СП 64.13330.2011. Деревянные конструкции


МИНИСТЕРСТВО РЕГИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СВОД ПРАВИЛ СП 64.13330.2011
ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Актуализированная редакция
СНиП II-25-80
Москва 2011
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки - постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. № 858 «О порядке разработки и утверждения сводов правил».
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛИ - ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко - институт ОАО «НИЦ «Строительство»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики
4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 28 декабря 2010 г. № 826 и введен в действие с 20 мая 2011 г.
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 64.13330.2010
Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет
Содержание
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины и определения
4 Материалы
5 Расчетные характеристики материалов
6 Расчет элементов деревянных конструкций
Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям первой группы
Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы
Изгибаемые элементы
Элементы, подверженные действию осевой силы с изгибом
Расчетные длины и предельные гибкости элементов деревянных конструкций
Особенности расчета клееных элементов из фанеры с древесиной
Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям второй группы
7 Расчет соединений элементов деревянных конструкций
Общие указания
Клеевые соединения
Соединения на врубках
Соединения на цилиндрических нагелях
Соединения на гвоздях и шурупах, работающих на выдергивание
Соединения на пластинчатых нагелях
Соединения на вклеенных стержнях
8 Указания по проектированию деревянных конструкций
Общие указания
Прогоны, обрешетки и настилы
Составные балки
Балки из цельной и клееной древесины
Балки композитного сечения
Фермы
Особенности проектирования линзообразных ферм на вклеенных связях
Особенности проектирования дощатных ферм с соединениями в узлах на МЗП
Арки и своды
Рамы
Опоры воздушных линий электропередачи
Конструкционные требования по обеспечению надежности деревянных конструкций
Приложение А (справочное) Перечень нормативных документов
Приложение Б (обязательное) Дополнительные требования к качеству древесины
Приложение В (обязательное) Нормативные и временные сопротивления элементов ДК из древесины сосны, ели и древесины из однонаправленного шпона (LVL)
Приложение Г (обязательное) Классификация ДК
Приложение Д (обязательное) Плотность древесины, фанеры и LVL
Приложение Е (обязательное) Данные для расчета сжатых, изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов
Приложение Ж (обязательное) Графики для расчета фанерных стенок балок и плит
Приложение И (обязательное) Производство работ при вклеивании стержней
Приложение К (обязательное) Пожарно-технические требования к конструкциям из древесины
Приложение Л (обязательное) Основные буквенные обозначения
Библиография


Введение
Настоящий свод правил составлен с целью повышения уровня безопасности в зданиях и сооружениях людей и сохранности материальных ценностей в соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», выполнения требований Федерального закона от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», повышения уровня гармонизации нормативных требований с европейскими и международными нормативными документами, применения единых методов определения эксплуатационных характеристик и методов оценки. Учитывались также требования Федерального закона от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и сводов правил системы противопожарной защиты.
Работа выполнена: лабораторией деревянных конструкций ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко - института ОАО «НИЦ Строительство»: канд. техн. наук А.А. Погорельцев (руководитель разработки), засл. деят. науки и техники РФ, д-р техн. наук, проф. Л.М. Ковальчук, д-р техн. наук СБ. Турковский, кандидаты техн. наук И.П. Преображенская, Ю.Ю. Славик, А.Д. Ломакин, В.Н. Зигерн-Корн, инженеры М.А. Филимонов, П.Н. Смирнов, Д.С Солоницын, А.В. Федченко, при участии д-ра техн. наук, проф. Д.К. Арленинова (МГСУ), д-ра техн. наук, проф. Е.Н. Серова (СПбГАСУ), д-ра техн. наук, проф. А.Я. Найчука («Институт БелНИИС» - НТЦ).
СП 64.13330.2011
СВОД ПРАВИЛ
ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Timber structures
Дата введения 2011-05-20
1 Область применения
1.1 Настоящий свод правил распространяется на методы проектирования и расчета конструкций из цельной и клееной древесины (далее - ДК), применяемых в общественной, жилищной, промышленной и других отраслях строительства.
1.2 Нормы не распространяются на проектирование ДК гидротехнических сооружений, мостов, фундаментов и свай.
1.3 При проектировании деревянных конструкций следует предусматривать защиту их от увлажнения, биоповреждения, от коррозии (для конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивных сред) в соответствии с нормами по проектированию защиты строительных конструкций от коррозии и от воздействия огня в случае пожара:
1.4 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.
1.5. ДК следует проектировать с учетом особенностей изготовления, а также условий их эксплуатации, транспортирования и монтажа.
1.6 Долговечность ДК должна обеспечиваться конструктивными мерами в соответствии с указаниями раздела 8 настоящих норм и, в необходимых случаях, защитной обработкой, предусматривающей предохранение их от увлажнения, биоповреждения и возгорания. Декоративная отделка и огнезащитная обработка ДК должны выполняться, как правило, после устройства кровли.
1.7 ДК в условиях постоянного или периодического длительного нагрева допускается применять, если температура окружающего воздуха не превышает 50 °С. Для конструкций из клееной древесины температура выше 35 °С допускается при влажности не менее 50 %.
2 Нормативные ссылки
В настоящем СП использованы ссылки на нормативные документы, перечень которых приведен в приложении А.
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем СП применены термины и определения по ГОСТ 8486 и другим нормативным документам, на которые даны ссылки в тексте.
4 Материалы
4.1 Для изготовления деревянных конструкций следует применять древесину преимущественно хвойных пород. Древесину твердых лиственных пород следует использовать для нагелей, подушек и других 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.
4.2 Качество древесины, используемой для элементов несущих ДК, должно соответствовать требованиям ГОСТ 8486, ГОСТ 2695, ГОСТ 9462, ГОСТ 9463, а также дополнительным требованиям, указанным в приложении Б.
