Волик А.Р. Конструкции из дерева и пластмасс

Подождите немного. Документ загружается.

281

5. СТАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

МЕТАЛЛОДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Нижние пояса и стержни решеток ферм, в которых действуют растя-

гивающие напряжения, затяжки арок выполняют, как правило, из про-

фильной или арматурной стали.

Металлические элементы применяются в узловых соединениях дере-

вянных элементов в виде стальных сварных башмаков (с опорными листа-

ми, фасонками и диафрагмами), стальных креплений

из опорного листа и

фасонок, стальных накладок и др.

Стальные элементы рассчитывают по нормам проектирования ме-

таллических конструкций [6].

Расчет на прочность элементов, подверженных центральному растя-

жению, следует выполнять по формуле

γ⋅≤

, 5.1

где

R – расчетное сопротивление стали растяжению, принимаемое по

прил. 2 – 4;

N – продольная сила;

A – площадь сечения нетто;

– коэффициент условий работы, принимаемый в соответствии с

табл. 6 [6]:

• для растянутых элементов в сварных стержневых кон-

струкциях перекрытий и покрытий

= 0,95

• для затяжек и подвесок, выполненных из прокатной

стали

= 0,9

• для сечений прокатных и сварных элементов, а также

накладок из стали с пределом текучести до 440 МПа, выпол-

ненных на болтах в стержневых конструкциях покрытий и пе-

рекрытий

= 1,05

282

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ОСНОВНЫЕ СИМВОЛЫ

Подстрочные индексы

– сжатие

– расчетный

– нормативный

inf – нижний, низкий

sup – верхний

mod – поправочный

– изгибный, материала

– временное воздействие

– растяжение

– сдвиг

x, y, z

– координаты

– угол между силой и направлением волокон древесины

0; 90 – соответственно вдоль и поперек волокон древесины

Обозначения

– расчетная площадь поперечного сечения

– рабочая плоскость смятия

inf

– площадь поперечного сечения элемента нетто

sup

– площадь поперечного сечения элемента брутто

sup,max

– площадь поперечного сечения элемента брутто с

максимальными размерами сечения элемента на участке (l

)

– расчетная площадь скалывания

– модуль упругости древесины вдоль волокон

0,nom

– вероятный минимальный модуль упругости древесины

вдоль волокон

–

модуль упругости древесины поперек волокон

– модуль сдвига вдоль волокон древесины

– модуль упругости строительной фанеры в плоскости листа

– модуль сдвига строительной фанеры

– воздействие

–

расчетные значения воздействий

– нормативные значения воздействий

283

d,а

– расчетное усилие, действующее перпендикулярно торцу

полуарки

– постоянные воздействия

– расчетные значения постоянных воздействий

– нормативные значения постоянных воздействий

– высота конструкции или длина элемента

i,sup

– момент инерции брутто поперечного сечения отдельной

ветви относительно собственной оси

sup

– момент инерции брутто поперечного сечения элемента

относительно нейтральной оси

– расчетный изгибающий момент

i,d

– расчетный изгибающий момент относительно

соответствующей оси

max

– максимальный изгибающий момент на рассматриваемом

участке l

– расчетная осевая сила

– временные воздействия

k,1

– нормативное значение одного из временных воздействий

k,i

– нормативные значения остальных временных воздействий

– расчетная несущая способность конструкции или

соединения

1d,min

– минимальное значение несущей способности одного среза

нагеля в соединении

– статический момент сдвигаемой части приведенного

сечения относительно нейтральной оси

sup

– статический момент брутто сдвигаемой части поперечного

сечения элемента относительно нейтральной оси

– полная длина дуги арки или свода

–

расстояние между осями нагелей (гвоздей) вдоль волокон

– расстояние от оси крайнего нагеля (гвоздя) до торца

элемента вдоль волокон

–

расстояние между осями нагелей (гвоздей) поперек

волокон

–

расстояние от оси крайнего нагеля (гвоздя) до кромки

элемента поперек волокон

inf

– момент сопротивления нетто

284

sup,max

– максимальный момент сопротивления брутто на

рассматриваемом участке l

– расстояние между ребрами

– расстояние между ребрами в свету в плитах и панелях;

– ширина поперечного сечения

–

расчетная ширина поперечного сечения

– полная ширина сечения плиты

– толщина стенки балки

– номинальный диаметр стержня, гвоздя или нагеля

– диаметр отверстия под вклеенный стержень

– эксцентриситет

i.0.d

, f

i.90.d

– расчетные сопротивления древесины, соответствующие

напряженному состоянию

t.0.d

– расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль

волокон

t.90.d

–

расчетное сопротивление древесины растяжению поперек

волокон

m.d

– расчетное сопротивление древесины изгибу

v.0.d

– расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль

волокон

v.90.d

– расчетное сопротивление древесины скалыванию поперек

волокон

v.mod.d

–

расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление

древесины скалыванию вдоль волокон

pt.0.d

– расчетное сопротивление фанеры растяжению в плоскости листа

pv.0.d

– расчетное сопротивление фанеры скалыванию в плоскости листа

pv.90.d

–

расчетное сопротивление фанеры срезу перпендикулярно

плоскости листа

pt.

