Строительные нормы и правила
СНиП II-25-80
Деревянные конструкции
МОСКВА 1996
РАЗРАБОТАНЫ ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР при участии ЦНИИПромзданий Госстроя СССР, ЦНИИЭП комплексов и зданий культуры, спорта и управления им. Б.С. Мезенцева Госгражданстроя, ЦНИИЭПсельстроя Минсельстроя СССР и Украинского отделения института Энергосетьпроект Минэнерго СССР.
С введением в действие настоящей главы СНиП утрачивает силу глава СНиП II-В.4-71.
Редакторы-инженеры Ф.М. Шлемин, Г.М. Хорин (Госстрой СССР); доктора техн. наук Я.Ф. Хлебной, Р.Р. Матевосян; кандидаты техн. наук Л.В. Касабьян, Е.М. Знаменский (ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР), В.С. Шейнкман (ЦНИИПромзданий Госстроя СССР).
Изменение СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции» принятое постановлением Госстроя СССР № 132 от 08.07.88 и введенное в действие с 01.01.89 внесено в текст документа, измененные пункты отмечены *.
Государственный комитет СССР
по делам строительства
(Госстрой СССР)
|
Строительные нормы и правила
|
СНиП II-25-80
|
Деревянные конструкции
|
Взамен главы
СНиП II-В.4-71
|
1. Общие положения
1.1. Нормы настоящей главы должны соблюдаться при проектировании деревянных конструкций новых и реконструируемых зданий и сооружений, а также при проектировании деревянных опор воздушных линий электропередачи.
Нормы не распространяются на проектирование деревянных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, а также конструкций временных зданий и сооружений.
1.2. При проектировании деревянных конструкций следует предусматривать защиту их от увлажнения, биоповреждения, от коррозии (для конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивных сред) в соответствии с главой СНиП по проектированию защиты строительных конструкций от коррозии и от возгорания в соответствии с главой СНиП по противопожарным нормам проектирования зданий и сооружений.
1.3. Деревянные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по несущей способности (первая группа предельных состояний) и по деформациям, не препятствующим нормальной эксплуатации (вторая группа предельных состояний), с учетом характера и длительности действия нагрузок.
1.4. Деревянные конструкции следует проектировать с учетом их заводского изготовления, а также условий их эксплуатации, транспортировании и монтажа как поэлементно, так и укрупненными блоками.
1.5. Долговечность деревянных конструкций должна обеспечиваться конструктивными мерами в соответствии с указаниями разд. 6 настоящих норм и, в необходимых случаях, защитной обработкой, предусматривающей предохранение их от увлажнения, биоповреждения и возгорания.
1.6. Деревянные конструкции в условиях постоянного или периодического длительного нагрева допускается применять, если температура окружающего воздуха не превышает 50 °С для конструкций из неклееной и 35 °С для конструкций из клееной древесины.
1.7. Сорта древесины для изготовления деревянных конструкций, клеи, а также необходимые дополнительные требования к древесине в соответствии с прил. 1 должны указываться в рабочих чертежах.
2. Материалы
2.1. Для изготовления деревянных конструкций следует применять древесину преимущественно хвойных пород. Древесину твердых лиственных пород следует использовать для нагелей, подушек и других ответственных деталей.
Примечание. Для конструкций деревянных опор воздушных линий электропередачи следует применять древесину сосны и лиственницы, а для конструкций опор линий электропередачи напряжением 35 кВ и ниже, за исключением элементов стоек и приставок, заглубленных в грунт, и траверс допускается применять древесину ели и пихты.
2.2. Древесина для несущих элементов деревянных конструкций должна удовлетворять требованиям 1, 2 и 3-го сорта по ГОСТ 8486-66*, ГОСТ 2695-71*, ГОСТ 9462-71*, ГОСТ 9463-72*, а также дополнительным требованиям, указанным в прил. 1.
Прочность древесины должна быть не ниже нормативных сопротивлений, приведенных в прил. 2.
Внесены
Центральным научно-исследовательским институтом
строительных конструкций им. Кучеренко
Госстроя СССР
|
Утверждены
постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства
от 18 декабря 1980 г. № 198
|
Срок
введения в действие
1 января 1982 г.
|
В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации к влажности древесины, применяемой в элементах конструкций, должны предъявляться требования, указанные в табл. 1. Зоны влажности, определяющие условия эксплуатации конструкций на открытом воздухе или внутри неотапливаемых помещений, следует принимать в соответствии с главой СНиП по строительной теплотехнике.