Прочность древесины соответствующих сортов (классов) должна быть не ниже нормативных сопротивлений, приведенных в приложении В.
4.3 В зависимости от температурно-влажностных условий эксплуатации (классов) должны предъявляться требования к максимальным значениям эксплуатационной влажности древесины и учитываться зависимость ее прочности от этих значений.
Классификация условий эксплуатации приведена в таблице 1, а особенности ее учета при проектировании и изготовлении конструкций - в приложении Г, таблица Г.2).
4.4 Клееные деревянные конструкции должны соответствовать ГОСТ 20850. Не допускается применение клееных деревянных конструкций для класса эксплуатации 1А (относительная влажность воздуха ниже 45 % при температуре до 35 °С).
Таблица 1
Классы условий эксплуатации Эксплуатационная влажность древесины, % Максимальная влажность воздуха при температуре 20 °С, %
1А до 8 40
1 8-12 65
2 до 15 75
3 до 20 85
4 более 20 более 85
Примечания
1 Допускается в качестве «эксплуатационной» принимать «равновесную» влажность древесины (рисунок). Допускается кратковременное превышение максимальной влажности в течение 2 - 3 недель в году.
4.5 В конструкциях из цельной древесины, эксплуатируемых в условиях классов эксплуатации 2, 3 и 4, когда усушка древесины не вызывает расстройства или увеличения податливости соединений, допускается применять древесину с влажностью до 40 % при условии ее защиты от гниения.
4.6 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.
4.7 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.
4.8 Древесина слоистая из клееного шпона (LVL) используется в строительстве для несущих конструкций в основном из однонаправленного шпона и для несущих ограждающих конструкций - когда часть слоев шпона в перпендикулярном направлении.
4.9 Для клееных фанерных конструкций следует применять фанеру марки ФСФ по ГОСТ 3916.1 и ГОСТ 3916.2, а также фанеру бакелизированную марки ФБС по ГОСТ 11539.
4.10 Плотность древесины, включая клееную, фанеры и материала из однонаправленного шпона для определения собственного веса конструкций при расчете следует принимать по приложению Д.
4.11 Клеи для склеивания древесины, LVL и фанеры в клееных деревянных конструкциях должны назначаться в соответствии с таблицей 2. Клеи для вклеивания арматурных стержней см. в разделе 7 настоящих правил.
Другие клеи, не перечисленные в таблице, допускается использовать при условии, что их свойства и долговечность будут не ниже указанных в таблице 2.
Таблица 2
Тип клея Склеиваемые материалы Класс эксплуатации (табл.1) Класс ответственности (Г.2 прил. Г)
Вид клея
1 Древесина, древесные плитные материалы 1-3 1-4 На основе резорцина и меламина с предварительным перемешиванием компонентов
2 1-3 3,4 На основе меламина с раздельным нанесением компонентов на склеиваемые поверхности
3 1 4 На основе карбомида, двухкомпонентные клеи повышенной водостойкости на основе поливинилацитата
4 Древесина с металлом 1,2,3 1-4 На основе эпоксидных смол
4.12 Для стальных элементов деревянных конструкций следует применять стали в соответствии со сводом правил по проектированию стальных конструкций и арматурные стали в соответствии с нормами по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.
4.13 В соединениях элементов конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивной по отношению к стали среды, следует использовать коррозионно-стойкие стали, алюминиевые сплавы, стеклопластики, древесно-слоистые пластики ДСПБ (ГОСТ 13913), а также древесину твердых лиственных пород.
4.14 Для конструкций на вклеенных стержнях следует использовать стержни периодического профиля класса А300 - А600 и круглые стержни из стали, алюминиевых сплавов, арматуру класса А240 с резьбой на всю глубину вклеивания.
4.15 В композитных конструкциях из клееной древесины и бетона используются: клееная древесина с характеристиками по таблице В.1 приложения В; бетон тяжелый классов В20 и выше; вклеенные арматурные стержни - в соответствии с положениями раздела 7.
4.16 Для защитной обработки ДК материалы следует выбирать в соответствии с положениями СНиП 2.03.11.
5 Расчетные характеристики материалов
5.1 Расчетные сопротивления древесины сосны, ели и лиственницы европейской влажностью 12 % для основного сочетания нагрузок (режим В согласно таблице В.1) в сооружениях нормального (2-го согласно приложению Г) уровня ответственности при сроке эксплуатации до 50 лет 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 5. Расчетные сопротивления LVL из однонаправленного шпона приведены в таблице 4.
5.2 Расчетные сопротивления, приведенные в таблицах 3, 4 и 6, в соответствующих случаях следует умножать на коэффициенты условий работы:
а) для различных условий эксплуатации конструкций - на коэффициент тв, указанный в таблице 7;
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 8;
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 9;
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;
Таблица 3
Напряженное состояние и характеристика элементов Расчетные сопротивления, МПа, 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. Rи, Rс, Rсм 14 13 8,5
При высоте сечения более 50 см см. 5.2,д
б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см Rи, Rс, Rсм 15 14 10
в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см Rи, Rс, Rсм 16 15 11
г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении Rи, Rс, Rсм - 16 10
2 Растяжение вдоль волокон:
а) элементы из цельной древесины Rр 10 7 -
б) клееные элементы Rр 12 9 -
3 Сжатие и смятие по всей площади поперек волокон Rс90, Rсм90 1,8 1,8 1,8
4 Смятие поперек волокон местное:
а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов Rсм90 3 3 3
б) под шайбами при углах смятия от 90 до 60° Rсм90 4 4 4
5 Скалывание вдоль волокон:
а) при изгибе элементов из цельной древесины Rск 1,8 1,6 1,6
б) при изгибе клееных элементов Rск 1,6 1,5 1,5
в) в лобовых врубках для максимального напряжения Rск 2,4 2,1 2,1
г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения Rск 2,1 2,1 2,1
6 Скалывание поперек волокон:
а) в соединениях элементов из цельной древесины Rск90 1 0,8 0,6
б) в соединениях клееных элементов Rск90 0,7 0,7 0,6
7 Растяжение поперек волокон элементов из клееной древесины Rр90 0,15 0,1 0,08
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.
