Совместное действие изгиба со сжатием или растяжением

Элементы деревянных конструкций, составленные из нескольких слоев

Элементы деревянных конструкций, составленные из нескольких слоев (досок, брусков), соединенных между собой податливыми связями -нагелями, шпонками, - при изгибе и совместном действии изгиба со сжатием или растяжением получают дополнительные деформации по сравнению с цельными элементами таких же размеров. Под действием сдвигающих усилий, происходят взаимные сдвиги отдельных слоев составного элемента по швам их сплачивания.

Рассмотрим распределение нормальных напряжений в сечениях составных элементов из чистой древесины в предельном состоянии, определяющее их несущую способность по- прочности древесины при изгибе и совместном действии изгиба со сжатием или растяжением.

Допускаются пропорциональности между прогибом и кривизной в середине длины элемента, что обосновано малыми величинами прогиба и малым изменением формы кривой изогнутой оси в предельном состоянии. Для элементов из сучковатой строительной древесины, предельное состояние которых достигается при относительно небольших средних напряжениях, а следовательно, и деформациях, сделанное допущение тем более оправдано.

Гнутые составные элементы различно сопротивляются изгибу и совместному действию изгиба со сжатием или растяжением в зависимости от способа взаимного соединения их отдельных слоев. Рассмотрим сначала гнутые составные элементы с неизменно соединенными между собой при изготовлении слоями, например, посредством клея. Для определения несущей способности таких элементов можно воспользоваться результатами, полученными при исследовании влияния сдвигов по швам составных элементов.

Предположим, что последующий изгиб гнутых элементов имеет то же направление, что и начальный выгиб (худший случай). При изготовлении конструкций подвергаются изгибу отдельные, не связанные между собой слои (бруски, доски), причем по швам между ними происходят свободные сдвиги. Однако в отличие от сжатия и растяжения значение ггн снижается здесь не до нуля, но до величины = 0,5, представляющей относительную суммарную несущую способность двух работающих раздельно слоев составного элемента. Можно объяснить это следующим образом. Предположим, что гнутый клееный составной элемент, изготовленный с отношением несколько (незначительно) большим предельного = 53, положен свободно на две опоры выпуклостью вниз. Элемент несколько разогнется под влиянием внутренних сил упругости в отдельных слоях. Если затем нагрузить элемент вертикальной нагрузкой, то сначала произойдет его искривление до первоначальной величины, причем необходимое для этого внешнее усилие будет такое же, как и при первоначальном выгибе, т. е. равное суммарной несущей способности отдельно работающих слоев. Только после превышения этого усилия произойдет разрушение гнутого составного элемента.

Аналогичное явление будет иметь место и в том случае, если гнутый элемент после изготовления не освобождается от закреплений и не разгибается, но остается в неизменном искривленном положении в конструкции, например, в арке или в поясе фермы. Здесь также при нагружении гнутого составного элемента определенная часть внешнего усилия расходуется на уравновешивание внутренних сил, накопленных в отдельных слоях элемента, и лишь после превышения этого усилия происходит дальнейшая деформация и разрушение элемента.

Дата добавления: 2014-01-04