Расчет элементов деревянных и пластмассовых конструкций по предельным состояниям первой и второй групп.

Предельные состояния – это такие состояния, при которых конструкция не может больше использоваться в результате действия внешних нагрузок и внутренних напряжений. В конструкциях из дерева и пластмасс могут возникать две группы предельных состояний – первая и вторая.

Первая группа наиболее опасна. Она определяется непригодностью к эксплуатации, когда конструкция теряет несущую способность в результате разрушения или потери устойчивости. Этого не происходит, пока максимальные нормальные или скалывающие напряжения в ее элементах не превосходят расчетных сопротивлений материалов, из которых они изготовлены.

Вторая группа менее опасна. Она определяется непригодностью конструкции к нормальной эксплуатации, когда она прогибается до недопустимой величины. Этого не происходит, пока максимальный относительный прогиб ее не превосходит предельно допускаемых значений.

Целью расчета является не допустить ни первого, ни второго предельного состояний в процессе перевозки, сборки и эксплуатации конструкции. Это выполняется на основании учета нормативных и расчетных нагрузок и сопротивлений материалов.

18. Цельнодеревянные балки и прогоны, их конструирование и расчет. Консольно-балочные и спаренные неразрезные прогоны. Конструирование и расчет

Цельнодеревянные балкипредставляют собой отдельные бру-| |.я, толстые доски, устанавливаемые на кромки, и окантован­ные бревна, имеющие необходимые сечения и длины. Их основ­ные преимущества — малая трудоемкость изготовления и относи­тельно низкая стоимость по сравнению с прочими деревянными конструкциями. Ввиду ограниченности сечений и длин лесомате­риалов цельнодеревянные балки применяют при пролетах, не превышающих 6 м, и при относительно небольших нагрузках. Де­ревянные балки используют в качестве несущих конструкций на-'тилов покрытий, междуэтажных перекрытий, рабочих площадок пчатформ и в других деревянных конструкциях.

Цельнодеревянные балки в основном не требуют проверки ска­лывающих напряжений ввиду их незначительной величины. При их расчете по прогибам нет необходимости учитывать прогиб от скалывающих напряжений ввиду его малости и проверять устой­чивость плоской формы деформирования, которая, как правило, бывает обеспечена.

Однопролетные прогоны являются несущими конструкциями скатных покрытий. Они представляют собой горизонтальные ряды брусьев или бревен, расположенные вдоль скатов покрытия и опертые на верхние кромки основных несущих конструкций по­крытия торцовых и поперечных стен здания, наклонные под уг­лом к горизонту.

Прогоны соединяются между собой по длине с помощью ко­сого прируба или дощатых накладов и болтов (рис. 5.1). К опорам прогоны крепят посредством бобышек — коротких отрезков тол­стых досок или стальных уголковых коротышей и гвоздей или вин­тов. Эти крепления препятствуют сползанию прогонов вниз по скату опор.

Дощато-гвоздевые спаренные прогоныявляются мно- гопролетными неразрезными. Они состоят из двух рядов досок толщиной не менее 4 см, соединенных пластями с помощью гво здей. Крайние пролеты этих прогонов, включая сечение над второй опорой, где действуют большие, чем в среднем, изгибающие м менты, усиливаются третьей доской. Они устанавливаются п ска ных покрытиях поперек скатов с шагом не более 1,5 м и опираю ся на наклонные верхние кромки основных несущих конструкц и поперечных стен зданий так же, как и однопролетные брусч тые прогоны. Прогоны крепятся к опорам от перемещений вн по скатам покрытий.

Концы досок каждого ряда соединяются гвоздевыми расчп ными стыками. Стыки соседних рядов досок располагаются по длине прогона вразбежку на расстояниях, равных 1/5 длин пролс тов от опор там, где изгибающие моменты имеют значения, близ­кие к нулевым. При этом накладкой в каждом стыке является со­седняя цельная доска. Между стыками соседние доски соединяют­ся гвоздями через каждые 0,5 м.

Дощато-гвоздевые прогоны применяют только в сочетании с настилами, Дощато-гвоздевые прогоны требуют меньшего расхода древеси­ны, чем брусчатые, но их изготовление более трудоемко.

Дощато-гвоздевые спаренные прогоны работают и рассчиты­ваются на изгиб от действия только нормальных к скату покрытия равномерно распределенных нагрузок от собственного веса всех элементов покрытия и веса снега

Консольно-балочные прогоны представляют собой продольные ряды брусьев или бревен со встречным расположением стыков за пределами опор. При этом более длинные брусья образуют в про­межуточных пролетах две консоли, а в крайних — одну, на кото­рые опираются более короткие брусья с помощью косого приру- Ва, стянутого болтом. Такие прогоны применяют в покрытиях при шаге основных несущих конструкций не более 4,5 м, допускаю­щем использование лесоматериалов стандартной длины.

Расчет консольно-балочных прогонов производят по схеме миогопролетной статически определимой балки с пролетами /на нормальные составляющие нагрузок. Прогоны в зависимости от расположения стыков могут быть равномоментными и равнопро-I нбными.

В равномоментных прогонах стыки располагаются на расстоя­нии 0,15Lот опор, а крайние пролеты уменьшаются до 0,85L. Из-шбающие моменты на опорах и в пролетах М= д1²/\6, а макси­мальные относительные прогибы //I = (2/384)<7"/³/(,Е7).

В равнопрогибных прогонах стыки располагаются на расстоянии 0,2/, а крайние пролеты уменьшаются до 0,8 /. При этом на опорах по шикают максимальные изгибающие моменты М= о/²/12, а от­носительные прогибы во всех пролетах //1= (2/384)о"/³/(г'/).

Скатная составляющая нагрузки может вызвать сдвиги в сты­ках и должна быть воспринята настилом. При всех пролетах одина­ковой длины изгибающие моменты на вторых опорах и прогибы первых пролетов будут такими же, как и в спаренных многопро­летных прогонах.