Алгоритм расчета соединений деревянных конструкций с применением вклеенных шайб | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №11 (58) ноябрь 2013 г.

Дата публикации: 28.10.2013

Статья просмотрена: 379 раз

Библиографическое описание:

Арискин М. В., Пыж Е. В. Алгоритм расчета соединений деревянных конструкций с применением вклеенных шайб // Молодой ученый. — 2013. — №11. — С. 68-70. — URL https://moluch.ru/archive/58/8141/ (дата обращения: 15.10.2018).

Использование вычислительных программных комплексов играют первостепенную роль в развитии методик расчёта [1], а так же экономической эффективности проектирования [2]. Однако при их использовании могут возникнуть ряд проблем, одной из такой проблемы можно считать построение максимально точной конечно-элементной модели [3]. В связи с этим возникает необходимость разработки алгоритмов расчёта соединений деревянных конструкций.

На растяжение работают нижние пояса и отдельные раскосы ферм, затяжки арок и элементы других сквозных конструкций. Растягивающее усилие действует вдоль оси элемента и во всех точках его поперечного сечения возникают растягивающие напряжения σ одинаковыми по величине.

Для расчета растянутых (рис.1) соединений элементов деревянных конструкций с применением вклеенных шайб необходимо:

-        задаться размерами шайб Dш=60;80;100 мм; t=6;8;10 мм;

-        определить растягивающее усилие Nр;

-        найти несущую способность шайбы Nш;

-        из условия  найти количество необходимых пар шайб;

-        устанавливается шаг расстановки шайб S1=2,5 ̶ 3·Dш;

-         произвести проверку прочности элемента по ослабленному сечению по формуле:

,

(1.1)

 где Rр- расчетное сопротивление сортной древесины растижению;

Aнт=Абр-Аос;

Абр=bхh, причем минимальные размеры элемента b>4t; h>2Dш;

Аосл=2*Dш*t+16*(b-2t) (мм2);

Рис. 1. Расчет стыка растянутого элемента

При расчете стыков растянутых элементов деревянных конструкций помимо вышеприведенной схемы, следует выполнить расчет прочности накладок по аналогичному алгоритму.

На сжатие работают стойки, подкосы, верхние пояса и отдельные стержни ферм. Для расчета стыков сжатых (рис.2) соединений элементов деревянных конструкций с применением вклеенных шайб необходимо:

-        задаться размерами шайб Dш=60; 80; 100 мм; t=6; 8; 10 мм;

-        определить сжимающие усилие Nс;

-        определить несущую способность шайбы Nш;

-        из условия  определить количество необходимых пар шайб, причем n должно быть не менее 2 шт;

-        устанавливается шаг расстановки шайб S1=2,5 ̶ 3·Dш, S2≥10 мм;

-        произвести подбор сжатого элемента с учетом ослабленного сечения согласно формуле:

,

(1.2)

 где Rc̶ расчетное сопротивление сортной древесины сжатию;

  ̶ коэффициент продольного изгиба определяемый согласно СНиП [64];

Aрасч — расчетная площадь сечения определяемая согласно СНиП;

-        минимальные размеры деревянного элемента должны быть b>4t; h>2·Dш.

Необходимо обеспечить зазор между соединяемыми элементами таким образом, чтобы сжимающее усилие смятия было бы передано через вклеенные шайбы, а не через торцы элементов. Расчет прочности элемента по ослабленному сечению производить по аналогии расчет стыков растянутых элементов. В расчетах необходимо учесть количество шайб в каждом элементе не менее 2 шт.

Рис. 2. Расчет сжатого элемента

При расчете сжатых стыков элементов деревянных конструкций следует делать расчет прочности накладок на сжатие.

В изгибаемых элементах от нагрузок, действующих поперек продольной оси, возникают изгибающие моменты М и поперечные силы Q, определяемые методами строительной механики. От изгибающего момента в сечениях элемента возникают деформации и напряжения изгиба σ, которые состоят из сжатия в одной части сечения и растяжения в другой, в результате элемент изгибается, сжимающее (Nc) и растягивающее (Nр) усилия определяются как Nc=Np=M/h0.

Рис. 3. Расчет изгибаемых элементов

Для восприятия растягивающего усилия Np необходимо поставить с каждой стороны стыка по nNp/Nп шайб. В сжатом поясе балки необходимо либо поставить контактную пластину (рис.1.а) площадью А=ab≥ Nc/Rсм (где Rсм- расчетное сопротивление древесины смятию), либо такое же количество шайб как и в растянутом нижнем поясе, т. е. nNc/Nп.

При совместном действии в стыке сжимающего усилия и изгибающего момента порядок расчета соединения аналогичен выше приведенному. Точные величины усилий, в сжатой и растянутой зонах будут определяться как Nc=-Nc-M/h; Np=-Nc+M/h.

Рис. 4. Расчет сжато изгибаемых элементов

Количество вклеенных шайб в сжатой зоне элемента будет определяться как n1>Nc/Nп, а в растянутой зоне n2>Nр/Nп.

При заменене действие изгибающего момента внецентренно приложенной силой с плечом e=M/Nₒ (рис.4), растягивающие Nр и сжимающие Nc усилия соответственно определяются как ;, где z=e+h0/2, e=M/N0

Литература:

1.                            Арискин М. В., Гуляев Д. В., Гарькин И. Н., Агеева И. Ю. Современные тенденции развития проектирования в строительстве [Текст] // Молодой учёный (№ 10(45) Октябрь 2012 г.) С.31–33.

2.                            Арискин М. В., Гуляев Д. В., Гарькин И. Н, Агеева И. Ю.. Экономическая эффективность проектирования в комплексе Аllplan по сравнению с существующими CAD-системами [Текст] // Молодой ученый. — 2013. — № 5. — С. 32–35.