Таблица 1
Температурно-влажностные условия эксплуатации
|
Характеристика условий эксплуатации конструкций
|
Максимальная влажность древесины для конструкций %
|
из клееной древесины
|
из неклееной древесины
|
|
Внутри отапливаемых помещений при температуре до 35 С, относительной влажности воздуха
|
|
|
А1
|
до 60 %
|
9
|
20
|
А2
|
свыше 60 до 75 %
|
12
|
20
|
А3
|
свыше 75 до 95 %
|
15
|
20
|
|
Внутри неотапливаемых помещений
|
|
|
Б1
|
в сухой зоне
|
9
|
20
|
Б2
|
в нормальной зоне
|
12
|
20
|
Б3
|
в сухой и нормальной зонах с постоянной влажностью в помещении более 75 % и во влажной зоне
|
15
|
25
|
|
На открытом воздухе
|
|
|
В1
|
в сухой зоне
|
9
|
20
|
В2
|
в нормальной зоне
|
12
|
20
|
В3
|
во влажной зоне
|
15
|
25
|
|
В частях зданий и сооружений
|
|
|
Г1
|
соприкасающихся с грунтом или находящихся в грунте
|
-
|
25
|
Г2
|
постоянно увлажняемых
|
-
|
не ограничивается
|
Г3
|
находящихся в воде
|
-
|
то же
|
Примечания: 1. Применение клееных деревянных конструкций в условиях эксплуатации А1 при относительной влажности воздуха ниже 45 % не допускается.
2. В неклееных конструкциях, эксплуатируемых в условиях В2, В3, когда усушка древесины не вызывает расстройства или увеличения податливости соединений, допускается применять древесину с влажностью до 40 % при условии ее защиты от гниения.
2.3. Древесина нагелей, вкладышей и других деталей должна быть прямослойной, без сучков и других пороков, влажность древесины не должна превышать 12 %. Такие детали из древесины малостойких в отношении загнивания пород (береза, бук) должны подвергаться антисептированию.
2.4. Величину сбега круглых лесоматериалов при расчете элементов конструкций следует принимать равной 0,8 см на 1 м длины, а для лиственницы - 1 см на 1 м длины.
2.5. Плотность древесины и фанеры для определения собственного веса конструкций при расчете следует принимать по прил. 3.
2.6. Синтетические клеи для склеивания древесины и древесины с фанерой в клееных деревянных конструкциях должны назначаться в соответствии с табл. 2.
Таблица 2
Материалы склеиваемых элементов и условий эксплуатации (по табл. 1)
|
Типы и марки клеев
|
1. Древесина и древесина с фанерой в конструкциях для всех условий эксплуатации, кроме Г1, Г2, Г3
|
Резорциновые и фенольно-резорциновые (ФР-12, ТУ 6-05-1748-75, ФРФ-50, ТУ 6-05-281-14-77
|
2. То же, кроме А1, Б1, В1, Г1, Г2 и Г3
|
Алкилрезоциновые и фенольные (ФР-100, ТУ 6-05-1638-78; ДФК-1АМ, ТУ 6-05-281-7-75; СФЖ-3016, ГОСТ 20907-75*, СФХ, ТУ 6-05-281-12-76)
|
3. То же, для условий эксплуатации А2 и В2
|
Карбамидно-меламиновые (КС-В-СК, ТУ 6-05-211-1006-75)
|
4. То же, для условий эксплуатации А2
|
Карбамидные (КФ-5, КФ-Ж, КФ-БЖ, ГОСТ 14231-78
|
2.7. Для клееных фанерных конструкций следует применять фанеру марки ФСФ по ГОСТ 3916-69, а также фанеру бакелизированную марки ФБС по ГОСТ 11539-73*.
2.8. Для стальных элементов деревянных конструкций следует применять стали в соответствии с главой СНиП по проектированию стальных конструкций и арматурные стали в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.
2.9. В соединениях элементов конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивной по отношению к стали среды следует использовать алюминиевый сплав Д16-Т (ГОСТ 21488-76*), стеклопластик АГ-4С (ГОСТ 20437-75*), однонаправленный древеснослоистый пластик ДСПБ (ГОСТ 13913-78*), а также древесину твердых лиственных пород.
3. Расчетные характеристики материалов
3.1. Расчетные сопротивления древесины сосны (кроме веймутовой), ели, лиственницы европейской и японской приведены в табл. 3. Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в табл. 3, на переходные коэффициенты mп, указанные в табл. 4.
Таблица 3
Напряженное состояние и характеристика элементов
|
Обозначение
|
Расчетные сопротивления, , для сортов древесины
|
1
|
2
|
3
|
1. Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон:
|
|
|
|
|
а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах «б», «в») высотой до 50 см
|
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 п. 4 данной таблицы, определяется по формуле
, (1)
где Rс90 - расчетное сопротивление древесины сжатию и смятию по всей поверхности поперек волокон (п. 3 данной таблицы);
l - 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 п. 2а 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 mп для расчетных сопротивлений
|
растяжению, изгибу, сжатию и смятию вдоль волокон Rр, Rи, Rс, 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 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.
