Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы

4.1. Расчет центрально-растянутых элементов следует производить по формуле

, (4)

где N - расчетная продольная сила;

R _p - расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон;

F _нт - площадь поперечного сечения элемента нетто.

При определении F _нт ослабления, расположенные на участке длиной до 200 мм, следует принимать совмещенными в одном сечении.

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:

при отсутствии ослаблений или ослаблениях в опасных сечениях, не выходящих на кромки (рис. 1, а), если площадь ослаблений не превышает 25 % Е _бр, Е _расч = F _бр, где F _бр - площадь сечения брутто; при ослаблениях, не выходящих на кромки, если площадь ослабления превышает 25 % F _бр, F _рас = 4/3 F _нт; при симметричных ослаблениях, выходящих на кромки (рис. 1, б), F _рас = F _нт.

Рис. 1. Ослабление сжатых элементов

а -не выходящие на кромку; б - выходящие на кромку

4.3. Коэффициент продольного изгиба j следует определять по формулам (7) и (8);

при гибкости элемента l £ 7

; (7)

при гибкости элемента l > 70

, (8)

где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1 для фанеры;

коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры.

4.4. Гибкость элементов цельного сечения определяют по формуле

, (9)

где l _о - расчетная длина элемента;

r - радиус инерции сечения элемента с максимальными размерами брутто соответственно относительно осей Х и У.

4.5. Расчетную длину элемента l _о следует определять умножением его свободной длины l на коэффициент m₀

l _о = l m₀ (10)

согласно пп. 4.21 и 6.25.

4.6. Составные элементы на податливых соединениях, опертые всем сечением, следует рассчитывать на прочность и устойчивость по формулам (5) и (6), при этом F _нт и F _рас определять как суммарные площади всех ветвей. Гибкость составных элементов l следует определять с учетом податливости соединений по формуле

, (11)

где l_у - гибкость всего элемента относительно оси У (рис. 2), вычисленная по расчетной длине элемента l _о без учета податливости;

l₁ - гибкость отдельной ветви относительно оси I-I (см. рис. 2), вычисленная по расчетной длине ветви l ₁; при l ₁ меньше семи толщин (h ₁) ветви принимаются l₁ = 0;

m_у - коэффициент приведения гибкости, определяемый по формуле

, (12)

где b и h - ширина и высота поперечного сечения элемента, см:

n _ш - расчетное количество швов в элементе, определяемое числом швов, по которым суммируется взаимный сдвиг элементов (на рис. 2, а - 4 шва, на рис. 2, б - 5 швов);

l _о - расчетная длина элемента, м;

n _с - расчетное количество срезов связей в одном шве на 1 м элемента (при нескольких швах с различным количеством срезов следует принимать среднее для всех швов количество срезов);

k _с - коэффициент податливости соединений, который следует определять по формулам табл. 12.

Таблица 12

Вид связей	Коэффициент k c при
центральном сжатии	сжатии с изгибом
1. Гвозди	1 10 d 2	1 5 d 2
2. Стальные цилиндрические нагели
а) диаметром £ 1/7 толщины соединяемых элементов	1 5 d 2	1 2,5 d 2
б) диаметром > 1/7 толщины соединяемых элементов	1,5 ad	3 ad
3. Дубовые цилиндрические нагели	1 d 2	1,5 d 2
4. Дубовые пластинчатые нагели	-	1,4 d b пл
5. Клей		0

Примечание. Диаметры гвоздей и нагелей d, толщину элементов а, ширину b _пл и толщину d пластинчатых нагелей следует принимать в см.

Рис. 2. Составные элементы

а - с прокладками; б - без прокладок

При определении k _с диаметр гвоздей следует принимать не более 0,1 толщины соединяемых элементов. Если размер защемленных концов гвоздей менее 4 d, то срезы в примыкающих к ним швах в расчете не учитывают. Значение k _с соединений на стальных цилиндрических нагелях следует определять по толщине а более тонкого из соединяемых элементов.

При определении k _с диаметр дубовых цилиндрических нагелей следует принимать не более 0,25 толщины более тонкого из соединяемых элементов.

Связи в швах следует расставлять равномерно по длине элемента. В шарнирно-опертых прямолинейных элементах допускается в средних четвертях длины ставить связи в половинном количестве, вводя в расчет по формуле (12) величину n _с, принятую для крайних четвертей длины элемента.

Гибкость составного элемента, вычисленную по формуле (11), следует принимать не более гибкости l отдельных ветвей, определяемой по формуле

, (13)

где å I_{i бр} - сумма моментов инерции брутто поперечных сечений отдельных ветвей относительно собственных осей, параллельных оси У (см. рис. 2);

F _бр - площадь сечения брутто элемента;

l _о - расчетная длина элемента.

Гибкость составного элемента относительно оси, проходящей через центры тяжести сечений всех ветвей (ось Х на рис. 2), следует определять как для цельного элемента, т. е. без учета податливости связей, если ветви нагружены равномерно. В случае неравномерно нагруженных ветвей следует руководствоваться п. 4.7.

Если ветви составного элемента имеют различное сечение, то расчетную гибкость l₁ ветви в формуле (11) следует принимать равной:

, (14)

определение l ₁ приведено на рис. 2.

4.7. Составные элементы на податливых соединениях, часть ветвей которых не оперта по концам, допускается рассчитывать на прочность и устойчивость по формулам (5), (6) при соблюдении следующих условий:

а) площади поперечного сечения элемента F _нт и F _рас следует определять по сечению опертых ветвей;

б) гибкость элемента относительно оси У (см. рис. 2) определяется по формуле (11); при этом момент инерции принимается с учетом всех ветвей, а площадь - только опертых;

в) при определении гибкости относительно оси Х (см. рис. 2) момент инерции следует определять по формуле

I = I _о + 0,5 I _но, (15)

где I _о и I _но - моменты инерции поперечных сечений соответственно опертых и неопертых ветвей.

4.8. Расчет на устойчивость центрально-сжатых элементов переменного по высоте сечения следует выполнять по формуле

, (16)

где F _макс - площадь поперечного сечения брутто с максимальными размерами;

k _{ж N} - коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения, определяемый по табл. 1 прил. 4 (для элементов постоянного сечения k _{ж N} = 1);

j - коэффициент продольного изгиба, определяемый по п. 4.3 для гибкости, соответствующей сечению с максимальными размерами.