6.1 Расчет центрально-растянутых элементов следует производить по формуле
(или £ R рд.ш), (4)
где N - расчетная продольная сила;
R p - расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон;
R рд.ш - то же, для древесины из однонаправленного шпона (5.7);
F нт - площадь поперечного сечения элемента нетто.
При определении F нт ослабления, расположенные на участке длиной до 200 мм, следует принимать совмещенными в одном сечении.
6.2 Расчет центрально-сжатых элементов постоянного цельного сечения следует производить по формулам:
а) на прочность
(или £ R сд.ш), (5)
б) на устойчивость
(или £ R сд.ш), (6)
где R c - расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;
R сд.ш - то же, для древесины из однонаправленного шпона;
j - коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно 6.3;
F нт - площадь нетто поперечного сечения элемента;
F pac - расчетная площадь поперечного сечения элемента, принимаемая равной:
при отсутствии ослаблений или ослаблениях в опасных сечениях, не выходящих на кромки (рисунок 1, а), если площадь ослаблений не превышает 25 % F бр, F pacч = F бp, где F бp - площадь сечения брутто; при ослаблениях, не выходящих на кромки, если площадь ослабления превышает 25 % F бp, F pac = 4/3 F нт; при симметричных ослаблениях, выходящих на кромки (рисунок 1, б), F pac = F нт.
6.3 Коэффициент продольного изгиба j следует определять по формулам:
при гибкости элемента l £ 70
(7)
при гибкости элемента l > 70
(8)
где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1,0 для фанеры;
коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры и древесины из однонаправленного шпона.
а - не выходящие на кромку; б - выходящие на кромку
Рисунок1 - Ослабление сжатых элементов
6.4 Гибкость элементов цельного сечения определяют по формуле
(9)
где l 0 - расчетная длина элемента;
r - радиус инерции сечения элемента с максимальными размерами брутто относительно осей Х и У.
6.5 Расчетную длину элемента l 0 следует определять умножением его свободной длины l на коэффициент m0
l 0 = l ×m0 (10)
согласно 6.21.
6.6 Составные элементы на податливых соединениях, опертые всем сечением, следует рассчитывать на прочность и устойчивость по формулам (8) и (9), при этом F нт и F pac определять как суммарные площади всех ветвей. Гибкость составных элементов l следует определять с учетом податливости соединений по формуле
(11)
где lу - гибкость всего элемента относительно оси у (рисунок 2), вычисленная по расчетной длине элемента l 0 без учета податливости;
l1 - гибкость отдельной ветви относительно оси I-I (см. рисунок 2), вычисленная по расчетной длине ветви l 1; при l 1 меньше семи толщин (h 1) ветви принимаются с l1 = 0;
m у - коэффициент приведения гибкости, определяемый по формуле
(12)
где b и h - ширина и высота поперечного сечения элемента, см;
п ш - расчетное число швов в элементе, определяемое числом швов, по которым суммируется взаимный сдвиг элементов (на рисунке 2, а - 4 шва, на рисунке 2, б - 5 швов);
l 0 - расчетная длина элемента, м;
п с - расчетное число срезов связей в одном шве на 1 м элемента (при нескольких швах с различным числом срезов следует принимать среднее для всех швов число срезов);
k с - коэффициент податливости соединений, который следует определять по формулам таблицы 15.
При определении k с диаметр гвоздей следует принимать не более 0,1 толщины соединяемых элементов. Если размер защемленных концов гвоздей менее 4 d, то срезы в примыкающих к ним швах в расчете не учитывают. Значение k с соединений на стальных цилиндрических нагелях следует определять по толщине а более тонкого из соединяемых элементов.
При определении k с диаметр дубовых цилиндрических нагелей следует принимать не более 0,25 толщины более тонкого из соединяемых элементов.
Связи в швах следует расставлять равномерно по длине элемента. В шарнирно-опертых прямолинейных элементах допускается в средних четвертях длины ставить связи в половинном количестве, вводя в расчет по формуле (12) величину n с, принятую для крайних четвертей длины элемента.
Гибкость составного элемента, вычисленную по формуле (11), следует принимать не более гибкости l отдельных ветвей, определяемой по формуле
(13)
где S Ii бр - сумма моментов инерции брутто поперечных сечений отдельных ветвей относительно собственных осей, параллельных оси у (см. рисунок 2);
F бp - площадь сечения брутто элемента;
l 0 - расчетная длина элемента.