3.2. Расчетные сопротивления, приведенные в табл. 3, следует умножать на коэффициенты условий работы:
а) для различных условий эксплуатации конструкций - на значения коэффициент mв, указанные в табл. 5;
Таблица 5
Условия эксплуатации (по табл. 1)
|
Коэффициент mв
|
Условия эксплуатации (по табл. 1)
|
Коэффициент mв
|
А1, А2, Б1, Б2
|
1
|
В2, В3, Г1
|
0,85
|
А3, Б3, В1
|
0,9
|
Г2, Г3
|
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 коэффициенты mн, указанные в табл. 6;
Таблица 6
Нагрузка
|
Коэффициент mн
|
для всех видов сопротивлений, кроме смятия поперек волокон
|
для смятия поперек волокон
|
1. Ветровая, монтажная, кроме указанной в п. 3
|
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 коэффициенты mб, указанные в табл. 7;
Таблица 7
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 изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов в зависимости от толщины слоев значения расчетных сопротивлений изгибу, скалыванию и сжатию вдоль волокон - на коэффициенты mсл, указанные в табл. 8;
Таблица 8
Толщина слоя, мм
|
19 и менее
|
26
|
33
|
42
|
Коэффициент mсл
|
1,1
|
1,05
|
1
|
0,95
|
ж) для гнутых элементов конструкций значения расчетных сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу - на коэффициенты mгн, указанные в табл. 9;
Таблица 9
Напряженное состояние
|
Обозначение расчетных сопротивлений
|
Коэффициент mгн при отношении rк /а
|
150
|
200
|
250
|
500 и более
|
Сжатие и изгиб
|
Rс, Rи
|
0,8
|
0,9
|
1
|
1
|
Растяжение
|
Rр
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
1
|
Примечание: rк - радиус кривизны гнутой доска или бруска; а - толщина гнутой доски или бруска в радиальном направлении.
и) для растянутых элементов с ослаблением в расчетном сечении и изгибаемых элементов из круглых лесоматериалов с подрезкой в расчетном сечении - на коэффициент mо = 0,8;
к) для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением, - на коэффициент mа = 0,9.
3.3. Расчетные сопротивления строительной фанеры приведены в табл. 10.
Таблица 10
Вид фанеры
|
Расчетные сопротивления,
|
Растяжению в плоскости листа Rф.р
|
сжатию в плоскости листа Rф.с
|
изгибу из плоскости листа Rф.и
|
скалыванию в плоскости листа Rф.ск
|
срезу перпендикулярно плоскости листа Rф.ср
|
1. Фанера клееная березовая марки ФСФ сортов В/ВВ, В/С, ВВ/С
|
|
|
|
|
|
а) семислойная толщиной 8 мм и более:
|
|
|
|
|
|
вдоль волокон
|
14
140
|
12
120
|
16
160
|
0,8
8
|
6
60
|
поперек волокон наружных слоев
|
9
90
|
8,5
85
|
6,5
65
|
0,8
8
|
6
60
|
под углом 45° к волокнам
|
4,5
45
|
7
70
|
_
|
0,8
8
|
9
90
|
б) пятислойная толщиной 5-7 мм:
|
|
|
|
|
|
вдоль волокон наружных слоев
|
14
140
|
13
130
|
18
180
|
0,8
8
|
5
50
|
поперек волокон наружных слоев
|
6
60
|
7
70
|
3
30
|
0,8
8
|
6
60
|
под углом 45° к волокнам
|
4
40
|
6
60
|
_
|
0,8
8
|
9
90
|
2. Фанера клееная из древесины лиственницы марки ФСФ сортов В/ВВ и ВВ/С семислойная толщиной 8 мм и более:
|
|
|
|
|
|
вдоль волокон наружных слоев
|
9
90
|
17
170
|
18
180
|
0,6
6
|
5
50
|
поперек волокон наружных слоев
|
7,5
75
|
13
130
|
11
110
|
0,5
5
|
5
50
|
под углом 45° к волокнам
|
3
30
|
5
50
|
_
|
0,7
7
|
7,5
75
|
3. Фанера бакелизированная марки ФСБ толщиной 7 мм и более:
|
|
|
|
|
|
вдоль волокон наружных слоев
|
32
320
|
28
280
|
33
330
|
1,8
18
|
11
110
|
поперек волокон наружных слоев
|
24
240
|
23
230
|
25
250
|
1,8
18
|
12
120
|
под углом 45° к волокнам
|
16,5
165
|
21
210
|
_
|
1,8
18
|
16
160
|
Примечание. Расчетные сопротивления смятию и сжатию перпендикулярно плоскости листа для березовой фанеры марки ФСФ Rф.с.90 = Rф.см.90 = 4 МПа (40 кгс/см2) и марки ФБС Rф.с.90 = Rф.см.90 = 8 МПа (80 кгс/см2).
В необходимых случаях значения расчетных сопротивлений строительной фанеры следует умножать на коэффициенты mв, mт, mд, mн и mа, приведенные в пп. 3.2, а; 3.2, б; 3.2, в; 3.2, г; 3.2, к настоящих норм.
3.4. Упругие характеристики и расчетные сопротивления стали и соединений стальных элементов деревянных конструкций следует принимать по главе СНиП по проектированию стальных конструкций, а арматурных сталей - по главе СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.
