A. Baltrušaitis, N. Adamukaitis

LAIKANČIOSIOS IR ATITVARINĖS MEDINĖS KONSTRUKCIJOS

KURSINIS PROJEKTAVIMAS

Metodiniai nurodymai

KAUNO TECHNOLOGIJOS UNIVERSITETAS

STATYBINIŲ KONSTRUKCIJŲ KATEDRA

Algirdas Baltrušaitis, Nerijus Adamukaitis

LAIKANČIOSIOS IR ATITVARINĖS MEDINĖSKONSTRUKCIJOS

KURSINIS PROJEKTAVIMAS

Metodiniai nurodymai

KAUNAS KTU 2011

2

TURINYS

1. Kursinio projekto apimtis..............................................................................................................4

2. Projekto ruošimo metodika...........................................................................................................4

3. Bendri nurodymai, kaip apskaičiuoti konstrukcijas bei elementus...........................................4

4. Konstrukcijų parinkimas ir išdėstymas.......................................................................................6

5. Santvaros geometrinių dydžių apskaičiavimas............................................................................8

6. Stogo elementų apskaičiavimas...................................................................................................10

Pakloto apskaičiavimas...................................................................................................................12

Ilginio apskaičiavimas....................................................................................................................14

Ilginio sandūros ir prijungimo apskaičiavimas..............................................................................15

7. Klijuotinio skydo projektavimas ir apskaičiavimas..................................................................17

8. Krūvių segmentinės santvaros mazguose apskaičiavimas........................................................21

9. Santvaros strypų įrąžų apskaičiavimas......................................................................................23

10. Santvaros elementų skerspjūvių apskaičiavimas....................................................................24

Viršutinė juosta...............................................................................................................................24

Spyrių projektavimas.......................................................................................................................26

Santvaros apatinė juosta.................................................................................................................26

11. Atraminis mazgas.......................................................................................................................27

12. Tarpinis viršutinės juostos mazgas...........................................................................................29

13. Kraigo mazgas............................................................................................................................31

Literatūra..........................................................................................................................................32

3

1. Kursinio projekto apimtis

Kursiniame projekte sukonstruojamos ir apskaičiuojamos pramoninio pastato stogo medinės konstrukcijos: pagrindinė laikančioji konstrukcija – segmentinė santvara, o taip pat ilginiai, paklotas ir klijuotinis stogo skydas.

Projekto aiškinamąją dalį sudaro 40 - 50 puslapių, o grafinę dalį – vienas A0 ar A1 arba keli A3 formato lapai.

2. Projekto ruošimo metodika

Aiškinamojoje dalyje sprendžiami šie klausimai:1. Užduoties pradinių duomenų analizė – pastato planas ir skersinis pjūvis;2. Konstrukcijoms naudojamų medžiagų parinkimas: mediena klijuotiems ir vientisiems

elementams, fanera, plieno klasė;3. Viso pastato ir atskirų konstrukcijos elementų darbo sąlygos;4. Laikinos apkrovos, priimamos pagal STR 2.05.04:2003. Pagrindinės charakteristikos:

sniego dangos ant 1 m2 horizontaliojo žemės paviršiaus svorio charakteristinė reikšmė sk, sniego apkrovos patikimumo koeficientas γQ, atskaitinis vėjo slėgis qref, vėjo apkrovos patikimumo koeficientas γQ;

5. Nustatomi nuolatinių apkrovų dydžiai ir jų patikimumo koeficientai;6. Iš 2-3 galimų variantų parenkamas racionaliausias pagrindinių laikančiųjų konstrukcijų

tipas. Įvertinama gamybos technologija, transportavimas, montavimas, ilgaamžiškumas, eksploatacinės ir estetinės savybės;

7. Stogo konstrukcijų (ilginių, pakloto, klijuotinio skydo) konstravimas ir apskaičiavimas;8. Pagrindinės laikančiosios konstrukcijos, segmentinė santvaros, skaičiuojamosios schemos

sudarymas;9. Apkrovų, veikiančių pagrindinę laikančiąją konstrukciją, schemų sudarymas;10. Laikančiųjų konstrukcijų elementų įrąžų nustatymas pagal kiekvieną apkrovos schemą;11. Įrąžų derinių lentelės sudarymas ir skaičiuotinių įrąžų nustatymas;12. Konstrukcijos atskirų elementų, jų sujungimų (mazgų) projektavimas ir apskaičiavimas.