Таблица 15
| Вид связей | Коэффициент kc при | |
| центральном сжатии | сжатии с изгибом | |
| 1 Гвозди, шурупы | 1 10 d 2 | 1 5 d 2 |
| 2 Стальные цилиндрические нагели | ||
| а) диаметром £ 1/7 толщины соединяемых элементов | 1 5 d 2 | 1 2,5 d 2 |
| б) диаметром > 1/7 толщины соединяемых элементов | 1,5 ad | 3 ad |
| 3 Вклеенные стержни из арматуры А240 - А500 | 1 10 d 2 | 1 5 d 2 |
| 4 Дубовые цилиндрические нагели | 1 d 2 | 1,5 d 2 |
| 5 Дубовые пластинчатые нагели | - | 1,4 db пл |
| 6 Клей | ||
| Примечание - Диаметры гвоздей, шурупов, нагелей и вклеенных стержней d, толщину элементов а, ширину b пл и толщину d пластинчатых нагелей следует принимать в см. |
а – с прокладками; б – без прокладок
Рисунок 2 - Составные элементы
Гибкость составного элемента относительно оси, проходящей через центры тяжести сечений всех ветвей (ось х на рисунке 2), следует определять как для цельного элемента, т.е. без учета податливости связей, если ветви нагружены равномерно. В случае неравномерно нагруженных ветвей следует руководствоваться 6.7.
Если ветви составного элемента имеют различное сечение, то расчетную гибкость l1 ветви в формуле (11) следует принимать равной
(14)
определение l 1 приведено на рисунке 2.
6.7 Составные элементы на податливых соединениях, часть ветвей которых не оперта по концам, допускается рассчитывать на прочность и устойчивость по формулам (5), (6) при соблюдении следующих условий:
а) площади поперечного сечения элемента F нт и F pac следует определять по сечению опертых ветвей;
б) гибкость элемента относительно оси у (см. рисунок 2) определяется по формуле (11); при этом момент инерции принимается с учетом всех ветвей, а площадь - только опертых;
в) при определении гибкости относительно оси х (см. рисунок 2) момент инерции следует определять по формуле
I = I о + 0,5 I но, (15)
где I о и I но - моменты инерции поперечных сечений соответственно опертых и неопертых ветвей.
6.8 Расчет на устойчивость центрально-сжатых элементов переменного по высоте сечения следует выполнять по формуле
(или £ R сд.ш), (16)
где F макс - площадь поперечного сечения брутто с максимальными размерами;
k жN - коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения, определяемый по таблице Е.1 приложения Е (для элементов постоянного сечения k жN = 1);
j - коэффициент продольного изгиба, определяемый по 6.3 для гибкости, соответствующей сечению с максимальными размерами.
Изгибаемые элементы
6.9 Расчет изгибаемых элементов, обеспеченных от потери устойчивости плоской формы деформирования (см. 6.14 и 6.15), на прочность по нормальным напряжениям следует производить по формуле
(или £ R ид.ш), (17)
где М - расчетный изгибающий момент;
R и - расчетное сопротивление изгибу;
R ид.ш - расчетное сопротивление изгибу древесины из однонаправленного шпона;
W pacч - расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента; для цельных элементов W pacч = W нт.
Для изгибаемых составных элементов на податливых соединениях расчетный момент сопротивления следует принимать равным моменту сопротивления нетто W нт, умноженному на коэффициент k w; значения k w для элементов, составленных из одинаковых слоев, приведены в таблице 16. При определении W нт ослабления сечений, расположенные на участке элемента длиной до 200 мм, принимают совмещенными в одном сечении.
Таблица 16
| Коэффициент | Число слоев в элементе | Значение коэффициента для расчета изгибаемых составных элементов при пролетах, м | |||
| 9 и более | |||||
| k w | 0,7 | 0,85 | 0,9 | 0,9 | |
| 0,6 | 0,8 | 0,85 | 0,9 | ||
| k w | 0,4 | 0,7 | 0,8 | 0,85 | |
| k ж | 0,45 | 0,65 | 0,75 | 0,8 | |
| 0,25 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | ||
| 0,07 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | ||
| Примечания 1 Для промежуточных значений величины пролета и числа слоев коэффициенты определяются интерполяцией. 2 Для составных балок на наклонно вклеенных связях при числе слоев не более 4, независимо от пролета, следует принимать k w = 0,95, k ж = 0,9. |
6.10 Расчет изгибаемых элементов на прочность по скалыванию следует выполнять по формуле
(или £ R скд.ш), (18)
где Q - расчетная поперечная сила;
S' бр - статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;
I бр - момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;
b рас - расчетная ширина сечения элемента;
R ск - расчетное сопротивление скалыванию при изгибе;
R скд.ш - расчетное сопротивление скалыванию при изгибе древесины из однонаправленного шпона.