Расчетные сопротивления ослабленных нарезкой тяжей из арматурных сталей следует умножать на коэффициент mа = 0,8, а из других сталей - принимать по главе СНиП по проектированию стальных конструкций как для болтов нормальной точности. Расчетные сопротивления двойных тяжей следует снижать умножением на коэффициент m = 0,85.
3.5. Модуль упругости древесины при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать равным: вдоль волокон Е = 10 000 МПа (100 000 кгс/см2); поперек волокон Е90 = 400 МПа (4000 кгс/см2). Модуль сдвига древесины относительно осей, направленных вдоль и поперек волокон, следует принимать равным G90 = 500 МПа (5000 кгс/см2). Коэффициент Пуассона древесины поперек волокон при напряжениях, направленных вдоль волокон, следует принимать равным n90.0 = 0,5, а вдоль волокон при напряжениях, направленных поперек волокон, n0.90 = 0,02.
Величины модулей упругости строительной фанеры в плоскости листа Еф и Gф и коэффициенты Пуассона nф при расчете по второй группе предельных состояний следует принимать по табл. 11.
Таблица 11
Вид фанеры
|
Модуль упругости Еф,
|
Модуль сдвига Gф,
|
Коэффициент Пуассона nф
|
1. Фанера клееная березовая марки ФСФ сортов В/ВВ, В/С, ВВ/С семислойная и пятислойная:
|
|
|
|
вдоль волокон наружных слоев
|
9000
90000
|
750
7500
|
0,085
|
поперек волокон наружных слоев
|
6000
60000
|
750
7500
|
0,065
|
под углом 45° к волокнам
|
2500
25000
|
3000
30000
|
0,6
|
2. Фанера клееная из древесины лиственницы марки ФСФ сортов В/ВВ и ВВ/С семислойная:
|
|
|
|
вдоль волокон наружных слоев
|
7000
70000
|
800
8000
|
0,07
|
поперек волокон наружных слоев
|
5500
55000
|
800
8000
|
0,06
|
под углом 45° к волокнам
|
2000
20000
|
2200
22000
|
0,6
|
3. Фанера бакелизированная марки ФБС:
|
|
|
|
вдоль волокон наружных слоев
|
12000
12000
|
1000
10000
|
0,085
|
поперек волокон наружных слоев
|
8500
85000
|
1000
10000
|
0,065
|
под углом 45° к волокнам
|
3500
35000
|
4000
40000
|
0,7
|
Примечание. Коэффициент Пуассона nф указан для направления, перпендикулярно оси, вдоль которой определен модуль упругости Еф.
Модули упругости древесины и фанеры для конструкций, находящихся в различных условиях эксплуатации, подвергающихся воздействию повышенной температуры, совместному воздействию постоянной и временной длительной нагрузок, следует определять умножением указанных выше величин Е и G на коэффициенты mв в табл. 5 и коэффициенты mт и mд, приведенные в пп. 3.2,б и 3.2, в настоящих норм.
Модуль упругости древесины и фанеры в расчетах конструкций (кроме опор ЛЭП) на устойчивость и по деформированной схеме следует принимать равным для древесины ЕI = 300Rс (Rс - расчетное сопротивление сжатию вдоль волокон, принимаемое по табл. 3), а модуль сдвига относительно осей, направленных вдоль и поперек волокон, - GI0.90 + 0,05EI; для фанеры - ЕфI = 250Rфс; (Rф.с, Еф, Gф принимаются по табл. 10, 11).
4. Расчет элементов деревянных конструкций
А. Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям первой группы
Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы
4.1. Расчет центрально-растянутых элементов следует производить по формуле
, (4)
где N - расчетная продольная сила;
Rp - расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон;
Fнт - площадь поперечного сечения элемента нетто.
При определении Fнт ослабления, расположенные на участке длиной до 200 мм, следует принимать совмещенными в одном сечении.
4.2. Расчет центрально-сжатых элементов постоянного цельного сечения следует производить по формулам:
а) на прочность
; (5)
б) на устойчивость
, (6)
где Rс - расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;
j - коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно п. 4.3;
Fнт - площадь нетто поперечного сечения элемента;
Fрас - расчетная площадь поперечного сечения элемента, принимаемая равной:
при отсутствии ослаблений или ослаблениях в опасных сечениях, не выходящих на кромки (рис. 1, а), если площадь ослаблений не превышает 25 % Ебр, Ерасч = Fбр, где Fбр - площадь сечения брутто; при ослаблениях, не выходящих на кромки, если площадь ослабления превышает 25 % Fбр, Fрас = 4/3 Fнт; при симметричных ослаблениях, выходящих на кромки (рис. 1, б), Fрас = Fнт.
Рис. 1. Ослабление сжатых элементов
а -не выходящие на кромку; б - выходящие на кромку
4.3. Коэффициент продольного изгиба j следует определять по формулам (7) и (8);
при гибкости элемента l £ 7
; (7)
при гибкости элемента l > 70
, (8)
где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1 для фанеры;
коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры.
