Transcript Curs 6

CONSTRUCŢII
DIN LEMN
VI. CALCULUL ELEMENTELOR
DIN LEMN CU SECŢIUNE
COMPUSĂ
VI. CALCULUL ELEMENTELOR DIN LEMN CU SECŢIUNE COMPUSĂ
2
Elementele din lemn cu secţiunea compusă pot fi solicitate
la:
încovoiere (grinzi solidarizate cu pene, tije etc);
compresiune (tălpile şi diagonalele fermelor etc);
compresiune cu încovoiere (stâlpi, arce, cadre, tălpile
superioare ale fermelor cu încărcari între noduri etc.).
Datorită cedării în timp a legăturilor îmbinărilor, cu excepţia
celor încleiate, barele cu secţiune compusă au, în general, o
rigiditate redusă. Calculul barelor din lemn cu secţiunea
compusă se face ţinând seama de reducerea rigidităţii.
Stabilirea metodei practice de calcul pentru barele cu
secţiunea compusă se face analizând particularităţile şi
modul de comportare a unor grinzi avind aceeaşi deschidere,
secţiune transversală şi încărcare, caracterizate prin
momentul de inerţie (I), modulul de rezistenţă (W), săgeata
(f), forţa de lunecare (T), solidarizate prin intermediul unor
legături perfect rigide R, flexibile F şi fără legături O.
VI. CALCULUL ELEMENTELOR DIN LEMN CU SECŢIUNE COMPUSĂ
3
Se definesc astfel caracteristicile elementelor din lemn cu
secţiunea compusă, în funcţie de rigiditate:
I O  IF  IR ; WO  WF  WR ; fO  fF  fR , astfel:
I calc  IF  k i  IR ;
Wcalc  WF  k w  WR ;
fcalc 
fR
;
ki
Tcalc  k T  TF , unde:
- ki, kw, kt sunt coeficienti de echivalenţă întabulaţi având valorile:
I1
I
 ki
 1;
R
W1
 W  kw
R
0 kt
 1.
 1;
VI. CALCULUL ELEMENTELOR DIN LEMN CU SECŢIUNE COMPUSĂ
4
Grinzi cu secţiunea compusă solicitate la încovoiere:
Calculul constă în verificarea efortului unitar normal sau
determinarea modulului de rezistenţă necesar şi în verificarea
săgeţii.
Pentru elemente cu legături flexibile se impune determinarea
numărului de legături necesare pentru preluarea efortului de
lunecare.
Calculul se face cu relaţia:
σ
M
M

 σai , unde:
WF k W  Wn
- kW= 0,9 sau 0,8 pentru două sau trei elemente îmbinate cu
pene prismatice, plăcuţe sau pene inelare (0,8 sau 0,6 pentru
două sau trei elemente îmbinate cu cloţuri).
Numărul de legături se stabileşte cu relaţia:
L 1 
nleg  1,5 
 
2
Tleg
Grinzile cu legături flexibile se realizează cu contrasăgeată.
VI. CALCULUL ELEMENTELOR DIN LEMN CU SECŢIUNE COMPUSĂ
5
Grinzi cu secţiunea compusă solicitate la compresiune axială:
După modul de alcătuire sunt 5 categorii principale de astfel de
elemente:
- elemente pachet solicitate la extremităţi;
- elemente cu fururi sau eclise lungi la care numai elementele
principale sunt legate de structură: I = Ip + 0,5 Is , unde Ip şi Is
sunt momentele de inerţie ale elementelor principale respectiv
secundare (fururile lungi);
- elemente cu fururi scurte şi izolate la care pentru calculul
momentului de inerţie I se iau în considerare numai elementele
continue;
- elemente cu zăbrele;
- elemente cu inimă plină.
Grinzi cu secţiunea compusă solicitate la compresiune cu
încovoiere:
Calculul constă în verificarea condiţiei de rezistenţă, a condiţiei
de stabilitate a unui element izolat şi în verficarea la lunecare.
La aceste elemente kW=0,9 pentru barele cu un rost şi kW=0,8
pentru barele cu mai multe rosturi.
VI. CALCULUL ELEMENTELOR DIN LEMN CU SECŢIUNE COMPUSĂ
6
verificarea rezistenţei:
N
M
σ

 σ ac
An k W  Wn  ξ
verificarea stabilităţii (la flambaj):
σ
N
M

  σ ,
1 ac
Abr Wbr ξ
unde φ1 este coeficientul de flambaj al unui singur element din
pachet;
verificarea la lunecare (calculul numărului de legături):
nleg  1,5
M  S br
ξ  I br  Tleg
VI. CALCULUL ELEMENTELOR DIN LEMN CU SECŢIUNE COMPUSĂ
7
Fig. 1: Bare cu secţiune compusă solidarizate cu legături rigide R, flexibile F şi fără
legături.
VI. CALCULUL ELEMENTELOR DIN LEMN CU SECŢIUNE COMPUSĂ
8
Fig. 2: Tipuri de elemente (bare) cu secţiune compusă solicitate la compresiune cu
flambaj: a – bare pachet; b – bare cu fururi continue; c – bare cu eclise continue;
d – bare cu fururi scurte; e – bare cu zăbrele; f – bare cu inimă plină.
VI. CALCULUL ELEMENTELOR DIN LEMN CU SECŢIUNE COMPUSĂ
9
Fig. 3: Grinzi cu secţiune compusă solidarizate cu pene prismatice din lemn:
a – transversale reglabile; b – longitudinale drepte; c – oblice; d – cu cloţuri.
VI. CALCULUL ELEMENTELOR DIN LEMN CU SECŢIUNE COMPUSĂ
Fig. 4: Grinzi cu secţiune compusă solidarizate cu pene lamelare:
a – din două elemente; b – din trei elemente; c – detalii constructive.
10
VI. CALCULUL ELEMENTELOR DIN LEMN CU SECŢIUNE COMPUSĂ
11
Fig. 5: Grinzi cu secţiune compusă solidarizate cu scânduri încrucişate bătute în cuie.