– расчетное сопротивление фанеры растяжению под углом α

n.d

– расчетное сопротивление изгибу нагеля, болта

h.1.d

– расчетное сопротивление смятию древесины для наружных

элементов симметричных соединений и более тонких

элементов односрезных нагельных соединений

h.2.d

– расчетное сопротивление смятию древесины для средних

элементов симметричных соединений и более толстых

элементов односрезных нагельных соединений

285

– высота поперечного сечения

– высота полок балки

– уменьшенная высота поперечного сечения элемента

– толщина фанеры обшивок плит и панелей

max

– наибольшая высота сечения

– высота стенки между внутренними гранями полок

– глубина врубки

– радиус инерции сечения элемента

– коэффициент продольного изгиба

– поправочный коэффициент

– коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих

моментов на участке l

– коэффициент, учитывающий изменение высоты

поперечного сечения деревянных элементов

– коэффициент, учитывающий влияние переменности

высоты сечения

inst

– коэффициент устойчивости изгибаемого элемента

– коэффициент податливости соединений

mod

– коэффициент условий работы, учитывающий влажность и

длительность нагружения

m.c

– коэффициент, учитывающий увеличение напряжений при

изгибе от действия продольной силы

– коэффициент, зависящий от типа нагеля

–

коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений в

деревянных элементах при наличии ослаблений

– коэффициент, учитывающий снижение расчетного

сопротивления в стыках фанерной обшивки

–

коэффициент, учитывающий изменение расчетных

сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу для гнутых

деревянных элементов

– коэффициент, учитывающий изменение расчетных

сопротивлений при глубокой пропитке древесины

– коэффициент, учитывающий температуру окружающего

воздуха

– коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига

от поперечной силы

286

– коэффициент, учитывающий изменение момента

сопротивления для составных балок на податливых

соединениях

d.1

– расчетная длина защемленной части гвоздя

– коэффициент, учитывающий угол α между силой и

направлением волокон в нагельном соединении

– коэффициент, учитывающий изменение расчетных

сопротивлений изгибу, скалыванию и сжатию в зависимости

от толщины слоев в клееных элементах

– коэффициент приведения гибкости

– коэффициент, учитывающий концентрацию местных

напряжений на проверяемом участке

– коэффициент, учитывающий снижение прочности клеевого

шва поперек волокон в клееных деревянных элементах

– коэффициенты, учитывающие неравномерность

распределения напряжений под плитой башмака

– пролет

–

расчетная длина элемента

– расстояние между опорными сечениями элемента, а при

закреплении сжатой кромки элемента в промежуточных

точках от смещения из плоскости изгиба – расстояние между

этими точками

– расчетная длина плоскости скалывания

– число подкрепленных с одинаковым шагом точек растянутой

кромки на участке l

– число вертикальных швов

e.f

– расчетное количество нагелей

– количество нагелей в соединении

– количество швов в соединении для одного нагеля

– радиус

max

– расстояние от центра тяжести до самой удаленной точки

расчетной площади

e.f

– расчетное значение шага крепежных элементов

min

и s

max

– минимальный и максимальный шаг крепежных элементов

– толщина соединяемых элементов

–

толщина крайних элементов в симметричных соединениях

или более тонких элементов в односрезных соединениях

287

– толщина средних элементов в симметричных соединениях

или более толстых, или равных по толщине элементов в

односрезных соединениях

– прогиб

– прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета

деформаций сдвига

max

– максимальный прогиб

– угол, отношение

–

коэффициент надежности для особых воздействий

– коэффициент надежности для воздействий

–

коэффициент надежности для постоянных воздействий

– коэффициент надежности по материалу

– частный коэффициент надежности по назначению

–

коэффициент надежности для временных воздействий

– гибкость

– гибкость относительно осей y и z

max

– предельная гибкость

– гибкость отдельной ветви относительно собственной оси

0,90

– коэффициент Пуассона вдоль волокон древесины

90,0

– коэффициент Пуассона поперек волокон древесины

– коэффициенты Пуассона строительной фанеры

–

коэффициент, учитывающий закрепление элемента

и нагрузку, действующую на элемент

– плотность древесины

– плотность фанеры

c.0.d

– расчетное сжимающее напряжение вдоль волокон

древесины

с.

α.