4.4. Гибкость элементов цельного сечения определяют по формуле
, (9)
где lо - расчетная длина элемента;
r - радиус инерции сечения элемента с максимальными размерами брутто соответственно относительно осей Х и У.
4.5. Расчетную длину элемента lо следует определять умножением его свободной длины l на коэффициент m0
lо = lm0 (10)
согласно пп. 4.21 и 6.25.
4.6. Составные элементы на податливых соединениях, опертые всем сечением, следует рассчитывать на прочность и устойчивость по формулам (5) и (6), при этом Fнт и Fрас 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 (рис. 2), вычисленная по расчетной длине элемента lо без учета податливости;
l1 - гибкость отдельной ветви относительно оси I-I (см. рис. 2), вычисленная по расчетной длине ветви l1; при l1 меньше семи толщин (h1) ветви принимаются l1 = 0;
mу - коэффициент приведения гибкости, определяемый по формуле
, (12)
где b и h - ширина и высота поперечного сечения элемента, см:
nш - расчетное количество швов в элементе, определяемое числом швов, по которым суммируется взаимный сдвиг элементов (на рис. 2, а - 4 шва, на рис. 2, б - 5 швов);
lо - расчетная длина элемента, м;
nс - расчетное количество срезов связей в одном шве на 1 м элемента (при нескольких швах с различным количеством срезов следует принимать среднее для всех швов количество срезов);
kс - коэффициент податливости соединений, который следует определять по формулам табл. 12.
Таблица 12
Вид связей
|
Коэффициент kc при
|
центральном сжатии
|
сжатии с изгибом
|
1. Гвозди
|
1
10d2
|
1
5d2
|
2. Стальные цилиндрические нагели
|
|
|
а) диаметром £ 1/7 толщины соединяемых элементов
|
1
5d2
|
1
2,5d2
|
б) диаметром > 1/7 толщины соединяемых элементов
|
1,5
ad
|
3
ad
|
3. Дубовые цилиндрические нагели
|
1
d2
|
1,5
d2
|
4. Дубовые пластинчатые нагели
|
-
|
1,4
dbпл
|
5. Клей
|
0
|
0
|
Примечание. Диаметры гвоздей и нагелей d, толщину элементов а, ширину bпл и толщину d пластинчатых нагелей следует принимать в см.
Рис. 2. Составные элементы
а - с прокладками; б - без прокладок
При определении kс диаметр гвоздей следует принимать не более 0,1 толщины соединяемых элементов. Если размер защемленных концов гвоздей менее 4d, то срезы в примыкающих к ним швах в расчете не учитывают. Значение kс соединений на стальных цилиндрических нагелях следует определять по толщине а более тонкого из соединяемых элементов.
При определении kс 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 nс, 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 åIiбр - сумма моментов инерции брутто поперечных сечений отдельных ветвей относительно собственных осей, параллельных оси У (см. рис. 2);
Fбр - площадь сечения брутто элемента;
lо - расчетная длина элемента.
Гибкость составного элемента относительно оси, проходящей через центры тяжести сечений всех ветвей (ось Х на рис. 2), следует определять как для цельного элемента, т. е. без учета податливости связей, если ветви нагружены равномерно. В случае неравномерно нагруженных ветвей следует руководствоваться п. 4.7.
Если ветви составного элемента имеют различное сечение, то расчетную гибкость l1 ветви в формуле (11) следует принимать равной:
, (14)
определение l1 приведено на рис. 2.
4.7. 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 Fнт и Fрас следует определять по сечению опертых ветвей;
б) гибкость элемента относительно оси У (см. рис. 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. рис. 2) момент инерции следует определять по формуле
I = Iо + 0,5Iно, (15)
где Iо и Iно - моменты инерции поперечных сечений соответственно опертых и неопертых ветвей.
4.8. Расчет на устойчивость центрально-сжатых элементов переменного по высоте сечения следует выполнять по формуле
, (16)
где Fмакс - площадь поперечного сечения брутто с максимальными размерами;
kжN - коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения, определяемый по табл. 1 прил. 4 (для элементов постоянного сечения kжN = 1);
j - коэффициент продольного изгиба, определяемый по п. 4.3 для гибкости, соответствующей сечению с максимальными размерами.
Изгибаемые элементы
4.9. Расчет изгибаемых элементов, обеспеченных от потери устойчивости плоской формы деформирования (см. пп. 4.14 и 4.15), на прочность по нормальным напряжениям следует производить по формуле
, (17)
где М - расчетный изгибающий момент;
Rи - расчетное сопротивление изгибу;
Wрасч - расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента. Для цельных элементов Wрасч = Wнт; для изгибаемых составных элементов на податливых соединениях расчетный момент сопротивления следует принимать равным моменту сопротивления нетто Wнт, умноженному на коэффициент kw; значения kw для элементов, составленных из одинаковых слоев, приведены в табл. 13. При определении Wнт ослабления сечений, расположенные на участке элемента длиной до 200 мм, принимают совмещенными в одном сечении.
