РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ НА ВКЛЕЕННЫХ ШАЙБАХ. ЧАСТЬ 1

Арискин М.В.(к.т.н.), Гуляев Д.В.(инженер), Родина Е.В.(магистр)

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Соединения на вклеенных шайбах (ВШ) в деревянных конструкциях являются более современными по сравнению с другими видами соединений на механических связях (шпонками, клеестальными шайбами, когтевыми шайбами, МЗП и др.). Основным преимуществом вклеенных шайб является повышенная несущая способность соединения[1]. Как показали многочисленные испытания образцов (около 100), средняя величина разрушающей нагрузки на образец с двумя вклеенными в него стальными шайбами при передаче усилий вдоль волокон древесины в зависимости от параметров шайбы (t-толщина, D_ш- диаметр шайб) колеблется от 75 кН до 120 кН. Полученные результаты испытаний, обработанные методами математической статистики, приведены в табл. 1.

Величина разрушающей нагрузки Р_разр существенно зависит от двух параметров толщина шайбы (t) и диаметр шайбы (D_ш) эти зависимости представлены на (рис.1.). Практически эти зависимость можно считать линейными, т.е. с увеличением t и D_ш величина Р_разр увеличивается с определенным коэффициентом пропорциональности. Эта важная зависимость будет учтена ниже при получении расчетной формулы, для подсчета несущей способности соединения на вклеенных шайбах.

Расчетная несущая способность соединений и конструкций должна отражать безопасный уровень нагрузки (или напряжений), который может быть допущен на них с учетом влияния всех факторов, отрицательно влияющих в процессе их длительной эксплуатации.

Безопасность работы деревянных конструкций учитывается при назначении несущей способности их введением коэффициента надежности (k), вследствие чего расчетная несущая способность при определении ее через величину кратковременной разрушающей нагрузки (P_разр) подсчитывается как

[N] £P_разр / k (1)

Переход от кратковременной разрушающей нагрузке (Р_разр) осуществляется через коэффициент надежности k, который в общем случае должен учитывать вариационный разброс экспериментальных данных, длительность действия экспериментальных нагрузок, длительную прочность и д.р.

На основании общего выражения коэффициента надежности k, согласно рекомендациям [4], для деревянных конструкций имем формулу

k = k₁(t) × b × k₂ × k₃ (2)

где: k₁(t) – коэффициент длительной прочности (> 1) или временная часть коэффициента надежности;

а)

б)
Рис 1. График изменения Pразр в зависимости а) от изменения толщины шайбы t; б) от изменения диаметра шайбы Dш;

b - коэффициент равный для несущих конструкций покрытий отношению Р_д/Р, где Р – полная расчетная нагрузка, а Р_д – временная (снеговая) нагрузка;

k₂ и k₃ – компоненты коэффициента надежности, учитывающие разброс опытных значений несущей способности (k₂) (вероятностная часть коэффициента надежности) и изменение работы деформации при пластическом и хрупком разрушении (k₃).

Список литературы

1. Арискин М.В., Вдовин В.М. Кравцов С.Ю. Клееметаллические соединения в несущих деревянных конструкциях. Региональная архитектура и строительство, ½ 2007г. Пензенский Государственный Университет архитектуры и строительства, г.Пенза.