Материал: Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Основы строительного дела». Арзуманов А.А., Новокщенова Т.А

Практическая работа № 6

Расчёт внецентренно-сжатого элемента деревянных конструкций

Расчет на прочность внецентренно-сжатых элементов (стойки рам, верхние пояса ферм и арок) производят по формуле:

где N – расчетная сжимающая продольная сила;

Мд – изгибающий момент от действия продольных и поперечных нагрузок;

Wрасч – момент сопротивления поперечного сечения;

Fрасч – площадь поперечного сечения с учетом ослабления;

Rс – расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон. Для шарнирно-опертых элементов при симметричных опорах и изгибающих моментах синусоидального, параболического, полигонального и близких к ним очертаний, а также для консольных эле-

ментов:

где – коэффициент продольного изгиба; Fбр – площадь поперечного сечения брутто.

Проверка на устойчивость внецентренно-сжатых деревянных элементов проводится по формуле:

Гибкость элементов цельного сечения определяется по формуле:

lro ,

где lo – расчетная длина элемента:

при шарнирно закрепленных концах lo=l;

при одном шарнирно закрепленном и другом защемленном

26

конце lо=0,8l;

при одном защемленном и другом свободном конце lo=2,2l;

при обоих защемленных концах lо=0,65l;

l – длина элемента.

Для прямоугольного сечения высотой «h» и шириной «в» радиус инерции сечения относительно оси «х»:

rx=0,29h,

относительно оси «у»:

rу=0,29в.

1. Исходные данные

Вариант исходных данных определяется по трем буквам фамилии и инициалам студента. По табл. 9 определяются номера подвариантов, а по табл. 10 выбирают значения исходных данных, необходимых для расчета.

Таблица 9

Используя номера подвариантов каждой буквы от первой до пятой, студент выписывает исходные данные из табл. 10. Исходные данные оформляются в виде таблицы.

2. Задача

Проверить прочность и устойчивость внецентренно-сжатого стрежня исходя из данных табл. 10 и рис. 6.

27

Выбор схемы закрепления элемента производится по рис. 6.

Рис. 6 Схемы закрепления элемента

28

3. Пример расчета

Задание: проверить прочность и устойчивость внецентренносжатого стержня, шарнирно опертого по концам. Размеры сечения в h =150х200 мм. Длина стержня l = 5 м. Расчетная сжимающая сила N =100 кН, расчетная распределенная поперечная нагрузка Р =1,6 кН/м. Расчетное сопротивление древесины на сжатие Rс=15 МПа.

I Проверка прочности стержня в плоскости изгиба

а) Определение максимального изгибающего момента от поперечной нагрузки:

б) Определение момента сопротивления сечения:

II Проверка устойчивости в плоскости, перпендикулярной изгибу

а) Радиус инерции сечения относительно оси «У»: rу=0,29в=0,29 15=4,3 см.

б) Гибкость стержня относительно оси «У»:

29

в) Коэффициент продольного изгиба:

г) Проверка устойчивости по формуле (30):

ВЫВОД: прочность и устойчивость элемента обеспечена.

В случае если выражения (29) и (30) не выполняются, необходимо изменить поперечное сечение элемента и произвести перерасчет.

Практическая работа № 7

Расчёт трёхшарнирной деревянной арки

Арки применяют в качестве несущих конструкций покрытий промышленных зданий, складов и павильонов при пролетах от 15 до 80 м. Арочные конструкции выполняют обычно криволинейного очертания (кругового и стрельчатого) они состоят из склеенного многослойного пакета гнутых плашмя досок. Поперечное сечение арок принимают прямоугольным и постоянным по всей длине с от-

для изготовления арок должна быть при радиусе кривизны до 15 м не более 4 см, а при большем радиусе – не более 5 см. Из условия удобства транспортирования наибольшее распространение получили трехшарнирные арки, состоящие из двух изогнутых по окружности полуарок. Отношение стрелы подъема «f» к пролету «l» – для

30