Таблица 13
Обозначение коэффициентов
|
Число слоев в элементе
|
Значение коэффициентов для расчета изгибаемых составных элементов при пролетах, м
|
2
|
4
|
6
|
9 и более
|
kw
|
2
|
0,7
|
0,85
|
0,9
|
0,9
|
3
|
0,6
|
0,8
|
0,85
|
0,9
|
10
|
0,4
|
0,7
|
0,8
|
0,85
|
kж
|
2
|
0,45
|
0,65
|
0,75
|
0,8
|
3
|
0,25
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
10
|
0,07
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
Примечание. Для промежуточных значений величины пролета и числа слоев коэффициенты определяются интерполяцией.
4.10. Расчет изгибаемых элементов на прочность по скалыванию следует выполнять по формуле
, (18)
где Q - расчетная поперечная сила;
S¢бр - статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;
Iбр - момент инерции брутто поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси;
bрас - расчетная ширина сечения элемента;
Rск - расчетное сопротивление скалыванию при изгибе.
4.11. Количество срезов связей nс, 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;
МА, МВ - 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.
4.12. Расчет элементов цельного сечения на прочность при косом изгибе следует производить по формуле
, (20)
где Мх и Му - составляющие расчетного изгибающего момента для главных осей сечения Х и У;
Wx и Wу - моменты сопротивлений поперечного сечения нетто относительно главных осей сечения Х и У.
4.13. Клееные криволинейные элементы, изгибаемые моментом М, уменьшающим их кривизну, следует проверять на радиальные растягивающие напряжения по формуле
, (21)
где s0 - нормальное напряжение в крайнем волокне растянутой зоны;
si - нормальное напряжение в промежуточном волокне сечения, для которого определяются радиальные растягивающие напряжения;
hi - расстояние между крайним и рассматриваемым волокнами;
ri - радиус кривизны линии, проходящей через центр тяжести части эпюры нормальных растягивающих напряжений, заключенной между крайним и рассматриваемым волокнами;
Rр.90 - расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3.
4.14. Расчет на устойчивость плоской формы деформирования изгибаемых элементов прямоугольного постоянного сечения следует производить по формуле
, (22)
где М - максимальный изгибающий момент на рассматриваемом участке lр;
Wбр - максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке lp.
Коэффициент jМ 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
, (23)
где lp - 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 lp;
kф - коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке lp, определяемый по табл. 2 прил. 4 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 jМ по формуле (23) следует умножать на дополнительный коэффициент kжМ. Значения kжМ приведены в табл. 2 прил. 4. При m ³ 4 kжМ = 1.
При подкреплении из плоскости изгиба в промежуточных точках растянутой кромки элемента на участке lp коэффициент jМ определенный по формуле (23), следует умножать на коэффициент kпМ:
, (24)
где ap - центральный угол в радианах, определяющий участок lp элемента кругового очертания (для прямолинейных элементов ap = 0);
m - число подкрепленных (с одинаковым шагом) точек растянутой кромки на участке lp (при m ³ 4 величину следует принимать равной 1).
4.15. Проверку устойчивости плоской формы деформирования изгибаемых элементов постоянного двутаврового или коробчатого поперечного сечений следует производить в тех случаях, когда
lp ³ 7b, (25)
где b - ширина сжатого пояса поперечного сечения.
Расчет следует производить по формуле
, (26)
где j - коэффициент продольного изгиба из плоскости изгиба сжатого пояса элемента, определяемый по п. 4.3;
Rс - расчетное сопротивление сжатию;
Wбр - момент сопротивления брутто поперечного сечения; в случае фанерных стенок - приведенный момент сопротивления в плоскости изгиба элемента.
Элементы, подверженные действию осевой силы с изгибом
4.16. Расчет внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов следует производить по формуле
, (27)
где Wрасч - расчетный момент сопротивления поперечного сечения (см. п. 4.9);
Fрасч - площадь расчетного сечения нетто.
4.17. Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле
, (28)
где Мд - изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме.
Примечания: 1. Для шарнирно-опертых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов синусоидального, параболического, полигонального и близких к ним очертаний, а также для консольных элементов Мд следует определять по формуле
, (29)
где x - коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле
, (30)
М - изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;
j - коэффициент, определяемый по формуле (8) п. 4.3.
2. В случаях когда в шарнирно-опертых элементах эпюры изгибающих моментов имеют треугольное или прямоугольное очертание, коэффициент - по формуле (30) следует умножать на поправочный коэффициент kн:
kн = aн + x(1 - aн), (31)
где aн - коэффициент, который следует принимать равным 1,22 при эпюрах изгибающих моментов треугольного очертания (от сосредоточенной силы) и 0,81 при эпюрах прямоугольного очертания (от постоянного изгибающего момента).