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 mcл, указанный в таблице 10;
к) для гнутых элементов конструкций значения расчетных сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу - на коэффициент тгн, указанный в таблице 11.
Расчетные сопротивления, приведенные в таблицах 3, 4 и 6, следует разделить на коэффициенты надежности по сроку службы gн(сс) (таблица 12).
Таблица 4
№ п.п. Напряженное состояние Расчетные сопротивления, МПа, для сортов/классов прочности LVL
обозначение 1/К45 2/К40 3/К35
1 Изгиб Rи 26 22,5 20
2 Сжатие в плоскости листа вдоль волокон Rс, Rсм 21 20 18
3 Сжатие в плоскости листа поперек волокон Rс90, Rсм90 3,2 3,1 3,0
4 Сжатие из плоскости листа поперек волокон R'с90, R'см90 1,6 1,5 1,5
5 Смятие местное в плоскости листа поперек волокон в опорных частях конструкций и узловых примыканиях Rсм90 5,0 4,9 4,8
6 Растяжение вдоль волокон Rр 20,5 18 16
7 Растяжение поперек волокон в плоскости листа Rр90 0,3 0,3 0,3
8 Скалывание вдоль волокон поперек плоскости листа R'ск 2,7 2,6 2,6
9 Скалывание вдоль волокон в плоскости листа Rск 2,1 2,0 1,9
10 Скалывание поперек волокон в плоскости листа Rск90 1,0 1,0 1,0
Таблица 5
Древесные породы Коэффициент тп 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 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 тп, указанные в таблице, для конструкций опор воздушных линий электропередачи, изготавливаемых из не пропитанной антисептиками лиственницы (при влажности £ 25 %), умножаются на коэффициент 0,85.
Таблица 6
Вид фанеры Расчетные сопротивления, МПа
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 12 16 0,8 6
поперек волокон наружных слоев 9 8,5 6,5 0,8 6
под углом 45° к волокнам 4,5 7 - 0,8 9
б) пятислойная толщиной 5-7 мм:
вдоль волокон наружных слоев 14 13 18 0,8 5
поперек волокон наружных слоев 6 7 3 0,8 6
под углом 45° к волокнам 4 6 - 0,8 9
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 17 18 0,6 5
поперек волокон наружных слоев 7,5 13 11 0,5 5
под углом 45° к волокнам 3 5 - 0,7 7,5
3 Фанера бакелизированная марки ФСБ толщиной 7 мм и более:
вдоль волокон наружных слоев 32 28 33 1,8 11
поперек волокон наружных слоев 24 23 25 1,8 12
под углом 45° к волокнам 16,5 21 - 1,8 16
Примечание - Расчетные сопротивления смятию и сжатию перпендикулярно плоскости листа для березовой фанеры марки ФСФ Rф.с90 = Rф.см90 = 4 МПа и марки ФБС Rф.с90 = Rф.см90 = 8 МПа.
Таблица 7
Условия эксплуатации (по таблице 1) 1А и 1 2 3 4
Коэффициент тв 1 0,9 0,85 0,75
Таблица 8
Нагрузка Коэффициент тн
для всех видов сопротивлений, кроме смятия поперек волокон для смятия поперек волокон
1 Ветровая, монтажная, кроме указанной в поз.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
Таблица 9
Высота сечения, см 50 и менее 60 70 80 100 120 и более
Коэффициент тб 1 0.96 0,93 0,90 0,85 0,8
Таблица 10
Толщина слоя, мм 19 и менее 26 33 42
Коэффициент тсл 1,1 1,05 1,0 0,95
Таблица 11
Напряженное состояние Обозначение расчетных сопротивлений Коэффициент тгн при отношении rк/a
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 доски или бруска; а - толщина гнутой доски или бруска в радиальном направлении.
Таблица 12
Срок службы сооружения До 50 лет 50-100 лет Более 100 лет
Коэффициент надежности по сроку службы gн(сс) 1,0 0,9 0,8
5.3 Модуль упругости древесины и LVL при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать равным: вдоль волокон Е = 10000 МПа; поперек волокон Е90 = 400 МПа. Модуль сдвига древесины относительно осей, направленных вдоль и поперек волокон, следует принимать равным G90 = 500 МПа. Коэффициент Пуассона древесины поперек волокон при напряжениях, направленных вдоль волокон, следует принимать равным v90.0 = 0,45, а вдоль волокон при напряжениях, направленных поперек волокон, v0.90 = 0,018.
Упругие характеристики LVL при расчете по предельным состояниям второй группы вдоль волокон следует принимать по таблице 13.
Таблица 13
№ п.п. Упругая характеристика Обозначение Значение, МПа, для сортов/классов прочности LVL
1/К45 2/К40 3/К35
1 Модуль упругости вдоль волокон Е0 12 000 11 000 10 000
2 Модуль упругости поперек волокон в плоскости листа вдоль волокон Е90 500 450 400
3 Модуль сдвига в плоскости листа G 700 600 500
4 Коэффициент Пуассона поперек волокон при напряжениях, направленных вдоль волокон v90.0 0,45 0,45 0,45
5 Коэффициент Пуассона вдоль волокон при напряжениях, направленных поперек волокон v0.90 0,018 0,018 0,018
Величины модулей упругости и сдвига строительной фанеры в плоскости листа Еф и Gф и коэффициенты Пуассона vф при расчете по второй группе предельных состояний следует принимать по таблице 14.
