Расчетное сопротивление на растяжение дуба
При расчёте на прочность деревянных конструкций необходимо знать его расчётное сопротивление. Для деревянных конструкций есть несколько типов расчётных сопротивлений: на изгиб, сжатие, смятие, скол вдоль и поперёк волокон, растяжение вдоль и поперёк волокон, сжатие и смятие поперек волокон. Вначале рассмотрим, как вычисляется расчётное сопротивление деревянных конструкций, затем рассмотрим его расчёт на примере вычисления расчётного сопротивления на изгиб для доски балки перекрытия.
Методика расчёта взята из СП 64.133330.2017, который можно скачать по этой ссылке.
Расчётное сопротивление древесины определяем по формуле 1 СП
64.13330.2017:
где RA
– расчётное сопротивление древесины согласно таблицы 3 СП 64.13330.2017 в
зависимости от сечения и сорта древесины
Таблица 3 СП 64.13330.2017:
| Напряженное состояние и характеристика элементов | Расчетное сопротивление, МПа, для сортов древесины | |||
|---|---|---|---|---|
| Обозначение | 1 | 2 | 3 | |
| 1 Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон: |  | |||
| а) элементы прямоугольного сечения [за исключением указанных в б), в)] высотой не более 50 см. При высоте сечения более 50 см [см. 6.9в)] | 21 | 19,5 | 13 | |
| б) элементы прямоугольного сечения шириной от 11 до 13 см при высоте сечения от 11 до 50 см | 22,5 | 21 | 15 | |
| в) элементы прямоугольного сечения шириной более 13 см при высоте сечения от 13 до 50 см | 24 | 22,5 | 16,5 | |
| г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении | — | 24 | 15 | |
| 2 Растяжение вдоль волокон: | | |||
| а) элементы из цельной древесины | 15 | 10,5 | — | |
| б) клееные элементы | 18 | 13,5 | — | |
| 3 Сжатие и смятие по всей площади поперек волокон |  | 2,7 | 2,7 | 2,7 |
| 4 Смятие поперек волокон местное: |  | |||
| а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов | 4,5 | 4,5 | 4,5 | |
| б) под шайбами при углах смятия от 90° до 60° | 6 | 6 | 6 | |
| 5 Скалывание вдоль волокон: |  | |||
| а) при изгибе элементов из цельной древесины | 2,7 | 2,4 | 2,4 | |
| б) при изгибе клееных элементов | 2,4 | 2,25 | 2,25 | |
| в) в лобовых врубках для максимального напряжения | 3,6 | 3,2 | 3,2 | |
| г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения | 3,2 | 3,2 | 3,2 | |
| 6 Скалывание поперек волокон в соединениях: |  | |||
| а) элементов из цельной древесины | 1,5 | 1,2 | 0,9 | |
| б) клееных элементов | 1,05 | 1,05 | 0,9 | |
| 7 Растяжение поперек волокон элементов из клееной древесины |  | 0,23 | 0,15 | 0,12 |
| 8 Срез под углом к волокнам 45° |  | 9 | 7,5 | 6 |
| То же 90° |  | 16,5 | 13,5 | 12 |
| Примечания: | ||||
| 1 В конструкциях построечного изготовления величины расчетных сопротивлений на растяжение, принятые по пункту 2а) настоящей таблицы, следует снижать на 30%. | ||||
| 2 Расчетное сопротивление изгибу для элементов настила и обрешетки под кровлю из древесины 3-го сорта следует принимать равным 13 МПа. | ||||
Расчетные сопротивления для
других пород древесины устанавливают путем умножения величин, приведенных в
таблице 3, на переходные коэффициенты mп, указанные
в таблице 5.