3. При несимметричном загружении шарнирно-опертых элементов величину изгибающего момента Мм следует определять по формуле
, (32)
где Мс и Мк - изгибающие моменты в расчетном сечении элемента от симметричной и кососимметричной составляющих нагрузки;
xс и xк - коэффициенты, определяемые по формуле (30) при величинах гибкостей, соответствующих симметричной и кососимметричной формам продольного изгиба.
4. Для элементов переменного по высоте сечения площадь Fбр в формуле (30) следует принимать для максимального по высоте сечения, а коэффициент j следует умножать на коэффициент kжN, принимаемый по табл. 1 прил. 4.
5. При отношении напряжений от изгиба к напряжениям от сжатия менее 0,1 сжато-изгибаемые элементы следует проверять также на устойчивость по формуле (6) без учета изгибающего момента.
4.18. Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле
, (33)
где Fбр - площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке lp;
Wбр - см. п. 4.14;
n = 2 - для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования и n = 1 для элементов, имеющих такие закрепления;
j - коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле (8) для гибкости участка элемента расчетной длиной lp из плоскости деформирования;
jм - коэффициент, определяемый по формуле (23).
При наличии в элементе на участке lp закреплений из плоскости деформирования со стороны растянутой от момента М кромки коэффициент jм следует умножать на коэффициент kпМ, определяемый по формуле (24), а коэффициент j - на коэффициент kпN по формуле
, (34)
где ap, lp, h и m - см. п. 4.14.
При расчете элементов переменного по высоте сечения, не имеющих закреплений из плоскости по растянутой от момента М кромке, или при m < 4 коэффициенты j и jМ, определяемые по формулам (8) и (23), следует дополнительно умножать соответственно на коэффициенты kжN и kжМ, приведенные в табл. 1 и 2 прил. 4.
При m ³ 4 kжN = kжМ = 1.
4.19. В составных сжато-изгибаемых элементах следует проверять устойчивость наиболее напряженной ветви, если расчетная длина ее превышает семь толщин ветви, по формуле
, (35)
где j1 - коэффициент продольного изгиба для отдельной ветви, вычисленный по ее расчетной длине l1 (см. п. 4.6);
Fбр, Wбр - площадь и момент сопротивления брутто поперечного сечения элемента.
Устойчивость сжато-изгибаемого составного элемента из плоскости изгиба следует проверять по формуле (6) без учета изгибающего момента.
4.20. Количество срезов связей nс, равномерно расставленных в каждом шве сжато-изгибаемого составного элемента на участке с однозначной эпюрой поперечных сил при приложении сжимающей силы по всему сечению, должно удовлетворять условию
, (36)
где Sбр - статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения относительно нейтральной оси;
Iбр - момент инерции брутто поперечного сечения элемента;
Т - расчетная несущая способность одной связи в данном шве;
Мд - изгибающий момент, определяемый по п. 4.17.
Расчетные длины и предельные гибкости элементов деревянных конструкций
4.21. Для определения расчетной длины прямолинейных элементов, загруженных продольными силами по концам, коэффициент m0 следует принимать равным:
при шарнирно-закрепленных концах, а также при шарнирном закреплении в промежуточных точках элемента - 1;
при одном шарнирно-закрепленном и другом защемленном конце - 0,8;
при одном защемленном и другом свободном нагруженном конце - 2,2;
при обоих защемленных концах - 0,65.
В случае распределенной равномерно по длине элемента продольной нагрузки коэффициент m0 следует принимать равным:
при обоих шарнирно-закрепленных концах - 0,73;
при одном защемленном и другом свободном конце - 1,2.
Расчетную длину пересекающихся элементов, соединенных между собой в месте пересечения, следует принимать равной:
при проверке устойчивости в плоскости конструкций - расстоянию от центра узла до точки пересечения элементов;
при проверке устойчивости из плоскости конструкции:
а) в случае пересечения двух сжатых элементов - полной длине элемента;
б) в случае пересечения сжатого элемента с неработающим - величине l1, умноженной на коэффициент m0:
, (37)
где l1, l1, F1 - полная длина, гибкость и площадь поперечного сечения сжатого элемента;
l2, l2, F2 - длина, гибкость и площадь поперечного сечения неработающего элемента.
Величину m0 следует принимать не менее 0,5;
в) в случае пересечения сжатого элемента с растянутым равной по величине силой - наибольшей длине сжатого элемента, измеряемой от центра узла до точки пересечения элементов.
Если пересекающиеся элементы имеют составное сечение, то в формулу (37) следует подставлять соответствующие значения гибкости, определяемые по формуле (11).
4.22. Гибкость элементов и их отдельных ветвей в деревянных конструкциях не должна превышать значений, указанных в табл. 14.
