: 
5. Напишите формулу для определения коэффициента податливости для гвоздей при центральном сжатии.
kс - коэффициент податливости соединений, который следует определять по формулам табл. 15.
То же для болтов.
Смотри вопрос №5, исходя из условия болт = нагель.
Тоже сжато-изгибаемого?
Выходной контроль
Как обозначается расчетное сопротивление древесины при растяжении вдоль волокон?
Rp – расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон по п. 7 табл. 3 (старый). П.5 табл 3 (новый)
То же поперек волокон?
Rр.90 – расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3 (старый). П.5 табл 3 (новый)
3. Какое из расчетных сопротивлений больше - Rpили Rр.90
расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон Rp больше чем расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3. Rр.90 (старый). П.5 табл 3 (новый)