5.4 При расчете по предельным состояниям первой группы по деформированной схеме модули упругости и сдвига следует принимать согласно 5.3 с умножением на коэффициент тдс, равный 0,75 - для древесины и 0,8 - для LVL.
5.5 Модули упругости древесины, LVL 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 коэффициент тв (таблица 7) и коэффициенты тт и тд, приведенные в 5.2, б и 5.2, в настоящих правил.
5.6 Модуль упругости древесины, LVL и фанеры в расчетах конструкций (кроме опор ЛЭП) на устойчивость следует принимать равным для древесины ЕI = 300Rc (Rc - расчетное сопротивление сжатию вдоль волокон, принимаемое по таблице 3), а модуль сдвига относительно осей, направленных вдоль и поперек волокон, -
для фанеры - (Еф, Gф принимаются по таблице 14).
Таблица 14
Вид фанеры Модуль упругости Еф, МПа Модуль сдвига (Gф, МПа Коэффициент Пуассона vф
1 Фанера клееная березовая марки ФСФ сортов В/ВВ, В/С, ВВ/С семислойная и пятислойная:
вдоль волокон наружных слоев 9 000 750 0,085
поперек волокон наружных слоев 6 000 750 0,065
под углом 45° к волокнам 2 500 3 000 0,6
2 Фанера клееная из древесины лиственницы марки ФСФ сортов В/ВВ и ВВ/С семислойная:
вдоль волокон наружных слоев 7 000 800 0,07
поперек волокон наружных слоев 5 500 800 0,06
под углом 45° к волокнам 2 000 2 200 0,6
3 Фанера бакелизированная марки ФБС:
вдоль волокон наружных слоев 12 000 1 000 0,085
поперек волокон наружных слоев 8 500 1 000 0,065
под углом 45° к волокнам 3 500 4 000 0,7
Примечание - Коэффициент Пуассона vф указан для направления перпендикулярно оси, вдоль которой определен модуль упругости Еф.
6 Расчет элементов деревянных конструкций
Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям первой группы
Центрально-растянутые и центрально-сжатые элементы
6.1 Расчет центрально-растянутых элементов следует производить по формуле
(или £ Rрд.ш), (4)
где N - расчетная продольная сила;
Rp - расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон;
Rрд.ш - то же, для древесины из однонаправленного шпона (5.7);
Fнт - площадь поперечного сечения элемента нетто.
При определении Fнт 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 £ Rсд.ш), (5)
б) на устойчивость
(или £ Rсд.ш), (6)
где Rc - расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;
Rсд.ш - то же, для древесины из однонаправленного шпона;
j - коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно 6.3;
Fнт - площадь нетто поперечного сечения элемента;
Fpac - 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 % Fбр, Fpacч = Fбp, где Fбp - площадь сечения брутто; при ослаблениях, не выходящих на кромки, если площадь ослабления превышает 25 % Fбp, Fpac = 4/3 Fнт; при симметричных ослаблениях, выходящих на кромки (рисунок 1, б), Fpac = Fнт.
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
Рисунок 1 - Ослабление сжатых элементов
6.4 Гибкость элементов цельного сечения определяют по формуле
(9)
где l0 - расчетная длина элемента;
r - радиус инерции сечения элемента с максимальными размерами брутто относительно осей Х и У.
6.5 Расчетную длину элемента l0 следует определять умножением его свободной длины l на коэффициент m0
l0 = 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 Fнт и Fpac 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 l0 без учета податливости;
l1 - гибкость отдельной ветви относительно оси I-I (см. рисунок 2), вычисленная по расчетной длине ветви l1; при l1 меньше семи толщин (h1) ветви принимаются с l1 = 0;
mу - коэффициент приведения гибкости, определяемый по формуле
(12)
где b и h - ширина и высота поперечного сечения элемента, см;
пш - 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);
l0 - расчетная длина элемента, м;
пс - 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);
kс - коэффициент податливости соединений, который следует определять по формулам таблицы 15.
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 SIiбр - сумма моментов инерции брутто поперечных сечений отдельных ветвей относительно собственных осей, параллельных оси у (см. рисунок 2);
Fбp - площадь сечения брутто элемента;
l0 - расчетная длина элемента.
Таблица 15
Вид связей Коэффициент kc при
центральном сжатии сжатии с изгибом
1 Гвозди, шурупы 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 Вклеенные стержни из арматуры А240 - А500 1
10d2 1
5d2
4 Дубовые цилиндрические нагели 1
d2 1,5
d2
5 Дубовые пластинчатые нагели - 1,4
dbпл
6 Клей 0 0
Примечание - Диаметры гвоздей, шурупов, нагелей и вклеенных стержней d, толщину элементов а, ширину bпл 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 l1 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 Fнт и Fpac 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 = Iо + 0,5Iно, (15)
где Iо и Iно - 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 £ Rсд.ш), (16)
где Fмакс - площадь поперечного сечения брутто с максимальными размерами;
kжN - коэффициент, учитывающий переменность высоты сечения, определяемый по таблице Е.1 приложения Е (для элементов постоянного сечения kжN = 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 £ Rид.ш), (17)
где М - расчетный изгибающий момент;
Rи - расчетное сопротивление изгибу;
Rид.ш - расчетное сопротивление изгибу древесины из однонаправленного шпона;
Wpacч - расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента; для цельных элементов Wpacч = 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 таблице 16. При определении Wнт 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
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
kw 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
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 kw = 0,95, kж = 0,9.
6.10 Расчет изгибаемых элементов на прочность по скалыванию следует выполнять по формуле
(или £ Rскд.ш), (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;
Rскд.ш - расчетное сопротивление скалыванию при изгибе древесины из однонаправленного шпона.