Таблица 5 СП 64.13330.2017
| Древесная порода | Коэффициент mп для расчетных сопротивлений | ||
|---|---|---|---|
| растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон RP , RИ , RС ,RСМ | сжатию и смятию поперек волокон RС90 , RСМ90 | скалыванию RСК | |
| Хвойные | |||
| 1 Лиственница, кроме европейской | 1,2 | 1,2 | 1 |
| 2 Кедр сибирский, кроме кедра Красноярского края | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
| 3 Кедр Красноярского края | 0,65 | 0,65 | 0,65 |
| 4 Пихта | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| Твердые лиственные | |||
| 5 Дуб | 1,3 | 2 | 1,3 |
| 6 Ясень, клен, граб | 1,3 | 2 | 1,6 |
| 7 Акация | 1,5 | 2,2 | 1,8 |
| 8 Береза, бук | 1,1 | 1,6 | 1,3 |
| 9 Вяз, ильм | 1 | 1,6 | 1 |
| Мягкие лиственные | |||
| 10 Ольха, липа, осина, тополь | 0,8 | 1 | 0,8 |
| Примечание – Коэффициенты mп, указанные в таблице, для конструкций опор воздушных линий электропередачи, изготавливаемых из не пропитанной антисептиками лиственницы (при влажности 25%), умножаются на коэффициент 0,85. | |||
mДЛ – коэффициент
длительной прочности, принимаемый по таблице 4 СП 64.13330.2017 в зависимости и
того, для чего служит конструкция
Таблица 4 СП 64.13330.2017
| Обозначение режимов нагружения | Характеристика режимов нагружения | Приведенное расчетное время действия нагрузки, с | Коэффициент длительной прочности mДЛ |
| А | Линейно возрастающая нагрузка при стандартных машинных испытаниях | 1-10 | 1,0 |
| Б | Совместное действие постоянной и длительной временной нагрузок, напряжение от которых превышает 80% полного напряжения в элементах конструкций от всех нагрузок | 108-109 | 0,53 |
| В | Совместное действие постоянной и кратковременной снеговой нагрузок | 106-107 | 0,66 |
| Г | Совместное действие постоянной и кратковременной ветровой и (или) монтажной нагрузок | 103-104 | 0,8 |
| Д | Совместное действие постоянной и сейсмической нагрузок | 10-102 | 0,92 |
| Е | Действие импульсивных и ударных нагрузок | 10-1-10-8 | 1,1-1,35 |
| Ж | Совместное действие постоянной и кратковременной снеговой нагрузок в условиях пожара | 103-104 | 0,8 |
| И | Для опор воздушных линий электропередачи — гололедная, монтажная, ветровая при гололеде, от тяжения проводов при температуре ниже среднегодовой | 104-105 | 0,85 |
| К | Для опор воздушных линий электропередачи — при обрыве проводов и тросов | 10-1-10-2 | 1,1 |
Пmi
– произведение коэффициентов условий работ согласно п.6.9 СП 64.13330.2017.
Рассмотрим все коэффициенты:
п.6.9 а) для различных условий эксплуатации конструкций –
коэффициент mВ, указанный в таблице
9:
Таблица 9 СП 64.13330.2017
| Условие эксплуатации (таблица 1) | 1А и 1 | 2 | 3 | 4 |
| Коэффициент mВ | 1 | 0,9 | 0,85 | 0,75 |
Условия эксплуатации указаны в таблице 1 СП 64.13330.2017
Таблица 1 СП 64.13330.2017
| Класс условий эксплуатации | Эксплуатационная влажность древесины, % | Максимальная относительная влажность воздуха при температуре 20°С, % | |
| 1 (сухой) | 1а | Не более 8 | 40 |
| 1б | Не более 10 | 50 | |
| 2 (нормальный) | Не более 12 | 65 | |
| 3 (влажный) | Не более 15 | 75 | |
| 4 (мокрый) | 4а | Не более 20 | 85 |
| 4б | Более 20 | Более 85 | |
| Примечания 1 Допускается в качестве «эксплуатационной» принимать «равновесную» влажность древесины (рисунок А.1 Приложения А СП 64.13330.2017). 2 Допускается кратковременное превышение максимальной влажности в течение 2-3 нед. в году. | |||
п.6.9 б) конструкций,
эксплуатируемых при установившейся температуре воздуха ниже плюс 35°С, —
коэффициент mТ=1; при температуре
плюс 50°С – коэффициент mТ=0,8. Для промежуточных
значений температуры коэффициент принимают по интерполяции;
п.6.9 в) изгибаемых,
внецентренно сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов прямоугольного
сечения высотой более 50 см значения расчетных сопротивлений изгибу и сжатию
вдоль волокон – коэффициент mб,
указанный в таблице 10:
Таблица 10 СП 64.13330.2017
| Высота сечения, см | 50 и менее | 60 | 70 | 80 | 100 | 120 и более |