3. Bendri nurodymai, kaip apskaičiuoti konstrukcijas bei elementus

Medinių elementų skaičiuojamosios stiprumo charakteristikos, ribinis liaunumas ir lenkiamų elementų įlinkiai, darbo sąlygų koeficientai imami iš statybos techninio reglamento STR 2.05.07:2005 „Medinių konstrukcijų projektavimas“

Sniego ir vėjo apkrovos, jų apskaičiavimo metodikos ir patikimumo koeficientai pateikti projektavimo normose STR 2.05.04:2003 „Poveikiai ir apkrovos“

Stogo šilumos izoliacijai gali būti naudojamos įvairios medžiagos. Kai kurių medžiagų charakteristikos pateiktos 1 lentelėje.

1 lentelėKai kurių, stogui naudojamų medžiagų charakteristikos

Standžių plokščių pavadinimas Matmenys, mm Masė kN/m3

PastabosStoris, min-max

Akmens vata PAROC ROS 30 50-180 1,10 Pusiau kietaAkmens vata PAROC ROB 50 30 1,60 KietaMineralinės vatos plokštės 40,50,60 2,0Putų silikato plokštės 80,100 2,5Putplasčio plokštės 30,40,50 0,3

4

Pjautinė mediena konstrukcijoms turi būti parinkta pagal sortimentą, pateiktą 2 lentelėje. Jei konstrukcijų elementai daromi iš klijuotos medienos, reikia atsižvelgti į lentų matmenų sumažėjimą jas obliuojant (po 2 – 2,5 mm iš kiekvienos obliuojamos pusės). Tiesius klijuotų konstrukcijų elementus rekomenduojama daryti iš 33 arba 40 mm storio sluoksnių, o lenktus elementus – iš 20 mm storio sluoksnių. Klijuotų elementų šoninės plokštumos taip pat nuobliuojamos – po 5 mm iš kiekvienos pusės.

Pjautinės medienos sortimentas 2 lentelėStoris, cm Plotis, cm

7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5

1,6 7,5 10,0 12,5 15,0

1,9 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5

2,2 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5

2,5 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5

3,2 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5

4,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5

4,4 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5

5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5

6,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5

7,5 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5

10,0 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5

12,5 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0

15,0 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0

17,5 17,5 20,0 22,5 25,0

20,0 20,0 22,5 25,0

25,0 25,0

Pastaba: Pabraukti klijuotų konstrukcijų gamybai rekomenduojamų lentų matmenys.

Elementų skerspjūviai turi būti parenkami ekonomiški. Skaičiuotiniai stipriai įtempimus gali viršyti ne daugiau kaip 10 ir tik tada, kai skerspjūviai parenkami atsižvelgiant į ribinį liaunumą arba kai mažesnio skerspjūvio neleidžia parinkti pjaustinių sortimento matmenys. Įtempimai negali būti didesni už atitinkamus skaičiuotinius stiprius.

Aiškinamojoje dalyje skaičiavimai turi būti iliustruojami konstrukcijos eskiziniais brėžiniais, schemomis (ilginių, pakloto, skydų ir t.t.). Taip pat reikia pateikti pagrindinių konstrukcijų, jų mazgų, elementų sandūrų schemas bei kiekvienos rūšies apkrovų (konstrukcijų savojo svorio, sniego, vėjo ir t.t.) sukeltų įrąžų diagramas (M, N, Q). Įrąžas elementuose reikia apskaičiuoti statybinės mechanikos metodais.

Dažniausiai naudojami dydžiai žymimi pagal Eurocode 5:

ilgis – lplotis – baukštis – hstoris – tžingsnis – Smasė – msvoris – Gtūrio masė – γapkrova – Fįrąža – Satsparumas – R

5

charakteristinis stipris - fk

skaičiuotinis stipris - fd

patikimumo koeficientas – γnuolatinė apkrova – Glaikina apkrova – Qsniego apkrova – svėjo apkrova – ωišskirstyta nuolatinė apkrova – gišskirstyta laikinoji apkrova – višskirstyta sniego apkrova – sašinė jėga – Nskersinė jėga – Qašinė jėga ilgio ar pločio vienetui – nskersinė jėga ilgio ar pločio vienetui – qliaunis – λtarpatramis – l

4. Konstrukcijų parinkimas ir išdėstymas

Stogo pagrindinių laikančiųjų konstrukcijų tipą parenka projektuotojas,atsižvelgdamas į pastato paskirtį bei konstrukcijų techninius – ekonominius rodiklius. Projekto užduotyje gali būti nurodyta tik tam tikra konstrukcija (pavyzdžiui, stačiakampė, trapecinė ar segmentinė santvara). Nors užduotyje ir nurodomos konkrečios konstrukcijos, projektuotojas turi aprašyti įvairius konstrukcijų variantus ir gali suprojektuoti optimaliausią.