6.11 Число срезов связей пс, 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;
MA, MB - 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 £ Rид.ш), (20)
где Мх и Му - составляющие расчетного изгибающего момента для главных осей сечения х и у;
Wx и Wy - 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(r0 – r1)/(Fy0r1) £ Ru; (21)
sq,в = M(r2 – r0)/(Fy0r2) £ Ru; (22)
где sq,н, sq,в - соответственно тангенциальные нормальные напряжения на внутренней и внешней кромках бруса;
М - расчетный изгибающий момент;
r0, r1 и r2 - соответственно радиусы кривизны нейтрального слоя, нижней (ближней к центру кривизны) и верхней кромок бруса;
F - площадь поперечного сечения кривого бруса;
у0 = l/(Аr) - смещение нейтрального слоя от геометрической оси криволинейного участка;
Ru - расчетное сопротивление древесины изгибу;
б) по максимальным радиальным нормальным напряжениям
sr,max = М(r0/r1 – ln(r0/r1)-1)/( Fy0) £ Rp90, (23)
где Rp90 - 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 £ Rид.ш), (24)
где М - максимальный изгибающий момент на рассматриваемом участке lр;
Wбр - максимальный момент сопротивления брутто на рассматриваемом участке lр.
Коэффициент jM 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 lр - 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 lр;
kф - коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке lр, 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 jM по формуле (25) следует умножать на дополнительный коэффициент kжМ. Значения kжМ приведены в таблице Е.2 приложения Е. При m ³ 4 kжМ = 1.
При подкреплении из плоскости изгиба в промежуточных точках растянутой кромки элемента на участке lр коэффициент jM, определенный по формуле (25), следует умножать на коэффициент kпМ
(26)
где aр - центральный угол в радианах, определяющий участок lр элемента кругового очертания (для прямолинейных элементов aр = 0);
т - число подкрепленных (с одинаковым шагом) точек растянутой кромки на участке lр (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 7b, (27)
где b - ширина сжатого пояса поперечного сечения.
Расчет следует производить по формуле
(или £ Rсд.ш), (28)
где j - коэффициент продольного изгиба из плоскости изгиба сжатого пояса элемента, определяемый по 6.3;
Rc - расчетное сопротивление сжатию;
Rсд.ш - расчетное сопротивление сжатию древесины из однонаправленного шпона LVL;
Wбp - момент сопротивления брутто поперечного сечения; в случае фанерных стенок - приведенный момент сопротивления в плоскости изгиба элемента.
Элементы, подверженные действию осевой силы с изгибом
6.16 Расчет внецентренно-растянутых и растянуто-изгибаемых элементов по нормальным напряжениям следует производить по формуле
(29)
где Wpaсч - расчетный момент сопротивления поперечного сечения (см. 6.9);
Fpaсч - площадь расчетного сечения нетто.
Для древесины из однонаправленного шпона в формуле (24) следует использовать соответствующие значения расчетных сопротивлений.
6.17 Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует по нормальным напряжениям производить по формуле
(или £ Rсд.ш), (30)
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 допускается определять по формуле
(31)
где x - коэффициент, изменяющийся от 1 до 0, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле
(32)
для древесины из однонаправленного шпона

М - изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;
j - коэффициент, определяемый по формуле (8) 6.3.
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), (33)
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 М, следует определять по формуле
(34)
где Мс и Мк - изгибающие моменты в расчетном сечении элемента от симметричной и кососимметричной составляющих нагрузки;
xс и xк - коэффициенты, определяемые по формуле (27) при величине гибкости, соответствующей симметричной и кососимметричной формам продольного изгиба.
4 Для элементов, переменных по высоте сечения, площадь Fбp в формуле (27) следует принимать для максимального по высоте сечения, а коэффициент j следует умножать на коэффициент kжN, принимаемый по таблице Е.1 приложения Е.
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.
6.18 Расчет внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов на прочность по скалыванию следует выполнять по формуле
(или £ Rскд.ш), (35)
где
Q - расчетная поперечная сила;
N - расчетная продольная 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 и hрас - расчетные ширина и высота сечения элемента;
е - эксцентриситет передачи усилия N;
Rск - расчетное сопротивление скалыванию при изгибе;
Rскд.ш - расчетное сопротивление скалыванию при изгибе древесины из однонаправленного шпона.
6.19 Криволинейные (гнутые) участки сжато-изгибаемых клееных деревянных конструкций следует рассчитывать по формулам кривых брусьев (см. 6.13):
а) на сжатой кромке
N/F + M(r0 – r1)/Fy0r1; (36)
б) на растянутой кромке
-N/F + M(r2 – r0)/Fy0r2; (37)
6.20 Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле
(38)
где Fбр - площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке lр;
Wбр - см. 6.14;
п = 2 - для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования и п = 1 для элементов, имеющих такие закрепления;
j - коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле (8) для гибкости участка элемента с расчетной длиной lр из плоскости деформирования;
jМ - коэффициент, определяемый по формуле (25).
Для древесины из однонаправленного шпона следует принимать соответствующие значения расчетных сопротивлений по 5.7.
При наличии в элементе на участке lр 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
(39)
где aр, lр, h, m - см. 6.14.
При расчете элементов переменного по высоте сечения, не имеющих закреплений из плоскости по растянутой от момента М кромке, или при т < 4 коэффициенты j и jМ, определяемые по формулам (8) и (25), следует дополнительно умножать, соответственно, на коэффициенты kжN и kжМ, приведенные в таблицах Е.1 и Е.2 приложения Е.
При т ³ 4 kжN = kжМ = 1.
6.21 В составных сжато-изгибаемых элементах следует проверять устойчивость наиболее напряженной ветви, если расчетная длина ее превышает семикратную толщину ветви, по формуле
(40)
где j1 - коэффициент продольного изгиба для отдельной ветви, вычисленный по ее расчетной длине l0 (см. 6.6);
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.
6.22 Число срезов связей пс, 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
(41)
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 6.17.