| Коэффициент mб | 1 | 0,96 | 0,93 | 0,90 | 0,85 | 0,8 |
п.6.9 г) растянутых элементов с
ослаблением в расчетном сечении и изгибаемых элементов из круглых
лесоматериалов с подрезкой в расчетном сечении – коэффициент mо=0,8;
п.6.9 д) элементов, подвергнутых глубокой пропитке
антипиренами под давлением, — коэффициент mа=0,9;
п.6.9 е) изгибаемых,
внецентренно сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных деревянных элементов, в
зависимости от толщины слоев, значения расчетных сопротивлений изгибу,
скалыванию и сжатию вдоль волокон — коэффициент mСД,
указанный в таблице 11:
Таблица 11 СП 64.13330.2017
| Толщина слоя, мм | 10 и менее | 19 | 26 | 33 | 42 |
| Коэффициент mСД | 1,2 | 1,1 | 1,05 | 1,0 | 0,95 |
п.6.9 ж) гнутых элементов
конструкций значения расчетных сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу —
коэффициент mГН, указанный в таблице
12:
Таблица 12 СП 64.13330.2017
| Напряженное состояние | Обозначение расчетных сопротивлений | Коэффициент mГН при отношении rK/a | |||
| 150 | 200 | 250 | 500 и более | ||
| Сжатие и изгиб | Rc, Rи | 0,8 | 0,9 | 1 | 1 |
| Растяжение | Rр | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 1 |
| Примечание — rK — радиус кривизны гнутой доски или бруска; a — толщина гнутой доски или бруска в радиальном направлении. | |||||
п. 6.9 и) в зависимости от срока
службы – коэффициент mc.c, указанный в таблице 13:
Таблица 13 СП 64.13330.2017
| Вид напряженного состояния | Значение коэффициента mc.c при сроке службы сооружения | ||
| ≤50 лет | 75 лет | 100 лет и более | |
| Изгиб, сжатие, смятие вдоль и поперек волокон древесины | 1,0 | 0,9 | 0,8 |
| Растяжение и скалывание вдоль волокон древесины | 1,0 | 0,85 | 0,7 |
| Растяжение поперек волокон древесины | 1,0 | 0,8 | 0,5 |
| Примечание — Значение коэффициента mc.c для промежуточных сроков службы сооружения принимаются по линейной интерполяции. | |||
п. 6.9 к) для смятия поперек
волокон при режимах нагружения Г-К (таблица 4, приведена выше) — коэффициент mcм=1,15.
Пример расчёта
расчётного сопротивления
Для примера рассмотрим расчёт расчётного сопротивления на
изгиб для балки из доски сечением 50х200 из сосны 1-го сорта.
RAИ=21
МПа (п.1а таблицы 30)
mДЛ =0,53 (режим Б
таблицы 4)
mв=0,9 коэффициент для
условий эксплуатации подбирается по таблице 9 СП 64.13330.2017 согласно
условиям эксплуатации по таблице 1 СП 64.13330.2017. При влажности воздуха до
65% (для жилых помещений) данный коэффициент равен 0,9
mT =1– коэффициент
условий работы при температуре эксплуатации для температуры ниже +35°С равен
единице.
mб =1 коэффициент условий
работы в зависимости от высоты сечения при высоте сечения ниже 50 см равен 1.
mо – не применяется т.к.
наша конструкция не относится к ситуациям п.6.9 г.
mа— не применяется т.к.
доску мы не пропитываем антипиренами;
mСД – не применяется т.к.
данный коэффициент используется для клееных элементов;
mГН – не применяется т.к.
данный коэффициент используется для гнутых элементов;
mc.c =1
коэффициент условий работы для срока службы менее 50 лет. Срок службы здания
регламентирован ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований
Таблица 1. Для здания и сооружений массового строительства в обычных условиях
эксплуатации (здания жилищно-гражданского и производственного строительства)
принимается не менее 50 лет.
mcм – не применяется т.к. в нашем
случае режим нагружения будет Б.
Итого Пmi
равен:
Пmi=
mв*mT*mб*mc.c =0,9*1*1*1=0,9
Вычисляем расчётное сопротивление изгибу:
Rи=RAИ *mДЛ*Пmi=21*0,53*0,9=10,017 МПа
Источник
Вернуться на страницу»Расчеты КК и ДК»
Расчетные характеристики материалов
Согласно СП 64.13330.2011:
3.1 Расчетные сопротивления древесины сосны (кроме веймутовой), ели, лиственницы европейской и японской приведены в таблице 3. Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливают путем умножения величин, приведенных в таблице 3, на переходные коэффициенты тп, указанные в таблице 4.
