Curs lemn 4.pdf

7/29/2019 Curs lemn 4.pdf

1/9

CURS 4

CALCULUL BARELOR DIN LEMN CU SECIUNE SIMPL

1. RELAIA GENERAL DE CALCUL

Capacitatea de rezisten a barelor simple din lemn, la diverse solicitri sestabilete cu relaia:

Ticii mSRF =

n care:

Fi este capacitatea de rezisten a barei din lemn masiv la solicitarea

i (ntindere, compresiune, ncovoiere, forfecare etc.) n N sauNmm;

Ric- rezistena de calcul la solicitarea i, stabilit n funcie de specia

de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare aelementelor de construcie, n N/mm2;

Si - caracteristica secional (arie, modul de rezisten), n mm2 sau

mm3;

mT- coeficient de tratare a lemnului nainte de punerea n oper,mpotriva biodegradrii i a focului.

Coeficienii de tratare, mT, (vezi tabelul de mai jos) introduc n calculmodificarea rezistenelor materialului lemnos, n funcie de metodele deprezervare, dimensiunile pieselor i clasa de exploatare a construciilor.

Valori ale coeficienilor de tratare, mT

Tabelul 4.1 Clasa de exploatare aconstruciei

Nr.crt.

Procedeul de tratare1 i 2 3

1 Lemn netratat 1,002 Lemn tratat pe suprafa 1,00

Lemn tratat n mas avndmaximum 100 mm grosime,pentru:- modulul de elasticitate; 0,90 0,95

3

- alte caracteristici. 0,70 0,854 Lemn ignifugat 0,90 0,90


2/9

2. CALCULUL (PROIECTAREA) BARELOR CU SECIUNE SIMPL DINLEMN SUPUSE LA SOLICITRI SIMPLE

a) BARE SOLICITATE LA TENSIUNE (NTINDERE)

Se ntlnesc n special la grinzile cu zbrele (ferme din lemn) n cazul tlpiiinferioare i a montanilor sau a diagonalelor (fig. 4.1).

Fig. 4.1 Exemple de bare din lemn supuse la ntindere centric

Proiectarea prin metoda strilor limit (M.S.L.) se face conform NP 005-03 curelaia:

Tef Tr

n care:Tef este valoarea efectiv (real) a efortului de ntindere n bara de

lemn

Tr - capacitatea de rezisten a elementelor din lemn masiv solicitate lantindere axial paralel cu fibrele, n N, stabilit cu relaia:

Tr = Rtc Anet mT

n care:c

tR - rezistena de calcul a lemnului masiv la ntindere axial, stabilitn funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului icondiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm2;

Rtc = Rt mut mdt / t

Anet- aria net a seciunii calculate;

mT- coeficientul de tratare a lemnului.


3/9

Aria net a seciunii barei ntinse se calculeaz cu relaia:

Anet= Abrut- Aslbiri,n care:

Abrut - aria seciunii brute a elementului, n mm2;

Aslbiri - suma ariilor tuturor slbirilor cumulate pe maxim 200 mmlungime, n mm2.

De exemplu, la o mbinare de prelungire a barei n lung, avnd nvedere rezistena slab la despicare ruperea se poate face n mai multe feluri(fig. 4.2):

Fig. 4.2 mbinare de prelungire pentru piese de lemn

Dac mbinarea se face prin chertare (fig. 4.3), cu prag: Anet = (h-hc) b

Fig. 4.3 mbinare prin chertare cu prag simplu la elemente de lemn

n cazul n care din motive de siguran se mai adaugi un bulon

Anet = (h-hc) b (bulon h)

Avnd n vedere influena foarte mare a defectelor materialului lemnosasupra barelor tensionate, se limiteaz aria acestora la cel puin 50 cm2 (Aef50 cm2).


4/9

De asemenea, la elementele ntinse se recomand ca eforturile s setransmit centric, evitndu-se momentele datorate excentricitii, iarmbinrile de continuitate ale barelor s fie amplasate n zonele cu solicitrireduse.

b) BARE SOLICITATE LA COMPRESIUNE PARALEL CU FIBRA LEMNULUI

Barele comprimate pot fi solicitate la compresiune simpl (pur) i lacompresiune cu flambaj.Fenomenul de flambaj apare n cazul barelor subiri iar cedare barei se faceprin pierderea stabilitii laterale.Compresiunea simpl apare n cazul n care coeficientul de zveltee (sau desubirime) al barei, , are valoarea

= ( lf/ i ) 10

10 compresiune purCef Cr

n care:Cef este valoarea efectiv (real) a efortului de compresiune n bara de

lemn

Cr - capacitatea de rezisten a elementelor din lemn masiv solicitate lacompresiune pur paralel cu fibrele, n N, stabilit cu relaia:

Cr = Rcc Acalcul mT

n care:Rc

c - este rezistena de calcul a lemnului masiv la compresiune axial,paralel cu fibrele, stabilit n funcie de specia de material

lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare aelementelor de construcie, n N/mm2;

Rcc= Rc muc mdc / c

Acalcul - aria seciunii de calcul a barei slbite, n mm2,

mT- coeficientul de tratare a lemnului.

