Spis treści:
Rozdział I: Przykłady obliczeń elementów konstrukcji drewnianychwg PN – B – 03150:2000
1. Ustalenie wartości obliczeniowych podstawowych właściwości wytrzymałościowych drewna litego do zastosowania w konstrukcji budynku.
2. Wymiarowanie elementów drewnianych rozciąganych osiowo.
3. Wymiarowanie elementów drewnianych ściskanych osiowo.
4. Wymiarowanie elementów zginanych jednokierunkowo.
I. 1. Ustalenie wartości obliczeniowych podstawowych właściwości wytrzymałościowych drewna litego do zastosowania
w konstrukcji budynku.
Wartość obliczeniową Xd właściwości drewna określa się ze wzoru:
Xk – wartość charakterystyczna
γm – częściowy współczynnik bezpieczeństwa
- przy sprawdzaniu stanu granicznego nośności γm = 1,3
- przy sprawdzaniu stanu granicznego użytkowania γm = 1,0
kmod – częściowy współczynnik modyfikacyjny uwzględniający wpływ na właściwości
wytrzymałościowe czasu trwania obciążenia i zawartości wilgoci w konstrukcji, zależy
od klasy użytkowania i od klasy trwania obciążenia.
Klasy użytkowania konstrukcji:
klasa użytkowania 1 – charakteryzuje się zawartością wilgoci w materiale odpowiadającą temperaturze 20˚C i wilgotnością względną otaczającego powietrza przekraczającą 65% tylko przez kilka tygodni w roku
klasa użytkowania 2 – jw. i wilgotność względna powietrza przekracza 85% przez kilka tygodni w roku
klasa użytkowania 3 – odpowiada warunkom powodującym wilgotność drewna wyższa niż w kl. 2
W kl. użytkowania 1 – przeciętna zawartość wilgoci w drewnie iglastym nie przekracza 12%
W kl. użytkowania 2 – przeciętna zawartość wilgoci w drewnie nie przekracza 20%
Kl. użytkowania 3 – dotyczy tylko wyjątkowych wypadków
Klasy trwania obciążenia.
Klasa trwania obciążeń
Rząd wielkości skumulowanego trwania obciążenia charakterystycznego
stałe
więcej niż 10 lat
długotrwałe
od 6 miesięcy do 10 lat
średniotrwałe
1 tydzień do 6 miesięcy
krótkotrwałe
mniej niż 1 tydzień
chwilowe
na skutek awarii
Wartości współczynnika kmod
Materiał / klasa trwania obciążenia
klasa użytkowania
1
2
3
Drewno lite i sklejka
0,60
0,70
0,80
0,90
1,10
0,50
0,55
0,65
Jeżeli kombinacja obciążeń zawiera oddziaływanie należące do różnych klas trwania obciążenia wartości kmod należy przyjmować odpowiednio do oddziaływania o najkrótszym czasie trwania. Np. dla kombinacji obciążenia stałego i krótkotrwałego przyjmuje się kmod dla obciążenia krótkotrwałego.
Przykład 1. Ustalić wartości obliczeniowe podstawowych właściwości wytrzymałościowychi sprężystych drewna jodłowego klasy C 30. Drewno przewidziane jest do zastosowaniaw konstrukcji dachu budynku mieszkalnego.
Wielkości oblicza się na podstawie wzoru:
- częściowy współczynnik bezpieczeństwa γm dla drewna w stanach granicznych nośności γm = 1,3
- dla dachu klasa użytkowania konstrukcji 2
- klasa trwania obciążenia: obciążenie ciężarem własnym przewidywane na okres dłuższy niż 10 lat czyli obciążenie stałe,
obciążenie śniegiem zaliczone jest do średniotrwałych czyli klasa trwania obciążenia średniotrwała
z tabeli odczytano (dla kl. użytkowania 2 i obciążenia średniotrwałego) kmod = 0,8
1. wytrzymałość obliczeniowa na zginanie fm,d
- wartość charakterystyczna fm,k = 30 [N/mm2] lub [MPa]
2. wytrzymałość obliczeniowa na rozciąganie wzdłuż włókien ft,o,d
- wartość charakterystyczna ft,o,k = 18 [N/mm2] lub [MPa]
3. wytrzymałość obliczeniowa na ściskanie wzdłuż włókien fc,o,d
- wartość charakterystyczna fc,o,k, = 23 [N/mm2] lub [MPa]
4. średni moduł sprężystości wzdłuż włókien Eo,mean
wartości obliczeniowe podawane są w tabeli w normie dla drewna C 30
Eo.mean = 12000 MPa
Przykład 2. Ustalić wytrzymałość obliczeniową na zginanie i ściskanie wzdłuż włókiendla belek i słupów z drewna C 35. Elementy te przewidziano do budowy hali produkcji włókien syntetycznych.
- warunki użytkowania odpowiadają klasie użytkowania 3
- obciążenie ciężarem własnym jest podstawowym obciążeniem trwającym dłużej niż 10 lat czyli przyjęto klasę trwania obciążenia = stałe
z tabeli odczytano (dla klasy użytkowania 3 i dla obciążenia stałego) kmod = 0,50
1. wytrzymałość obliczeniowa na zginanie – fm.d
- wartość charakterystyczna fm,k = 35 MPa
2. wytrzymałość obliczeniowa na ściskanie wzdłuż włókien fc,o,d
- wartość charakterystyczna fc,o,k = 25 MPa
I. 2. Wymiarowanie elementów drewnianych rozciąganych osiowo.
Naprężenie sprawdza się ze wzoru
An – powierzchnia przekroju poprzecznego netto w [mm2]
ft,o,d – obliczeniowa wytrzymałość na rozciąganie w [MPa]
Osłabienia przekroju poprzecznego elementów rozciąganych są ograniczone i nie mogą wynosić więcej niż:
- 0,5 grubości elementu przy osłabieniach symetrycznych
- 0,4 grubości elementu przy osłabieniach niesymetrycznych
- najmniejsza grubość elementu w miejscach osłabionych musi wynosić co najmniej 30mm
Przykład 1. Sprawdzić nośność wieszaka więźby dachowej osłabionego wycięciami i śrubami. Wieszak jest wykonany z drewna sosnowego klasy C 35. Więźba stanowi konstrukcję dachu budynku jednorodzinnego. Wieszak rozciągany osiowo siłą 20 kN. Przekrój poprzeczny80mm x 120mm.
1. Ustalenie obliczeniowej wytrzymałości na rozciąganie
...
winner3