Методика определения расчетных сопротивлений приведена в приложении Б.
Таблица 3
| Напряженное состояние и характеристика элементов | Расчетные сопротивления, МПа(кгс/см2), для сортов (классов) древесины | |||
| обозначение | 1/К26 | 2/К24 | 3/К16 | |
| 1. Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон: | ||||
| а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах «б», «в») высотой до 50 см. При высоте сечения более 50 см см. п. 3.2,д текста | Rи, Rс, Rсм | 14 (140) | 13 (130) | 8,5 (85) |
| б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см | Rи, Rс, Rсм | 15 (150) | 14 (140) | 10 (100) |
| в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см | Rи, Rс, Rсм | 16 (160) | 15 (150) | 11 (110) |
| г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении | Rи, Rс, Rсм | — | 16 (160) | 10 (100) |
| 2. Растяжение вдоль волокон: | ||||
| а) неклееные элементы | Rр | 10 (100) | 7 (70) | — |
| б) клееные элементы | Rр | 12 (120) | 9 (90) | — |
| 3. Сжатие и смятие по всей площади поперек волокон | Rс90, Rсм90 | 1,8 (18) | 1,8 (18) | 1,8 (18) |
| 4. Смятие поперек волокон местное: | ||||
| а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов | Rсм90 | 3 (30) | 3 (30) | 3 (30) |
| б) под шайбами при углах смятия от 90 до 60° | Rсм90 | 4 (40) | 4 (40) | 4 (40) |
| 5. Скалывание вдоль волокон: | ||||
| а) при изгибе неклееных элементов | Rск | 1,8 (18) | 1,6 (16) | 1,6 (16) |
| б) при изгибе клееных элементов | Rск | 1,6 (16) | 1,5 (15) | 1,5 (15) |
| в) в лобовых врубках для максимального напряжения | Rск | 2,4 (24) | 2,1 (21) | 2,1 (21) |
| г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения | Rск | 2,1 (21) | 2,1 (21) | 2,1 (21) |
| 6. Скалывание поперек волокон: | ||||
| а) в соединениях неклееных элементов | Rск90 | 1 (10) | 0,8 (8) | 0,6 (6) |
| б) в соединениях клееных элементов | Rск90 | 0,7 (7)) | 0,7 (7) | 0,6 (6) |
| 7. Растяжение поперек волокон элементов из клееной древесины | Rр90 | 0,35 (3,5) | 0,3 (3) | 0,25 (2,5) |
| Примечания 1 Расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон на части длины (при длине незагруженных участков не менее длины площадки смятия и толщины элементов), за исключением случаев, оговоренных в поз. 4 данной таблицы, определяется по формуле , (1) где Rс90 — расчетное сопротивление древесины сжатию и смятию по всей поверхности поперек волокон (поз. 3 данной таблицы); lсм — длина площадки смятия вдоль волокон древесины см. 2 Расчетное сопротивление древесины смятию под углом a к направлению волокон определяется по формуле . (2) 3 Расчетное сопротивление древесины скалыванию под углом к направлению волокон определяется по формуле . (3) 4 В конструкциях построечного изготовления величины расчетных сопротивлений на растяжение, принятые по поз. 2,а данной таблицы, следует снижать на 30 %. 5 Расчетное сопротивление изгибу для элементов настила и обрешетки под кровлю из древесины 3-го сорта следует принимать равным 13 МПа (130 кгс/см2). | ||||
Таблица 4
| Древесные породы | Коэффициент тп для расчетных сопротивлений | ||
| растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон Rр, Rи, Rc, Rсм | сжатию и смятию поперек волокон Rс90, Rсм90 | скалыванию Rск | |
| Хвойные | |||
| 1. Лиственница, кроме европейской и японской | 1,2 | 1,2 | 1 |
| 2. Кедр сибирский, кроме кедра Красноярского края | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
| 3. Кедр Красноярского края, сосна веймутова | 0,65 | 0,65 | 0,65 |
| 4. Пихта | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| Твердые лиственные | |||
| 5. Дуб | 1,3 | 2 | 1,3 |
| 6. Ясень, клен, граб | 1,3 | 2 | 1,6 |
| 7. Акация | 1,5 | 2,2 | 1,8 |
| 8. Береза, бук | 1,1 | 1,6 | 1,3 |
| 9. Вяз, ильм | 1 | 1,6 | 1 |
| Мягкие лиственные | |||
| 10. Ольха, липа, осина, тополь | 0,8 | 1 | 0,8 |
| Примечание. Коэффициенты тп, указанные в таблице, для конструкций опор воздушных линий электропередачи, изготавливаемых из не пропитанной антисептиками лиственницы (при влажности ≤ 25 %), умножаются на коэффициент 0,85. | |||
3.2 Расчетные сопротивления, приведенные в таблице 3, следует умножать на коэффициенты условий работы:
а) для различных условий эксплуатации конструкций — на коэффициент тв, указанный в таблице 5;
б) для конструкций, эксплуатируемых при установившейся температуре воздуха до +35 °С, — на коэффициент тт = 1; при температуре +50 °С — на коэффициент тт = 0,8. Для промежуточных значений температуры коэффициент принимается по интерполяции;