> 10 compresiune cu flambajCef Cr


5/9

n care:Cef este valoarea efectiv (real) a efortului de compresiune n bara de

lemn

Cr - capacitatea de rezisten a elementelor din lemn masiv solicitate lacompresiune pur paralel cu fibrele, n N, stabilit cu relaia:

Cr = Rcc Acalcul c mT

n care:ccR || este rezistena de calcul a lemnului masiv la compresiune axial,

paralel cu fibrele, stabilit n funcie de specia de materiallemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare aelementelor de construcie, n N/mm2;

Rcc= Rc muc mdc / c

Acalcul- aria seciunii de calcul a barei slbite, n mm2;

c - coeficient de flambaj, subunitar;

mT- coeficient de tratare a lemnului.

Aria de calcul la barele comprimate se stabilete n funcie deAbrutiAnet (ariabrut, respectiv net a seciunii celei mai solicitate), astfel:

- pentru seciuni fr slbiri, sau cu slbiri ce nu depesc 25% dinseciunea bruti nu sunt pe feele paralele cu direcia de calcul la flambaj(fig.4.4, ai b) - brutcalcul AA = ;

- pentru seciuni cu slbiri ce depesc 25% din seciunea bruti nusunt pe feele paralele cu direcia de flambaj (fig.4.4,b) -

brutnetcalcul A/AA = 34 ;

- pentru seciuni cu slbiri simetrice care sunt pe fee paralele cudirecia de flambaj (fig. 4.4, c) - netcalcul AA = .


6/9

n cazul slbirilor nesimetrice care sunt pe feele paralele cu direcia deflambaj (fig.4.4, d), barele se calculeaz la compresiune excentric,momentul rezultnd din aplicarea excentric a forei de compresiune.

Fig. 4.4 Variante de apariie a slbirilor la barele comprimate:

x x direcia de calcul la flambaj

Coeficientul de flambaj, c, se calculeaz cu relaiile:

75pentru3100

75pentru

100

801

2c

2

>=

=

,c

n care: este coeficientul de zveltee al barei, stabilit ca raportul dintre

lungimea de flambaj, lf, i raza minim de giraie pe direcia de flambajconsiderat, i.


7/9

Lungimile de flambaj, lf, ale barelor comprimate se stabilesc n funcie decondiiile de rezemare la capete i de legturile pe lungimea barei carempiedic deplasarea la flambaj.

Lungimi de flambaj la bare comprimate axialTabelul 4.1

Nr.crt.

Tipul de rezemare Simbolrezemare

Lungimi deflambaj

1nod i: translaie i rotire mpiedicate

nod k: translaie i rotire mpiedicatel,l f = 650

2nod i: translaie mpiedicati rotireliber

nod k: translaie i rotire mpiedicate

l,l f = 800

3

nod i: translaie mpiedicati rotireliber

nod k: translaie mpiedicati rotireliber

ll f =

4

nod i: translaie liberi rotirempiedicat

nod k: translaie i rotire mpiedicate

l,l f = 201

5nod i: translaie liberi rotire parial


6

nod i: translaie liberi rotirempiedicat

nod k: translaie mpiedicati rotireliber

l,l f = 002

7nod i: translaie i rotire liber



8/9

Coeficientul de zveltee al barei, , se limiteaz superior la anumite valori, nfuncie de importana barei din lemn:- pentru bare principale (tlpi superioare comprimate la grinzi cu zbrele,stlpi principali), 120- pentru bare secundare (stlpi secundari, diagonale i montani, elemente la

construcii provizorii, de antier), 150- pentru contravntuirile comprimate ale construciilor din lemn, 200

c) BARE SOLICITATE LA COMPRESIUNE PERPENDICULAR PE FIBRALEMNULUI

Tipuri de elemente solicitate la compresiune perpendicular pe fibr (fig.4.5):

Fig. 4.5 Variante de rezemare a pieselor amplasate perpendicular sau sub unghiul i variante de piesesolicitate la forfecare


9/9

Relaia de verificare (proiectare) este :

Qef Qrn care:

Qef este valoarea efectiv (real) a efortului de compresiuneperpendicular pe fibra lemnului

Qr - capacitatea de rezisten a elementelor din lemn masiv cu seciunesimpl, solicitate la compresiune perpendicular pe direcia fibrelor, n N,stabilit cu relaia:

Qr = Rcc Ac mT mr

n care:ccR este rezistena de calcul a lemnului masiv la compresiune

perpendicular pe fibre, stabilit n funcie de specia de material lemnos, clasade calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie,n N/mm2;

Rcc = Rc muc mdc / c

Ac - aria de contact dintre cele dou elemente (aria reazemului), n

mm2

;mT- coeficientul de tratare a lemnului;

mr- coeficient de reazem.

Valorile coeficientului de reazem, mr, se stabilesc n funcie de relaia dintredimensiunile elementului comprimat i cele ale elementului de reazem, astfel:pentru elemente la care aria de contact este egal cu aria elementului

comprimat (fig. 4.5, a), precum i la mbinri cu crestri laterale (fig. 5, b),001,mr = ;

la piesele de rezemare (fig. 4.5, ci d), dacahi a 10 cm, n mbinricu pene prismatice care au fibrele dispuse normal pe fibrele elementelormbinate (fig. 4.5, e), precum i la suprafeele de reazem ale construciilordin lemn (fig. 4.5, g), 601,mr = ;

la striviri sub aib, 002,mr =

Curs lemn 4.pdf

Documents

Transcript of Curs lemn 4.pdf