Основы расчета по предельным состояниям

Основы  расчета по предельным состояниям.

Под предельным состоянием понимается такое состояние, при котором  конструкции перестают удовлетворять  заданным эксплуатационным требованиям или требованиям при возведении зданий и сооружений. Критерием предельного состояния является не только потеря несущей способности конструкций, а прекращение эксплуатации сооружения. Поэтому нормами на проектирование деревянных конструкций рассматриваются две группы предельного состояния.

Первая группа - по потере несущей  способности и полной непригодности к эксплуатации конструкции.

Вторая группа - по затруднению  нормальной эксплуатации сооружений.

К предельным состояниям первой группы относится: разрушение любого вида, общая потеря устойчивости конструкции или местная потеря устойчивости элемента конструкции, нарушение узлов соединений, превращающих конструкцию в изменяемую систему, развитие недопустимых по величине остаточных деформаций. Расчет по несущей способности ведется по наибольшей нагрузке и наименьшему сопротивлению материала, найденному с учетом всех влияющих на него факторов.

Расчет деревянных конструкций  по второму предельному состоянию  по деформациям распространяется в  основном на изгибаемые конструкции  и имеет целью ограничить величину деформаций. Расчет ведут на нормативные нагрузки без умножения их на коэффициенты надежности в предположении упругой работы древесины. Расчет по деформациям ведется по средним характеристикам древесины, а не по сниженным, как при проверке несущей способности. Это объясняется тем, что увеличение прогиба в от-дельных случаях, при употреблении в дело древесины пониженного качества, не представляет опасности для целостности конструкций. Этим же объясняется и то, что расчет по деформациям проводится на нормативные, а не на расчетные нагрузки

Расчет по предельным состояниям конструкций в целом и ее элементов  должен производиться для всех стадий: транспортировки, монтажа и эксплуатации - и должен учитывать все возможные сочетания нагрузок.

В нормах проектирования основными  нормируемыми характеристиками прочности деревянных конструкций являются нормативное и расчетное сопротивления. Обе нормируемые характеристики определяются на основании данных стандартных испытаний с учетом статистической изменчивости показателей прочности и разной степени обеспеченности по минимуму. Для нормативного сопротивления R в нормах предписывается обеспеченность не ниже 0,95.

Факторы, изменчивость которых  влияет на уровень надежности конструкций, могут быть отнесены к пяти основным категориям: нагрузки и воздействия; геометрические размеры элементов конструкций; степень ответственности сооружений; механические свойства материалов; условия работы конструкции.

4.1. Расчет центрально-растянутых  элементов следует производить  по формуле

где N – расчетная продольная сила; 

R_p – расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон;

F_нт – площадь поперечного сечения элемента нетто.

4.2. Расчет центрально-сжатых  элементов постоянного цельного  сечения следует производить  по формулам:

а) на прочность

;                                                                                                  (5)

б) на устойчивость

,                                                                                              (6)

где R_с – расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

j – коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно п. 4.3;

F_нт – площадь нетто поперечного сечения элемента;

F_рас – расчетная площадь поперечного сечения элемента, принимаемая равной:

 

Из  лекций:

 

СуммаN-суммарная нагрузка, действующая на сооружение

S-геометрические характеристики сечения(размеры)

J-момент инерции и пр.

m-поправочный коэффициент

R-расчетное сопротивление материалов.

Rn=суммаRi/(n-1)*(1+Cv)

n-количество опытов; Cv-коэф. Вариации=2,25

 

4,5.Работа элементов сплошного сечения.

Элементы сплошного сечения  работают на растяжение,сжатие,поперечный изгиб,косой,скалывание и смятие.

РАСТЯЖЕНИЕ.

 

;

N

СЖАТИЕ.

Леонард Эйлер первым занялся сжатием  в России

 

- формула устойчивости

Где -коэф. Продольного изгиба, зависящий от гибкости

-площадь сечения  нетто

 

 

;

 

i-Момент инерции

l-расчетное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При действии продольной силы возникает следующее положение:

-при приложении её  выше нейтральной оси, момент  увеличивается на величину N*e

-при приложении ниже нейтральной оси момент уменьшается на величину –N*e

Исходя из этих соображений  при конструировании элемента деревянной конструкции следует отдавать предпочтение случаям когда продольная сила расположена ниже нейтральной оси сечения.