в) для конструкций, в которых напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80 % суммарного напряжения от всех нагрузок, — на коэффициент тд = 0,8;
г) для конструкций, рассчитываемых с учетом воздействия кратковременных (ветровой, монтажной или гололедной) нагрузок, а также нагрузок от тяжения и обрыва проводов воздушных ЛЭП и сейсмической, — на коэффициент тн, указанный в таблице 6;
д) для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов прямоугольного сечения высотой более 50 см значения расчетных сопротивлений изгибу и сжатию вдоль волокон — на коэффициент тб, указанный в таблице 7;
е) для растянутых элементов с ослаблением в расчетном сечении и изгибаемых элементов из круглых лесоматериалов с подрезкой в расчетном сечении — на коэффициент то = 0,8;
ж) для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением, — на коэффициент та = 0,9;
и) для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов, в зависимости от толщины слоев, значения расчетных сопротивлений изгибу, скалыванию и сжатию вдоль волокон — на коэффициент тсл, указанный в таблице 8;
к) для гнутых элементов конструкций значения расчетных сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу — на коэффициент тгн, указанный в таблице 9.
Источник
Расчет деревянной балки по принципу сравним с расчетом металлической балки. Здесь также, как и там необходимо собрать нагрузки, определить расчетную схему, рассчитать максимальный момент, по нему определить требуемый момент сопротивления и прогиб балки и сравнить их с максимально допустимыми.
Только в отличие от металлических в расчете деревянных балок используется много поправочных коэффициентов.
На данной странице представлены основные коэффициенты и таблицы из СНиП II-25-80 (СП 64.13330.2011) (далее [1]) необходимые для корректного расчета деревянной цельной и клееной балок, а также бревен.
Цельные балки
Таблица 1. Расчетные сопротивления для сосны, ели и европейской лиственницы при влажности 12%.
| Напряженное состояние и характеристика элементов | Расчетные сопротивления, МПа(кгс/см2), для сортов (классов) древесины | |||
| обозначение | 1/К26 | 2/К24 | 3/К16 | |
| 1. Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон: | ||||
| а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах «б», «в») высотой до 50 см. При высоте сечения более 50 см (см. таблицу 4). | Rи, Rс, Rсм | 14 (140) | 13 (130) | 8,5 (85) |
| б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см | Rи, Rс, Rсм | 15 (150) | 14 (140) | 10 (100) |
| в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см | Rи, Rс, Rсм | 16 (160) | 15 (150) | 11 (110) |
| г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении | Rи, Rс, Rсм | — | 16 (160) | 10 (100) |
| 2. Растяжение вдоль волокон: | ||||
| а) неклееные элементы | Rр | 10 (100) | 7 (70) | — |
| б) клееные элементы | Rр | 12 (120) | 9 (90) | — |
| 3. Сжатие и смятие по всей площади поперек волокон | Rс90, Rсм90 | 1,8 (18) | 1,8 (18) | 1,8 (18) |
| 4. Смятие поперек волокон местное: | ||||
| а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов | Rсм90 | 3 (30) | 3 (30) | 3 (30) |
| б) под шайбами при углах смятия от 90 до 60° | Rсм90 | 4 (40) | 4 (40) | 4 (40) |
| 5. Скалывание вдоль волокон: | ||||
| а) при изгибе неклееных элементов | Rск | 1,8 (18) | 1,6 (16) | 1,6 (16) |
| б) при изгибе клееных элементов | Rск | 1,6 (16) | 1,5 (15) | 1,5 (15) |
| в) в лобовых врубках для максимального напряжения | Rск | 2,4 (24) | 2,1 (21) | 2,1 (21) |
| г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения | Rск | 2,1 (21) | 2,1 (21) | 2,1 (21) |
| 6. Скалывание поперек волокон: | ||||
| а) в соединениях неклееных элементов | Rск90 | 1 (10) | 0,8 (8) | 0,6 (6) |
| б) в соединениях клееных элементов | Rск90 | 0,7 (7)) | 0,7 (7) | 0,6 (6) |
| 7. Растяжение поперек волокон элементов из клееной древесины | Rр90 | 0,35 (3,5) | 0,3 (3) | 0,25 (2,5) |
Примечания: 1. В конструкциях построечного изготовления величины расчетных сопротивлений на растяжение, принятые по поз. 2,а данной таблицы, следует снижать на 30 %. 2. Расчетное сопротивление изгибу для элементов настила и обрешетки под кровлю из древесины 3-го сорта следует принимать равным 13 МПа (130 кгс/см2). | ||||
Расчетные сопротивления, приведенные в таблице 1 следует умножать на коэффициенты условий работы:
а) для различных условий эксплуатации конструкций — на коэффициент mв (таблица 2);
Таблица 2. Коэффициенты условий работы.