Расчетные длины и предельные гибкости элементов деревянных конструкций
6.23 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 равномерно распределенной 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
(42)
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 элементом, 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 (42) следует подставлять соответствующие значения гибкости, определяемые по формуле (11).
6.24 Гибкость элементов и их отдельных ветвей в деревянных конструкциях не должна превышать значений, указанных в таблице 17.
Таблица 17
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 величина предельной гибкости lмакс умножается на где коэффициент kжN принимается по таблице Е.1 приложения Е.

Особенности расчета клееных элементов из фанеры с древесиной
6.25 Расчет клееных элементов из фанеры с древесиной следует выполнять по методу приведенного поперечного сечения.
6.26 Прочность растянутой фанерной обшивки плит (рисунок 4) и панелей
следует проверять по формуле
(43)
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;
Wпp - момент сопротивления поперечного сечения, приведенного к фанере, который следует определять в соответствии с указаниями 6.25.
6.27 Приведенный момент сопротивления поперечного сечения клееных элементов из фанеры с древесиной следует определять по формуле
(44)
где у0 - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до нижней грани обшивки;
Iпр - момент инерции сечения, приведенного к фанере

1 - продольные ребра; 2 – обшивка
Рисунок 4 - Поперечное сечение клееных плит из фанеры и древесины
(45)
где Iф - момент инерции поперечного сечения фанерных обшивок;
I - момент инерции поперечного сечения деревянных ребер каркаса;
Е/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 6а и bрас = 0,15а-1b при l < 6а (b - полная ширина сечения плиты, l - пролет плиты, а - расстояние между продольными ребрами по осям).
6.28 Устойчивость сжатой обшивки плит и панелей следует проверять по формуле
(46)
где

(а - расстояние между ребрами в свету; d - толщина фанеры).
Верхнюю обшивку плит дополнительно следует проверять на местный изгиб от сосредоточенного груза Р = 1 кН (с коэффициентом перегрузки п = 1,2) как заделанную в местах приклеивания к ребрам пластинку.
6.29. Проверку на скалывание ребер каркаса плит и панелей или обшивки по шву в месте примыкания ее к ребрам следует производить по формуле
(47)
где Q - расчетная поперечная сила;
Sпр - статический момент сдвигаемой части приведенного сечения относительно нейтральной оси;
Rск - расчетное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон или фанеры вдоль волокон наружных слоев;
bрас - расчетная ширина сечения, которую следует принимать равной суммарной ширине ребер каркаса.
6.30 Расчет на прочность поясов изгибаемых элементов двутаврового и коробчатого сечений с фанерными стенками (рисунок 5) следует производить по формуле (17), принимая Wpac = Wпp, при этом напряжения в растянутом поясе не должны превышать Rp, а в сжатом - jRс (j - коэффициент продольного изгиба из плоскости изгиба).
6.31 При проверке стенки на срез по нейтральной оси в формуле (47) значение Rск принимается равным Rф.ср, а расчетная ширина bрас равна
bрас = Sdст, (48)
где Sdст - суммарная толщина стенок.
При проверке скалывания по швам между поясами и стенкой, в формуле (47) Rск = Rф.ск, а расчетную ширину сечения следует принимать равной
bрас = nhп, (49)
где hп - высота поясов;
п - число вертикальных швов.

а - двутаврового сечения; б - коробчатого сечения
Рисунок 5 - Поперечные сечения клееных балок с плоской фанерной стенкой
6.32 Прочность стенки в опасном сечении на действие главных растягивающих напряжений в изгибаемых элементах двутаврового и коробчатого сечений следует проверять по формуле
(50)
где Rф.р.a - расчетное сопротивление фанеры растяжению под углом а, определяемое по графику рисунка Ж.1 приложения Ж;
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
(51)
Устойчивость стенки с продольным по отношению к оси элемента расположением волокон наружных слоев следует проверять на действие касательных и нормальных напряжений при условии
(52)
где hcт - высота стенки между внутренними гранями полок;
d - толщина стенки.
Расчет следует производить по формуле
(53)
где kи и kt - коэффициенты, определяемые по графикам рисунков Ж.2 и Ж.3 приложения Ж;
hpac - расчетная высота стенки, которую следует принимать равной hст при расстоянии между ребрами а ³ hст и равной а при а < hст. При поперечном по отношению к оси элемента расположении наружных волокон фанерной стенки проверку устойчивости следует производить по формуле (53) на действие только касательных напряжений в тех случаях, когда
(54)
Расчет элементов деревянных конструкций по предельным состояниям второй группы
6.33 Деформации деревянных конструкций или их отдельных элементов следует определять с учетом сдвига и податливости соединений. Величину деформаций податливого соединения при полном использовании его несущей способности следует принимать по таблице 18, а при неполном - пропорциональной действующему на соединение усилию.
Величину деформаций податливого соединения следует делить на коэффициенты условия работы mв, mд, тн и умножать на gн(сс) коэффициент надежности, учитывающий срок службы сооружения (таблица 12).
Таблица 18
Вид соединения Деформация соединения, мм
На лобовых врубках и торец в торец 1,5
В примыканиях поперек волокон 3
На нагелях всех видов 2
На МЗП 1,5
На стержнях, вклеенных перпендикулярно плоскости сплачивания 1,5
На наклонно вклеенных стержнях 0,5
В клеевых соединениях 0
6.34 Прогибы и перемещения элементов конструкций не должны превышать предельных, установленных таблицей 19.
6.35 Прогиб изгибаемых элементов следует определять по моменту инерции поперечного сечения брутто. Для составных сечений момент инерции умножается на коэффициент kж, учитывающий сдвиг податливых соединений и приведенный в таблице Е.2 приложения Е.
Таблица 19
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.
