Расчет центрально-растянутых элементов деревянных конструкций.

Центрально –растянутые элементы: затяжки в арках, нижние пояса ферм и т.д.

Растягивающее усилие действует вдоль оси элемента и во всех точках его поперечного сечения возникают равномерные растягивающие напряжения.

4 разрыв по зигзагу

d

Рис.1. Центральное растяжение элемента

Древесина работает на растяжение практически как упругий материал и показывает высокую прочность. Разрушение происходит хрупко, практически мгновенно после разрыва наиболее слабых волокон по пилообразной поверхности. Расчетное сопротивление древесины:

П_мi – произведение коэф-в условий работы

Порода древесины учитывается коэф-м m_П; m_В – коэф-т, учитыв-й условия эксплуатации древесины; m_О – коэф- т условий работы, учит-й ослабления (отверстия), m_О = 0,8

В расчетной практике может быть 4 случая:

1.без ослаблений

2. симметричное ослабление не выходит на кромки

3. симметричное ослабление, выходящее на кромки

4. несимметричное ослабление

Деревянные элементы, работающие на центральное растяжение, рас­считывают по наиболее ослабленному сечению:

N – расчетное продольное усилие

F_НТ – площадь поперечного сечения нетто (т.е. с вычетом отверстий)

При определении необходимо учиты­вать волокнистую структуру древесины и взаимное расположение ослабле­ний.

Если считать, что площадь и жесткость древесины одинаковы, то в сечении 1-1 (рис. 1) все волокна будут загружены одинаково. В первом от­верстии у сечения 2-2 часть волокон будет перерезана, в связи с чем усилия с них перераспределятся на соседние волокна, в которых действующие уси­лия, естественно, возрастут. Распределение растягивающих напряжений в сечении 3-3 будет неравномерным. На расстоянии S между отверстиями эта неравномерность будет постепенно выравниваться. Однако, если расстоя­ние S невелико, то выравнивания не произойдет, а так как в сечении 4-4, где находятся два отверстия, часть волокон ими будет также вырезана, то сосед­ние пока сильно нагруженные волокна еще получат дополнительные уси­лия. В результате усилия в отдельных волокнах могут достичь их предела прочности на растяжение, что приведет к разрыву волокон, передаче усилий с них соседним волокнам и их последующему разрыву. Так как разрыв про­изойдет в наиболее слабых местах волокон и будет сопровождаться скалы­ванием по площадкам, соединяющим точки разрыва волокон, то разруше­ние элемента произойдет по зигзагу, как показано на рис. 1.

Из изложенного следует, что при определении площади F_HT надо учи­тывать расстояние S между соседними ослаблениями. В СНиП 2-25-80 /2/ в связи с этим устанавливается, что при определении F_НТвсе ослабления, рас­положенные на участке длиной до 200 мм, сле­дует принимать совмещенными в одном сечении.

Применительно к рис.1 по этому требованию при S>200 ммF_НТ =b (h-2d), а при S<200мм F_НТ =b (h-3d)

По конструктивным требованиям для растянутых эл-в (центрально)