– расчетные напряжения сжатия под углом α к направлению

волокон древесины

с.90.d

–

расчетное сжимающее напряжение поперек волокон

древесины

cm.

– расчетное напряжение смятия под углом к волокнам

древесины под опорной плитой

t.0.d

–

расчетное растягивающее напряжение вдоль волокон

древесины

t.90.d

–

расчетное растягивающее напряжение поперек волокон

древесины

m.d

– расчетное напряжение от изгиба

f.c.d

– расчетные сжимающие напряжения в полках балки

288

f.t.d

– расчетные растягивающие напряжения в полках балки

w.d

– расчетные скалывающие напряжения в стенке балки на

уровне ее нейтральной оси

w.f.d

– расчетные скалывающие напряжения в швах между

поясами и стенкой балки

– касательное напряжение в стенке на уровне внутренней

кромки поясов

f.d

– расчетное скалывающее напряжение в обшивке по шву в

месте примыкания ее к ребрам

– коэффициент сочетаний

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ СТАЛИ

Таблица П. 2.1

Физические характеристики стали

Характеристика Значение

Плотность,

, кг/м

, проката и стальных отливок

7850

Коэффициент линейного расширения α,

-1

1012,0

−

⋅

Модуль упругости проката стали и стальных отливок

Е, МПа

1006,2 ⋅

Модуль сдвига прокатной стали и стальных отливок

G, МПа

1078,0 ⋅

Коэффициент поперечной деформации (Пуассона) v

0,3

Таблица П. 2.2

Расчетные сопротивления при растяжении, сжатии

и изгибе стальных труб

Марка стали ГОСТ или ТУ

Толщина

стенки,

мм

Расчетное

сопротивление,

МПа

ВСт3кп, ВСт3пс,

ВСт3сп

ГОСТ 10705-80

До 10 215

ВСт3пс, ВСт3сп ГОСТ 10706-76

5 – 15 235

20 ГОСТ 8731-87 4 – 36 225

16Г2АФ ТУ 14-3-567-76 6 – 9 400

289

Таблица П. 2.3

Расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального

и фасонного проката по ГОСТ 27772-88 для стальных конструкций (сокращенный сортамент)

Примечание. За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки.

Расчетное сопротивление проката, МПа

Наименование

стали

Заменяемая марка стали

Толщина проката,

мм

листового,

широкополосного

универсального

фасонного

2 – 20 230 230

21 – 40 220 220

41–100 210 -

С235 ВСт3кп2; ВСт3кп2-1; 18кп

св.100 190 -

2 – 20 240 240

С245

ВСт3пс6 (листовой прокат толщиной до 20

мм, фасонный – 30 мм); ВСт3пс6-1; 18пс

21 – 30 - 230

2 – 3,9 250 -

4 – 10 240 250

11 – 20 240 240

С255

ВСт3сп5; ВСт3Гпс5;

ВСт3пс6 (листовой прокат толщиной св. 20

до 40 мм, фасонный – св. 30 мм);

ВСт3сп5-1; ВСт3Гпс5-1;

18сп; 18Гпс; 18Гсп 21 – 40 230 230

2 – 10 270 270

С275 ВСт3пс6-2

11 – 20 260 270

2 – 3,9 280 -

4 – 10 270 280

С285 ВСт3сп5-2; ВСт3Гпс5-2

11 – 20 260 270

289

290

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

СОРТАМЕНТ ПРОКАТНЫХ ПРОФИЛЕЙ

Таблица П. 3.1

Сортамент равнополочных уголков по ГОСТ 8509-93

Размеры, мм Справочные величины

Номер

профиля

b t R r z

А, см

, см

g, кг/м

1 2 3 4 5 6 7 8 9

3 6,0 1,13 0,40 0,89

2 20

3,5 1,2

6,4 1,46 0,50 1,15

3 7,3 1,43 0,81 1,12

2,5 25

3,5 1,2

7,6 1,86 1,03 1,46

3 8,9 1,86 1,77 1,46

3,2 32

4,5 1,5

9,4 2,43 2,26 1,91

3 9,9 2,10 2,56 1,65

3,6 36

4,5 1,5

10,4 2,75 3,29 2,16

3 10,9 2,35 3,55 1,85

4 11,3 3,08 4,58 2,42

4 40

5 1,7

11,7 3,70 5,50 2,90

3 12,1 2,65 5,13 2,08

4 12,6 3,48 6,63 2,73

4,5 45

5 1,7

13,0 4,29 8,03 3,37

3 13,3 2,96 7,11 2,32

4 13,8 3,89 9,21 3,05

5 50

5,5 1,8

14,2 4,8 11,2 3,77

4 15,2 4,38 13,1 3,44

5,6 56

6 2

15,7 5,41 16,0 4,25