6.11 Число срезов связей п с, равномерно расставленных в каждом шве составного элемента на участке с однозначной эпюрой поперечных сил, должно удовлетворять условию
(19)
где Т - расчетная несущая способность связи в данном шве;
M A, M B - изгибающие моменты в начальном А и конечном В сечениях рассматриваемого участка.
Примечание - При наличии в шве связей разной несущей способности, но одинаковых по характеру работы (например, нагелей и гвоздей), несущие способности их следует суммировать.
6.12 Расчет элементов цельного сечения на прочность при косом изгибе следует производить по формуле
(или £ R ид.ш), (20)
где М х и М у - составляющие расчетного изгибающего момента для главных осей сечения х и у;
W x и W y - моменты сопротивлений поперечного сечения нетто относительно главных осей сечения х и у.
6.13 Криволинейные (гнутые) участки (рисунок 3) клееных деревянных конструкций, изгибаемые моментом М, уменьшающим их кривизну, следует рассчитывать по формулам кривых брусьев:
а) по тангенциальным нормальным напряжениям на внутренней и внешней кромках бруса:
sq,н = M (r 0 – r 1)/(Fy 0 r 1) £ R u; (21)
sq,в = M (r 2 – r 0)/(Fy 0 r 2) £ R u; (22)
где sq,н, sq,в - соответственно тангенциальные нормальные напряжения на внутренней и внешней кромках бруса;
М - расчетный изгибающий момент;
r 0, r 1 и r 2 - соответственно радиусы кривизны нейтрального слоя, нижней (ближней к центру кривизны) и верхней кромок бруса;
F - площадь поперечного сечения кривого бруса;
у 0 = l /(Аr) - смещение нейтрального слоя от геометрической оси криволинейного участка;
R u - расчетное сопротивление древесины изгибу;
б) по максимальным радиальным нормальным напряжениям
s r ,max = М (r 0/ r 1 – ln(r 0/ r 1)-1)/(Fy 0) £ R p90, (23)
где R p90 - расчетное сопротивление клееной древесины растяжению поперек волокон (поз. 7 таблицы 3).
Рисунок 3 - Расчетная схема кривого бруса при чистом изгибе
6.14 Расчет на устойчивость плоской формы деформирования изгибаемых элементов прямоугольного постоянного сечения следует производить по формуле
(или £ R ид.ш), (24)
где М - максимальный изгибающий момент на рассматриваемом участке l р;
W бр - максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке l р.
Коэффициент j M для изгибаемых элементов прямоугольного постоянного поперечного сечения, шарнирно закрепленных от смещения из плоскости изгиба и закрепленных от поворота вокруг продольной оси в опорных сечениях, следует определять по формуле
(25)
где l р - расстояние между опорными сечениями элемента, а при закреплении сжатой кромки элемента в промежуточных точках от смещения из плоскости изгиба - расстояние между этими точками;
b - ширина поперечного сечения;
h - максимальная высота поперечного сечения на участке l р;
k ф - коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке l р, определяемый по таблице Е.2 приложения Е настоящих норм.
При расчете изгибаемых элементов с линейно меняющейся по длине высотой и постоянной шириной поперечного сечения, не имеющих закреплений из плоскости по растянутой от момента М кромке, или при m < 4 коэффициент j M по формуле (25) следует умножать на дополнительный коэффициент k жМ. Значения k жМ приведены в таблице Е.2 приложения Е. При m ³ 4 k жМ = 1.
При подкреплении из плоскости изгиба в промежуточных точках растянутой кромки элемента на участке l р коэффициент j M, определенный по формуле (25), следует умножать на коэффициент k пМ
(26)
где aр - центральный угол в радианах, определяющий участок l р элемента кругового очертания (для прямолинейных элементов aр = 0);
т - число подкрепленных (с одинаковым шагом) точек растянутой кромки на участке l р (при т ³ 4 величину 
следует принимать равной 1).
6.15 Проверку устойчивости плоской формы деформирования изгибаемых элементов постоянного двутаврового или коробчатого поперечного сечений следует производить в тех случаях, когда
lp ³ 7 b, (27)
где b - ширина сжатого пояса поперечного сечения.
Расчет следует производить по формуле
(или £ R сд.ш), (28)
где j - коэффициент продольного изгиба из плоскости изгиба сжатого пояса элемента, определяемый по 6.3;
R c - расчетное сопротивление сжатию;
R сд.ш - расчетное сопротивление сжатию древесины из однонаправленного шпона LVL;
W бp - момент сопротивления брутто поперечного сечения; в случае фанерных стенок - приведенный момент сопротивления в плоскости изгиба элемента.