Наибольший прогиб шарнирно-опертых и консольных изгибаемых элементов постоянного и переменного сечений/следует определять по формуле
(55)
где f0 - прогиб балки постоянного сечения высотой h без учета деформаций сдвига;
h - наибольшая высота сечения;
l - пролет балки;
k - коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения, принимаемый равным 1 для балок постоянного сечения;
с - коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы.
Значения коэффициентов k и с для основных расчетных схем балок приведены в таблице Е.3 приложения Е.
6.36 Прогиб клееных элементов из фанеры с древесиной следует определять, принимая жесткость сечения равной 0,7EIпр. Расчетная ширина обшивок плит и панелей при определении прогиба принимается в соответствии с указаниями 6.27.
Прогиб сжато-изгибаемых шарнирно-опертых симметрично нагруженных элементов и консольных элементов следует определять по формуле
(56)
где f - прогиб, определяемый по формуле (55);
x - коэффициент, определяемый по формуле (32).
7 Расчет соединений элементов деревянных конструкций
Общие указания
7.1 Действующее на соединение (связь) усилие не должно превышать расчетной несущей способности соединения (связи) Т.
7.2 Расчетную несущую способность соединений, работающих на смятие и скалывание, следует определять по формулам:
а) из условия смятия древесины
T = RсмaFсм; (57)
б) из условия скалывания древесины
(58)
где Fcм - расчетная площадь смятия;
Fcк - расчетная площадь скалывания;
Fcмa - расчетное сопротивление древесины или LVL смятию под углом a к направлению волокон;
- расчетное среднее по площадке скалывания сопротивление древесины или LVL скалыванию вдоль волокон, определяемое в 7.3.
7.3 Среднее по площадке скалывания расчетное сопротивление древесины или LVL скалыванию следует определять по формуле
(59)
где Rcк - расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон (при расчете по максимальному напряжению);
lск - расчетная длина плоскости скалывания, принимаемая не более 10-кратной глубины врезки в элемент;
е - плечо сил скалывания, принимаемое равным 0,5h при расчете элементов с несимметричной врезкой в соединениях без зазора между элементами (рисунок 6, а) и 0,25h при расчете симметрично загруженных элементов с симметричной врезкой (рисунок 6, б); (h - полная высота поперечного сечения элемента);
b - коэффициент, принимаемый равным 0,25 при расчете соединений, работающих по схеме, показанной на рисунке 5, г и b = 0,125 при расчете соединений, работающих по схеме согласно рисунку 5, в, если обеспечено обжатие по плоскостям скалывания.
Отношение lск/е должно быть не менее 3.

а - несимметричная; б - симметричная; в, г - схемы скалывания н соединениях
Рисунок 6 - Врезки в элементах соединений
Клеевые соединения
7.4 При расчете конструкций клеевые соединения следует рассматривать как неподатливые соединения.
7.5 Клеевые соединения следует использовать:
а) для стыкования отдельных слоев на зубчатом соединении (рисунок 7, а);
б) для образования сплошного сечения (пакетов) путем сплачивания слоев по высоте и ширине сечения. При этом по ширине пакета швы склеиваемых кромок в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на толщину слоя 5 по отношению друг к другу (рисунок 7, б). По длине пакета зубчатые шипы в соседних слоях следует сдвигать не менее чем на 5-кратную толщину слоя. При этом в одном сечении пакета не должно совпадать более 25 % слоев с зубчатыми шипами, кроме крайних слоев растянутой зоны изгибаемых элементов, где допускается совпадение не более двух слоев.
7.6 Применение усового соединения допускается для фанеры вдоль волокон наружных слоев. Длину усового соединения следует принимать не менее 10-кратной толщины стыкуемых элементов.
7.7 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.
7.8 В клееных элементах из фанеры с древесиной не следует применять доски шириной более 100 мм при склеивании их с фанерой и более 150 мм - в примыканиях элементов под углом от 30 до 45°.
Примечание - Соединения на вклеенных стержнях рассмотрены в 7.30 - 7.45.

а - при стыковании отдельных слоев по длине зубчатым шипом, выходящим на пласты; б - при образовании пакетов и сплачивании по пласти и кромке
Рисунок 7 - Клеевые соединения
Соединения на врубках
7.9 Узловые соединения элементов из брусьев и круглого леса на лобовых врубках следует выполнять с одним зубом (рисунок 8).
Рабочая плоскость смятия во врубках при соединении элементов, не испытывающих поперечного изгиба, должна располагаться перпендикулярно оси примыкающего сжатого элемента. Если примыкающий элемент, помимо сжатия, испытывает поперечный изгиб, рабочую плоскость смятия во врубках следует располагать перпендикулярно равнодействующей осевой и поперечной сил.
Элементы, соединяемые на лобовых врубках, должны быть стянуты болтами.

Рисунок 8 - Лобовая врубка с одним зубом
7.10 Лобовые врубки следует рассчитывать на скалывание, согласно указаниям 7.2 и 7.3, принимая расчетное сопротивление скалыванию по поз. 5 таблицы 3.
7.11 Длину плоскости скалывания лобовых врубок следует принимать не менее 1,5h, где h - полная высота сечения скалываемого элемента.
Глубину врубки следует принимать не более 1/4h в промежуточных узлах сквозных конструкций и не более 1/3h в остальных случаях, при этом глубина врубок h1 в брусьях должна быть не менее 2 см, а в круглых лесоматериалах - не менее 3 см.
7.12 Расчет на смятие лобовых врубок с одним зубом следует производить по плоскости смятия (см. рисунок 8). Угол смятия древесины a следует принимать равным углу между направлениями сминающего усилия и волокон сминаемого элемента.
Расчетное сопротивление древесины смятию под углом к волокнам для лобовых врубок следует определять по формуле (2) примечания 2 к таблице 3, независимо от размеров площади смятия.