3.                            Арискин М. В. Методика построения конечно-элементной модели [Текст] / М. В. Арискин, Е. В. Родина, Д. В. Гуляев // Молодой ученый. — 2013. — № 9. — С. 34–36.

Основные термины (генерируются автоматически): изгибающий момент, расчет стыков, элемент, растягивающее усилие, ослабленное сечение, размер шайб, шайба, шаг расстановки шайб, сортная древесина, соединение элементов, сжатый элемент, расчетное сопротивление, конструкция, необходимая пара шайб, расчет, растянутая зона, несущая способность шайбы, расчет прочности накладок.


Похожие статьи

К расчету несущей способности соединений на вклеенных...

Произведена оценка несущей способности соединения на вклеенных шайбах как для I группы при пластическом характере разрушения согласно формулам (1) и (2). Результаты расчетов приведены в табл.3. Таблица 3.

Применение вклеенных стальных шайб в стыковых соединениях...

Несущая способность вклеенной шайбы будет определяться работой древесины на смятие под шайбой и на скалывание. Напряжения смятия и скалывания будут существенно зависеть от диаметра и толщины шайбы, толщины соединяемых элементов, шага расстановки шайб.

Теоретические исследования напряженно-деформированного...

Шайбы монолитно вклеены в деревянный элемент и поэтому до определенного момента

При определенном уровне нагружения растянутые связи между шайбами и древесиной теряют прочность (шайба получила сдвиг), тогда совместность работы шайб с древесиной...

Расчет многорядных соединений на вклеенных шайбах...

Точки примыкания конечного элемента к узлам (концевые сечения элементов) имеют одинаковые перемещения с указанными узлами.

Как видно из рис.5 напряжения уменьшаются с увеличением шага расстановки шайб, также видно что напряжения под нижней шайбой...

Расчет железобетонных элементов, усиливаемых наращиванием...

В случае расчета конструкций, усиливаемых наращиванием, к сечению добавляется дополнительный элемент, характеристики материалов которого могут отличаться от характеристик усиливаемого элемента.

Расчет сечения сборно-монолитной конструкции в стадии...

Расчет прочности нормального сечения при действии изгибающего момента.

Предложенная конструкция относится к сечению первого типа: сечение, состоящее по высоте из бетона сборного элемента и бетона омоноличивания.

Разработка методики экспериментальных исследований...

- шаг установки шайб в деревянном элементе

- зависимость несущей способности соединений от угла между направлением волокон древесины и линией действующего усилия соединяемых элементов.

Расчёт стержня с распределенными продольными связями

Ключевые слова: методы расчёта, строительные конструкции, полу бесконечный стержень, упругие связи, жёсткость.

В данном случае это будет действие растягивающей силы, приложенной к концу стержня

Расчет прочности шатунных болтов | Статья в журнале...

Расчет прочности шатунных болтов. Автор: Нгуен Тьен Зунг. Рубрика: Технические науки.

Орлин А. С. и др. — Двигатели внутреннего сгорания. Конструкции и расчет. (том 2). М

— 368 с. Серенсен С. В. и др. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

К расчету несущей способности соединений на вклеенных...

Произведена оценка несущей способности соединения на вклеенных шайбах как для I группы при пластическом характере разрушения согласно формулам (1) и (2). Результаты расчетов приведены в табл.3. Таблица 3.

Применение вклеенных стальных шайб в стыковых соединениях...

Несущая способность вклеенной шайбы будет определяться работой древесины на смятие под шайбой и на скалывание. Напряжения смятия и скалывания будут существенно зависеть от диаметра и толщины шайбы, толщины соединяемых элементов, шага расстановки шайб.

Теоретические исследования напряженно-деформированного...

Шайбы монолитно вклеены в деревянный элемент и поэтому до определенного момента

При определенном уровне нагружения растянутые связи между шайбами и древесиной теряют прочность (шайба получила сдвиг), тогда совместность работы шайб с древесиной...

Расчет многорядных соединений на вклеенных шайбах...

Точки примыкания конечного элемента к узлам (концевые сечения элементов) имеют одинаковые перемещения с указанными узлами.

Как видно из рис.5 напряжения уменьшаются с увеличением шага расстановки шайб, также видно что напряжения под нижней шайбой...

Расчет железобетонных элементов, усиливаемых наращиванием...

В случае расчета конструкций, усиливаемых наращиванием, к сечению добавляется дополнительный элемент, характеристики материалов которого могут отличаться от характеристик усиливаемого элемента.

Расчет сечения сборно-монолитной конструкции в стадии...

Расчет прочности нормального сечения при действии изгибающего момента.

Предложенная конструкция относится к сечению первого типа: сечение, состоящее по высоте из бетона сборного элемента и бетона омоноличивания.

Разработка методики экспериментальных исследований...

- шаг установки шайб в деревянном элементе

- зависимость несущей способности соединений от угла между направлением волокон древесины и линией действующего усилия соединяемых элементов.

Расчёт стержня с распределенными продольными связями

Ключевые слова: методы расчёта, строительные конструкции, полу бесконечный стержень, упругие связи, жёсткость.

В данном случае это будет действие растягивающей силы, приложенной к концу стержня

Расчет прочности шатунных болтов | Статья в журнале...

Расчет прочности шатунных болтов. Автор: Нгуен Тьен Зунг. Рубрика: Технические науки.

Орлин А. С. и др. — Двигатели внутреннего сгорания. Конструкции и расчет. (том 2). М

— 368 с. Серенсен С. В. и др. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность.

Задать вопрос