| Условия эксплуатации (по таблице 1 [1]) | Коэффициент mв | Условия эксплуатации (по таблице 1 [1]) | Коэффициент mв |
| А1, А2, Б1, Б2 (C1, C2.1) | 1 | В2, В3, Г1 (С2.2, С3.2) | 0,85 |
| A3, Б3, B1 (C2.2, С3.1) | 0,9 | Г2, Г3 (С4) | 0,75 |
б) для конструкций, эксплуатируемых при установившейся температуре воздуха до +35 °С, — на коэффициент mт = 1; при температуре +50 °С — на коэффициент mт = 0,8. Для промежуточных значений температуры коэффициент принимается по интерполяции;
в) для конструкций, в которых напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80 % суммарного напряжения от всех нагрузок, — на коэффициент mд = 0,8;
г) для конструкций, рассчитываемых с учетом воздействия кратковременных (ветровой, монтажной или гололедной) нагрузок, а также нагрузок от тяжения и обрыва проводов воздушных ЛЭП и сейсмической, — на коэффициент mн (таблица 3);
Таблица 3. Коэффициенты кратковременных нагрузок.
| Нагрузка | Коэффициент mн | |
| для всех видов сопротивлений, кроме смятия поперек волокон | для смятия поперек волокон | |
| 1. Ветровая, монтажная, кроме указанной в поз. 3 [1] | 1,2 | 1,4 |
| 2. Сейсмическая | 1,4 | 1,6 |
| Для опор воздушных линий электропередачи | ||
| 3. Гололедная, монтажная, ветровая при гололеде, от тяжения проводов при температуре ниже среднегодовой | 1,45 | 1,6 |
| 4. При обрыве проводов и тросов | 1,9 | 2,2 |
д) для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов прямоугольного сечения высотой более 50 см значения расчетных сопротивлений изгибу и сжатию вдоль волокон — на коэффициент mб (таблице 4);
Таблица 4. Коэффициенты для высоких сечений.
| Высота сечения, см | 50 и менее | 60 | 70 | 80 | 100 | 120 и более |
| Коэффициент mб | 1 | 0,96 | 0,93 | 0,90 | 0,85 | 0,8 |
е) для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением, — на коэффициент mа = 0,9;
ж) для гнутых элементов конструкций значения расчетных сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу — на коэффициент mгн (таблица 5).
Таблица 5. Коэффициенты для гнутых элементов конструкций.
| Напряженное состояние | Обозначение расчетных сопротивлений | Коэффициент mгн при отношении rк/a | |||
| 150 | 200 | 250 | 500 и более | ||
| Сжатие и изгиб | Rc, Rи | 0,8 | 0,9 | 1 | 1 |
| Растяжение | Rр | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 1 |
Примечание: rк — радиус кривизны гнутой доски или бруска; а — толщина гнутой доски или бруска в радиальном направлении. | |||||
з) расчетные сопротивления из таблицы 1 следует разделить на коэффициенты надежности:
для конструкций, отнесенных к классам ответственности (по приложению И [1]) — коэффициент γн/о (таблица 6).