Соединения на цилиндрических нагелях
7.13 Цилиндрическими нагелями называются болты, шпильки, нагели, гвозди, шурупы, глухари, саморезы и т.п., в соединениях, работающих на сдвиг.
Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из сосны и ели, в том числе клееных, и древесины из однонаправленного шпона (рисунок 9) при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон, гвоздями под любым углом и стальными нагелями, установленными в торец клееных деревянных элементов, следует определять по таблице 20. В необходимых случаях расчетную несущую способность цилиндрического нагеля, определенную по таблице 20, следует устанавливать с учетом указаний 7.15.
7.14 Расчетную несущую способность цилиндрических нагелей, кроме нагелей в торец, при направлении передаваемого нагелем усилия под углом к волокнам следует определять согласно 7.13 с умножением:
а) на коэффициент ka (таблица 21) при расчете на смятие древесины в нагельном гнезде;
б) на величину при расчете нагеля на изгиб; угол «следует принимать равным большему из углов смятия нагелем элементов, прилегающих к рассматриваемому шву.
7.15 Расчетную несущую способность нагелей в соединениях элементов конструкций из древесины других пород, в различных условиях эксплуатации, в условиях повышенной температуры, при действии только постоянных и длительных временных нагрузок следует определять согласно 7.13 и 7.14 с учетом 5.4:
а) при расчете нагельного соединения из условия смятия древесины в нагельном гнезде умножением на коэффициенты тв, тт, тд, тн, та и делением на gн(о) и gн(сс);
б) при расчете нагельного соединения из условия изгиба нагеля умножением или делением на корни квадратные из этих коэффициентов;
7.16 Нагельное соединение со стальными накладками и прокладками на болтах или глухих цилиндрических нагелях (рисунок 9) допускается применять в тех случаях, когда обеспечена необходимая плотность постановки нагелей.
Глухие стальные цилиндрические нагели должны иметь заглубление в древесину не менее 5 диаметров нагеля и не менее 12,5 диаметров нагеля при установке в торец. В последнем случае диаметр отверстия должен быть на 0,5 мм меньше диаметра нагеля.
Нагельные соединения со стальными накладками и прокладками следует рассчитывать согласно указаниям 7.13 - 7.15, причем в расчете из условия изгиба (поз. 3 таблицы 20) следует принимать наибольшее значение несущей способности нагеля.
Таблица 20
Схемы соединений Напряженное состояние соединения Расчетная несущая способность Т на один шов сплачивания (условный срез), кН
гвоздя, стального, алюминиевого, стеклопластикового нагеля дубового нагеля
1 Симметричные соединения (рисунок 9, а)
а) смятие в средних элементах 0,5cd 0,3cd
б) смятие в крайних элементах 0,8ad 0,5ad
2 Несимметричные соединения (рисунок 9, б)
а) смятие во всех элементах равной толщины, а также в более толстых элементах односрезных соединений 0,35cd 0,2cd
б) смятие в более толстых средних элементах двухсрезных соединений при а £ 0,5с 0,25cd 0,14cd
в) смятие в более тонких крайних элементах при а £ 0,35с 0,8ad 0,5ad
г) смятие в более тонких элементах односрезных соединений и в крайних элементах при с > а > 0,35с kнad kнad
3 Симметричные и несимметричные соединения а) изгиб гвоздя 2,5d2 + 0,01a2, но не более 4d2 -
б) изгиб нагеля из стали А240 1,8d2 + 0,02a2, но не более 2,5d2 -
в) изгиб нагеля из алюминиевого сплава Д16-Т 1,6d2 + 0,02а2, но не более 2,2d2 -
г) изгиб нагеля из стеклопластика АГ-4С 1,45d2 + 0,02a2, но не более 1,8d2 -
д) изгиб нагеля из древесно-слоистого пластика ДСПБ 0,8d2 + 0,02a2, но не более 1d2 -
е) изгиб дубового нагеля - 0,45d2 + 0,02a2, но не более 0,65d2
4 Соединения на нагелях в торец с металлической накладкой (рисунок 10, в, г)
изгиб нагеля из стали С235 и арматуры А240 160d2 -
Примечания
1 В таблице: с - толщина средних элементов, а также равных по толщине или более толстых элементов односрезных соединений, а - толщина крайних элементов, а также более тонких элементов односрезных соединений; d - диаметр нагеля; все размеры в см.
2 Расчетную несущую способность нагеля в двухсрезных несимметричных соединениях при неодинаковой толщине элементов следует определять с учетом следующего:
а) расчетную несущую способность нагеля из условия смятия в среднем элементе толщиной с при промежуточных значениях а между с и 0,5с следует определять интерполяцией между значениями по поз. 2а и 2б таблицы;
б) при толщине крайних элементов а > с расчетную несущую способность нагеля следует определять из условия смятия в крайних элементах по поз. 2а таблицы с заменой с на а;
в) при определении расчетной несущей способности из условий изгиба нагеля толщину крайнего элемента а в поз. 3 таблицы следует принимать не более 0,6с.
3 Значения коэффициента kн для определения расчетной несущей способности при смятии в более тонких элементах односрезных соединении при с ³ а ³ 0,35с приведены и таблице 22.
4 Расчетную несущую способность нагеля в рассматриваемом шве следует принимать равной меньшему из всех значений, полученных по формулам таблиц.
5 Расчет нагельных соединений на скалывание производить не следует, если выполняются условия расстановки нагелей в соответствии с 5.18 и 5.22.
6 Диаметр нагеля d следует назначать из условия наиболее полного использования его несущей способности по изгибу.
7 Число нагелей пн в соединении, кроме гвоздевого, следует определять по формуле
(60)
где N - расчетное усилие;
Т - наименьшая расчетная несущая способность...


Архивариус Бизнес-планы Типовые серии Норм. документы Литература Технол. карты Программы Серии в DWG, XLS