Растянуто-изгибаемые и сжато-изгибаемые элементы

Растянуто-изгибаемые элементы работают одновременно на растяжение и изгиб. Так работают, например, растянутый нижний пояс фермы, несущий дополнительно внёузловую поперечную наг-

грузку. Так же работает стержень, в котором рас­тягивающее усилие дей­ствует с эксцентриситетом относительно оси, поэто­му такие элементы в нор­мах называются внецент-ренно-растянутыми (рис. 5.5).

В сечениях растянуто-изгибаемого элемента от продольной растягиваю­щей силы N возникают равномерные растягива-_: ющие напряжения, а от изгибающего момента М —^напряжения изгиба, состоящие из сжатия на одной стороне сечения и растяжения на другой. Эти напряжения сумми­руются, благодаря чему растягивающие напряже­ния увеличиваются, сжимающие уменьшаются.

CNf

Рис. 5.5. Растянуто-изгибаемый элемелт:

а — расчетная схема и эпюры изгибающих моментов; 6 — эпюры напряжений

Наибольшие напряжения растяжения σ _р возникают в крайних сечениях в месте действия максимального момента. Здесь и начинается разрушение элемента от разрыва растянутых волокон древесины.

Расчетное сопротивление древесины растянуто-изгибаемого эле­мента принимается таким же, как при растяжении R_v. По качест­ву древесины эти элементы относятся к I категории. Искривление оси элемента при изгибе несколько уменьшает изгибающие момен­ты за счет возникающего эксцентриситета продольных сил / и соответствующего момента, противоположного моменту от нагру­зок. В запас прочности этот момент не учитывается.

Расчет растянуто-изгибаемых элементов производят по прочно­сти с учетом всех ослаблений. При этой проверяют, чтобы макси­мальные растягивающие напряжения не превзошли расчетного сопротивления растяжению. Расчетная формула имеет вид

Отношение Rpз/R_И позволяет привести напряжения растяжения и изгиба к единому значению для сравнения их с расчетным сопро­тивлением растяжению.

Сжато-изгибаемые элементы работают одновремен­но на сжатие и изгиб. Так работают, например, верхние сжатые пояса ферм, нагруженные дополнительно межузловой поперечной нагрузкой. В криволинейных элементах и элементах, нагруженных продольной силой, действующей эксцентрично относительно оси сечений, возникает изгиб совместно со сжатием, поэтому в нормах такие элементы называют также внецентренно-сжатыми.

В сечениях сжато-изгибаемого элемента возникают равномерные напряжения сжатия от продольных сил N и напряжения сжатия в растяжения от изгибающего момента М, которые суммируются.

Максимальные напряжения сжатия а возникают в крайних волок­нах сечений со стороны сжатия от изгиба. Разрушение сжато-изги­баемого элемента начинается с появления складок волокон в ме-сте действия максимальных сжимающих напряжений и заканчивается разрывом растянутых во­локон с противоположной растянутой стороны. Рас­четное сопротивление дре­весины при сжатии с изгибом с принимается та­ким же, как при сжатии без изгиба. Сжато-изги­баемые элементы отно­сятся к II категории по качеству древесины;

Искривление сжато-изгибаемого элемента по­перечной нагрузкой при­водит к появлению допол-

Рис. 5.6. Сжато-изгибаемый элемент:

а — расчетная схема и эпюры изгибающих моментов; б — эпюры напряжений

нительного изгибающего момента в результате воз­никновения эксцентриси­тета действия продольных сил N, который суммирует­ся с моментом от нагрузок М. Это учитывается коэффициентом ξ < 1, на который делится начальный изгибающий момент. Он зависит от гибкости λ, продоль­ной силы N, площади сечения Fвр, расчетного сопротивления сжа­тию R_c и определяется по формуле

Проверочный расчет сжато-изгибаемых элементов заключается в сравнении максимальных напряжений сжатия с расчетным сопро­тивлением сжатию древесины и производится по формуле

На скалывание:

На прогиб: , , ,

Устойчивость – плоская форма деформирования h> > b,

где, φ – коэффициент для изгибаемого элемента, n – учитывает наличие при отсутствии раскрепления растянутой зоны на участке Lr, n=2 – при наличии распорок, n=1 – если нет,

Расчет на смятие.

Кх – коэффициент учитывает концентрацию напряжения (определяется по графикам в пособии к СНиП).