Таблица 6. Коэффициенты класса ответственности.
| Класс ответственности | I класс | II класс | III класс |
| Коэффициент надежности по ответственности γн/о | 1,05 | 1,00 | 0,90 |
Классы ответственности:
I класса — конструкции для зданий I уровня ответственности, используемых в качестве несущих, когда выход из строя конструкции вызывает разрушение здания и сооружения или его части, что связано с большими материальными или людскими потерями. К ним относятся большепролетные конструкции спортивно-зрелищных, торговых, жилых и общественных зданий и сооружений, как правило, индивидуального проектирования;
II класса — конструкции для зданий II уровня ответственности. К ним относятся конструкции производственных, складских и т.п. зданий;
III класса — преимущественно ненесущие конструкции для зданий III уровня ответственности, к которым относятся брусья стен, каркасы ограждающих конструкций панелей, архитектурно-декоративные и другие элементы.
Таблица 7. Коэффициенты перехода для других пород древесины.
| Древесные породы | Коэффициент mп для расчетных сопротивлений | ||
| растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон Rр, Rи, Rc, Rсм | сжатию и смятию поперек волокон Rс90, Rсм90 | скалыванию Rск | |
| Хвойные | |||
| 1. Лиственница, кроме европейской и японской | 1,2 | 1,2 | 1 |
| 2. Кедр сибирский, кроме кедра Красноярского края | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
| 3. Кедр Красноярского края, сосна веймутова | 0,65 | 0,65 | 0,65 |
| 4. Пихта | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| Твердые лиственные | |||
| 5. Дуб | 1,3 | 2 | 1,3 |
| 6. Ясень, клен, граб | 1,3 | 2 | 1,6 |
| 7. Акация | 1,5 | 2,2 | 1,8 |
| 8. Береза, бук | 1,1 | 1,6 | 1,3 |
| 9. Вяз, ильм | 1 | 1,6 | 1 |
| Мягкие лиственные | |||
| 10. Ольха, липа, осина, тополь | 0,8 | 1 | 0,8 |
Примечание: Коэффициенты mп, указанные в таблице, для конструкций опор воздушных линий электропередачи, изготавливаемых из не пропитанной антисептиками лиственницы (при влажности ≤ 25 %), умножаются на коэффициент 0,85. | |||
Таблица 8. Коэффициенты срока службы для древесины.
| Срок службы | до 50 лет | 50-100 лет | более 100 лет |
| Коэффициент надежности по сроку службы γсс | 1,0 | 0,9 | 0,8 |
Таблица 9. Предельные прогибы в долях пролета.
| Элементы конструкций | Предельные прогибы в долях пролета, не более |
| 1. Балки междуэтажных перекрытий | 1/250 |
| 2. Балки чердачных перекрытий | 1/200 |
| 3. Покрытия (кроме ендов): | |
| а) прогоны, стропильные ноги | 1/200 |
| б) балки консольные | 1/150 |
| в) фермы, клееные балки (кроме консольных) | 1/300 |
| г) плиты | 1/250 |
| д) обрешетки, настилы | 1/150 |
| 4. Несущие элементы ендов | 1/400 |
| 5. Панели и элементы фахверха | 1/250 |
Примечания: 1. При наличии штукатурки, прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролета. 2. При наличии строительного подъема, предельный прогиб клееных балок допускается увеличивать до 1/200 пролета. | |
Таблица 10. Сопоставительная стойкость к загниванию натуральной древесины при естественных условиях.
| Класс стойкости | Породы по убывающей природной стойкости | Кратность природной стойкости пород древесины по сравнению со стойкостью заболони липы |
|---|---|---|
| 1 | Лиственница (ядро) Дуб (ядро) Ясень (ядро) Ясень (заболонь) Сосна (ядро) Сосна (заболонь) | 9,1 5,2 4,9 4,6 4,4 4 |
| 2 | Пихта(ядро) Ель (ядро) Пихта (заболонь) Бук (ядро) Ель (заболонь) Лиственница (заболонь) | 3,8 3,6 3,4 3,3 3,2 3,1 |
| 3 | Бук (заболонь) Граб (заболонь) Вяз (ядро) Дуб (заболонь) Клен (заболонь) Береза (заболонь) | 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2 |
| 4 | Береза (ядро) Ольха (ядро) Осина (ядро) Ольха (заболонь) Осина (заболонь) Липа (заболонь) | 1.8 1.5 1.2 1.1 1.1 1 |
Модуль упругости древесины. Для древесины не взирая на породы согласно п.5.3 СП 64.13330.2011 при расчете по предельным состояниям второй группы (по прогибу) модуль упругости обычно принимается равным 10000 Мпа или 10х108 кгс/м2 (10х104 кгс/см2) вдоль волокон и Е90 = 400 МПа поперек волокон. Но в действительности значение модуля упругости даже для сосны может колебаться от 6х108 до 11х108 кгс/м2 в зависимости от влажности древесины и времени действия нагрузки. При длительном действии нагрузки согласно п.5.4 СП 64.13330.2011 при расчете по предельным состояниям первой группы по деформированной схеме нужно использовать коэффициент mдс = 0.75.
