Упругие характеристики

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Особенности нормирования расчетных характеристик древесных плит

3.14. Прочностные и упругие характеристики древесных плит (ДВПс, ДСПк, ДСПф, ЦСП и МДП) должны определяться по действующим стандартам на методы испытаний плит.

3.15. Нормативные сопротивления древесных плит определяются с обеспеченностью 0,95 по формуле

R ^н = R _вр(1 - 1,65 v),

а расчетные сопротивления с обеспеченностью 0,99 по формуле

R = R ^н K _р m _дл/γ _m,

где γ _m = (1 - 1,65 v)/(1 - 2,33 v), K _р = 0,8.

Значения R _вр, R ^н и R представлены в табл. 12.

Таблица 12

Материалы	R вр, МПа	v	m дл	γ m	R ^н, МПа	R, МПа
Изгиб
ДВПс	56,3	0,123	0,53	1,12	44,9
ДСПк, ДСПф	21,6	0,16	0,58	1,17		5,76
цсп		0,058	0,64	1,05	12,7	6,17
мдп	11,4	0,115	0,64	1,11	9,2	4,26
Растяжение
ДВПс	23,6	0,171	0,54	1,19		6,15
ДСПк, ДСПф	9,39	0,112	0,52	1,10	7,7
цСП	4,13	0,159	0,64	1,17	3,1	1,35
МДП	4,59	0,153	0,64	1,16	3,4	1,5
Сжатие
ДВПс	25,06	0,158	0,55	1,17	18,5
ДСПк, ДСПф	16,98	0,115	0,53	1,11	13,8	5,26
ЦСП	13,93	0,142	0,57	1,15	10,7	4,23
МДП	9,13	0,145	0,57	1,15		2,76
Срез
ДВПс	19,05	0,099	0,54	1,09		6,32
ДСПк, ДСПф	9,09	0,182	0,54	1,22	6,4	2,25
ЦСП	8,77	0,232	0,62	1,34	5,4
МДП	7,76	0,2	0,62	1,20	5,2	2,05
Скалывание
ДВПс	2,1	0,266	0,54	1,48	1,2	0,34
ДСПк, ДСПф	2,76	0,191	0,54	1,23	1,9	0,66
ЦСП	3,27	0,196	0,62	1,25	2,2	0,87
МДП	3,28	0,168	0,62	1,19	2,4	0,99

3.16. Модули упругости древесных плит E (табл. 13) нормируются по средним величинам кратковременных испытаний с учетом влияния ползучести материала на основании условия

E = E _вр K _р m _{дл. E} ,

где E _вр - кратковременный модуль упругости;

m _{дл. E} - коэффициент, учитывающий приращение деформаций по времени при длительном нагружении.

Кратковременные и расчетные значения модуля сдвига G и коэффициента поперечной деформации μ указаны в табл. 14.

3.17. В зависимости от условий эксплуатации конструкций расчетные сопротивления древесных плит умножаются на коэффициенты условий работы материалов m _в, приведенные в табл. 15.

Таблица 13

Материалы	E вр, МПа	v	m дл. E	E, МПа
Изгиб
ДВПс		0,117	0,42
ДСПк, ДСПф		0,147	0,43
ЦСП		0,204	0,47
МДП		0,16	0,47
Растяжение
ДВПс		0,127	0,43
ДСПк, ДСПф		0,172	0,46
ЦСП		0,158	0,42
МДП		0,255	0,42
Сжатие
ДВПс		0,166	0,45
ДСПк, ДСПф		0,149	0,45
ЦСП		0,127	0,47
МДП		0,285	0,47

Таблица 14

Материалы	G вр, МПа	G, МПа	μ	Материалы	G вр, МПа	G, МПа	μ
ДВПс			0,24	ЦСП			0,21
ДСПк, ДСПф			0,23	МДП			0,21

Таблица 15

Температурно-влажностные условия эксплуатации конструкций по СНиП II-25-80	Коэффициент условий работы
ДВПс	ДСПк	ДСПф	ЦСП	МДП
А1, Б1
А2, Б2	0,7	0,6	0,8	0,9	0,9
А3, Б3	0,6	Не допускается	0,4	0,7	0,6
Б1, Б2, Б3	0,4	»	Не допускается	0,6	0,5

3.18. Приведенные в табл. 12 - 15 значения расчетных сопротивлений, модулей упругости и коэффициентов условий работы для древесных плит, в особенности цементно-стружечных, являются предварительными, и подлежат уточнению.

4.1. В расчетах элементов на прочность по деформированной схеме и на устойчивость используются параметры жесткости EJ, GJ и безразмерный параметр в виде отношения кратковременного модуля упругости к временному сопротивлению сжатию R _вр. Это отношение, как и в прежних нормах, принято за константу, независимо от породы леса, сорта и влажности материала, длительности действия нагрузки, температуры, размеров сечения элементов. Для древесины / R _вр = 300, для фанеры / R _вр.ф = 250.

Такой подход надо рассматривать как известное допущение. На самом деле названные факторы оказывают некоторое влияние, изменяя значения / R _вр преимущественно в большую сторону. Данный параметр используется при определении коэффициента продольного изгиба φ, коэффициента устойчивости плоской формы формирования при поперечном изгибе φ_м. В последнем случае учитывается сопротивление сжатию при изгибе, которое выше, чем при центральном сжатии, и для древесины / R _п.вр = 200 - 250, в нормах для поперечного изгиба принято - 200.

Расчетное критическое напряжение R _кр = φ R _с отличается от временного критического напряжения R ^вр_кр = φ R _вр. В ряде случаев критические напряжения приходится выражать не в функции φ, а непосредственно через жесткость EJ.

Из равенств

R ^вр_кр = φ R _вр = π² J /[(μ l)² F ],

R _кр = φ R _с = π² E'J /[(μ l)² F ]

находим соотношения

R ^вр_кр/ R _кр = R _вр/ R _с = / E',

откуда для древесины E' / R _с = / R _вр = 300 и E' = 300 R _с, соответственно для фанеры E' _ф = 250 R _ф.с. Следовательно, надо различать нормируемые значения модулей упругости древесины и фанеры при расчете: по предельным состояниям первой группы E', G'; по предельным состояниям второй группы E, G.

В первом случае применяются вероятные минимальные значения модулей упругости с обеспеченностью не ниже 0,99; во втором случае - средние значения.

Величины модуля упругости зависят не только от скорости и длительности нагружения, температурно-влажностных условий эксплуатации, но также от породы и сорта лесоматериалов. При расчете по второй группе предельных состояний значение модуля упругости E в СНиП II-25-80 принято одинаковым независимо от породы и сорта древесины, однако в будущем необходима его дифференциация.

4.2. Упругопластическая работа древесины появляется в сжатых элементах и учитывается при их расчете на устойчивость. Расчет же растянутых, изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов на прочность и на устойчивость плоской формы деформирования производится по упругой стадии работы, так как для клееной и тем более цельной древесины характерным является локальное хрупкое разрушение из-за наличия природных пороков и дефектов, вызывающих концентрацию напряжений.

4.3. Влияние начальных эксцентриситетов и погнутости элементов дополнительно не учитывается, так как децентровка, вызванная наличием в допустимых пределах кромочных сучков и косослоя, перекрывает такого рода отклонения от расчетной схемы и принимается во внимание при назначении расчетных сопротивлений древесины.

Дата добавления: 2014-12-26