Таблица 14
Наименование элементов конструкций
|
Предельная гибкость lмакс
|
1. Сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонны
|
120
|
2. Прочие сжатые элементы ферм и других сквозных конструкций
|
150
|
3. Сжатые элементы связей
|
200
|
4. Растянутые пояса ферм в вертикальной плоскости
|
150
|
5. Прочие растянутые элементы ферм и других сквозных конструкций
|
200
|
Для опор воздушных линий электропередачи
|
|
6. Основные элементы (стойки, приставки, опорные раскосы)
|
150
|
7. Прочие элементы
|
175
|
8. Связи
|
200
|
Примечание. Для сжатых элементов переменного сечения величины предельной гибкости lмакс умножаются на , где коэффициент kжN принимается по табл. 1 прил. 4.
Особенности расчета клееных элементов из фанеры с древесиной
4.23. Расчет клееных элементов из фанеры с древесиной следует выполнять по методу приведенного поперечного сечения.
4.24. Прочность растянутой фанерной обшивки плит (рис. 3) и панелей следует проверять по формуле
, (38)
где М - расчетный изгибающий момент;
Rф.р - расчетное сопротивление фанеры растяжению;
mф - коэффициент, учитывающий снижение расчетного сопротивления в стыках фанерной обшивки, принимаемый равным при усовом соединении или с двусторонними накладками: mф = 0,6 для фанеры обычной и mф = 0,8 для фанеры бакелизированной. При отсутствии стыков mф = 1;
Wпр - момент сопротивления поперечного сечения, приведенного к фанере, который следует определять в соответствии с указаниями п. 4.25.
4.25. Приведенный момент сопротивления поперечного сечения клееных элементов из фанеры с древесиной следует определять по формуле
, (39)
где yо - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани обшивки;
Iпр - момент инерции сечения, приведенного к фанере:
, (40)
где Iф - момент инерции поперечного сечения фанерных обшивок;
Iд - момент инерции поперечного сечения деревянных ребер каркаса;
Ед /Еф - отношение модулей упругости древесины и фанеры.
При определении приведенных моментов инерции и приведенных моментов сопротивления расчетную ширину фанерных обшивок следует принимать равной bрас = 0,9b при l ³ 6a и bрас = 0,15 b, при l < 6а (b - полная ширина сечения плиты, l - пролет плиты, а - расстояние между продольными ребрами по осям).
4.26. Устойчивость сжатой обшивки плит и панелей следует проверять по формуле
, (41)
где при ³ 50;
при > 50
(а - расстояние между ребрами в свету; d - толщина фанеры).
Верхнюю обшивку плит дополнительно следует проверять на местный изгиб от сосредоточенного груза Р = 1 кН (100 кгс) (с коэффициентом перегрузки n = 1,2) как заделанную в местах приклеивания к ребрам пластинку.
4.27. Проверку на скалывание ребер каркаса плит и панелей или обшивки по шву в месте примыкания ее к ребрам следует производить по формуле
, (42)
где Q - расчетная поперечная сила;
Sпр - статический момент сдвигаемой части приведенного сечения относительно нейтральной оси;
Rсп - расчетное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон или фанеры вдоль волокон наружных слоев;
bрас - расчетная ширина сечения, которую следует принимать равной суммарной ширине ребер каркаса.
4.28. Расчет на прочность поясов изгибаемых элементов двутаврового и коробчатого сечений с фанерными стенками (рис. 4) следует производить по формуле (17), принимая Wрас = Wпр, при этом напряжения в растянутом поясе не должны превышать Rр, а в сжатом - jRс (j - коэффициент продольного изгиба из плоскости изгиба).
4.29. При проверке стенки на срез по нейтральной оси в формуле (42) значение Rск принимается равным Rф.ср, а расчетная ширина bрас
bрас = ådст, (43)
где ådст - суммарная толщина стенок.
При проверке скалывания по швам между поясами и стенкой в формуле (42) Rск = Rф.ск, а расчетную ширину сечения следует принимать равной
bрас = nhп, (44)
где hп - высота поясов;
n - число вертикальных швов.
4.30. Прочность стенки в опасном сечении на действие главных растягивающих напряжений в изгибаемых элементах двутаврового и коробчатого сечений следует проверять по формуле
, (45)
где Rф.р.a - расчетное сопротивление фанеры растяжению под углом a определяемое по графику рис. 17 прил. 5;
sст - нормальное напряжение в стенке от изгиба на уровне внутренней кромки поясов;
tст - касательные напряжения в стенке на уровне внутренней кромки поясов;
a - угол, определяемый из зависимости
. (46)
Устойчивость стенки с продольным по отношению к оси элемента расположением волокон наружных слоев следует проверять на действие касательных и нормальных напряжений при условии
, (47)
где hст - высота стенки между внутренними гранями полок;
d - толщина стенки.
Расчет следует производить по формуле
, (48)
где kи и kt - коэффициенты, определяемые по графикам рис. 18, 19 прил. 5;
hрас - расчетная высота стенки, которую следует принимать равной hст при расстоянии между ребрами а ³ hст и равной а при a < hст.
При поперечном по отношению к оси элемента расположении наружных волокон фанерной стенки проверку устойчивости следует производить по формуле (48) на действие только касательных напряжений в тех случаях, когда
.
Возврат к списку
|