Обычные клееные балки
Расчет обычных (не из шпона) клееных балок производится также, как для балок цельного сечения, но с введением к моменту сопротивления ряда коэффициентов kw, которые учитывают форму поперечного сечения, а также абсолютные размеры сечения.
Таблица 11. Значения коэффициента kw для прямоугольных клееных балок разной высоты h.
| Ширина балки b в см | Коэффициент kw при высоте балки h см | |||||
| 14-50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 и более | |
| b < 14 | 1,00 | 0,95 | 0,90 | 0,85 | 0,80 | 0,75 |
| b > 14 | 1,15 | 1,05 | 0,95 | 0,90 | 0,85 | 0,80 |
Для клееных балок двутаврового, рельсовидного и таврового сечений с шириной b и высотой h расчетный момент сопротивления определяется с учетом коэффициентов таблицы 11 и дополнительно умножается на коэффициенты k‘w (таблица 12) в зависимости от отношения толщины стенки b1 к полной ширине балки b.
Таблица 12. Коэффициенты k’w при различном отношении b1/b.
| b1/b | 1/2 | 1/3 | 1/4 |
| k’w | 0,90 | 0,80 | 0,75 |
Для промежуточных значений высот сечения h и отношения b1/b величину коэффициентов kw и k’w определяют по интерполяции.
Разрушение двутавровых балок от изгиба возможно только при достаточной их гибкости. В жестких балках разрушение происходит от скалывания стенки. Нормы рекомендуют поэтому принимать отношение величины пролета l к высоте балки h не менее указанного в таблице 13 для разных отношений толщины стенки b1 к ширине балки b.
Таблица 13. Рекомендуемые наименьшие отношения l/h в клееных двутавровых балках.
| b1/b | 1/2 | 1/3 | 1/4 |
| l/h | 12 | 15 | 18 |
Если же по тем или иным соображениям необходимо применить более жесткие балки с отношением l1/h1 менее указанного в таблице 13, то коэффициенты kw, приведенные в таблице 11, уменьшаются путем умножения на отношение (l1/h1 ):( l/h).
Кроме этого, для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов, в зависимости от толщины слоев, значения расчетных сопротивлений изгибу, скалыванию и сжатию вдоль волокон умножаются на коэффициент mсл (таблица 14).
Таблица 14. Коэффициенты для клееных элементов в зависимости от толщины слоя.
| Толщина слоя, мм | 19 и менее | 26 | 33 | 42* |
| Коэффициент mсл | 1,1 | 1,05 | 1 | 0,95 |
* — толщину склеиваемых слоев в элементах, как правило, следует принимать не более 33 мм. В прямолинейных элементах допускается толщина слоев до 42 мм при условии устройства в них продольных компенсационных прорезей.
Балки клееные из шпона ЛВЛ (LVL)
Таблица 15. Расчетное сопротивление многослойных клееных балок из шпона материала Ultralam.
| Расчетное сопротивление, МПа | Тип Ultralam™ | ||||
| Rs | R | X | I | ||
| сжатию | вдоль волокон | 25,7 | 23,6 | 19,8 | 22,1 |
| поперек волокон (ребро) | 4,3 | 3,5 | 6,8 | 3,8 | |
| поперек волокон (пласть) | 1,9 | 1,7 | 1,9 | 1,7 | |
| растяжению | вдоль волокон | 26,9 | 22,5 | 17,5 | 16,9 |
| поперек волокон | — | 0,7 | — | — | |
| изгибу | вдоль волокон (ребро) | 27,3 | 26,8 | 19,6 | 23,7 |
| вдоль волокон (пласть) | |||||