Pagrindinės laikančiosios konstrukcijos išdėstomos nuo 3 m iki 6 m atstumais.Denginys gali būti konstruojamas iš klijuotų fanerinių skydų arba vientiso lentų pakloto.

Skydų atveju apšiltinamoji medžiaga įrengiama tarp skydo briaunų, o ruloninė danga klijuojama ant viršutinio apmušo.

Paklotas daromas vienasluoksnis, ant jo klojama garo izoliacija, apšiltinimo sluoksnis ir ruloninė danga. Pakloto lentos prikalamos prie ilginių, kurie savo ruožtu tvirtinami prie pagrindinės laikančiosios konstrukcijos viršutinės juostos. Pagrindinių konstrukcijų ir ryšių išdėstymo planas parodytas 1 paveiksle.

1 pav. Konstrukcijų ir ryšių išdėstymo planas

6

Naudojant vienasluoksnį paklotą, jis remiamas ant nekarpytų daugiaangių ilginių. Kad maksimalus lenkimo momentas būtų vienodas visuose ilginio tarpatramiuose, atstumą tarp galinės sienos ir pagrindinės konstrukcijos reikia sumažinti:

Pastato galinės sienos dažniausiai mūrijamos iš plytų ir ant jų dedami 0,1 m pločio ilginiai. Suporintų nekarpytų ilginių bendras ilgis:

Pakeitę , gausime

Tarkime, kad užduotyje nurodytas pastato ilgis – 72,60 m.

Sudarome lygybę

Iš čia randame

parenkame taip, kad būtų tarp 3,5 ir 6,0 m. Randame kelias reikšmes. Galutinė reikšmė turi priklausyti nuo sniego apkrovos rajono: pvz. esant I sniego apkrovos rajonui, gali būti 5,0 – 6,0 m, esant II sniego apkrovos rajonui - gali būti 4,0 – 5,0 m.

Kai pagrindinės konstrukcijos viršutinė juosta daroma iš klijuotų elementų, ilginiai išdėstomi 1,0 – 1,5 m atstumais. Apskaičiavus pagrindinės konstrukcijos viršutinės juostos ilgį v.j. , galima nustatyti atstumą tarp ilginių.

Kai pastatas yra iki 20 m ilgio, konstrukcijų pastovumui užtikrinti ilginiai gali būti inkaruojami galinėse sienose. Nekarpyti stogo ilginiai turi būti patikimai sujungti su viršutinėmis santvarų juostomis.

Esant ilgesniam kaip 20 m pastatui įrengiami horizontalūs ryšiai pagrindinių konstrukcijų viršutinės juostos plokštumoje. Horizontalūs ryšiai priima vėjo apkrovas. Pagrindines konstrukcijas projektinėje vertikalioje padėtyje fiksuoja vertikalūs ryšiai, kurie suriša gretimas konstrukcijas poromis išilgai pastato. Ryšių liaunumas neturi viršyti 200.

Naudojant klijuotinius skydus atstumai tarp galinės sienos ir pagrindinių konstrukcijų priimami vienodi, t.y. visi skydai yra vienodo ilgio.

7

5. Santvaros geometrinių dydžių apskaičiavimas

Santvaros geometrinė schema pateikta 2 paveiksle.

2 pav. Geometrinė santvaros schema

Atstumas nuo pagrindinės laikančiosios konstrukcijos (santvaros, arkos ir kt.) atraminio mazgo ašies iki vidinio sienos arba kolonos paviršiams paprastai imamas 150 - 250 mm. Žemiau pateikiami galimi santvaros atraminio mazgo sprendimai. Pagal juos apskaičiuojamas santvaros tarpatramis.

Santvaros skaičiuotinis tarpatramis:Kai išorinės sienos mūrinės – ,

kai glb kolonos – .Santvaros skaičiuotinis tarpatramis

(5.1)Santvaros aukštis priimamas

(5.2)

Statybinė pakyla daroma

(5.3)

8

Viršutinės juostos kreivumo spindulys

(5.4)

Centrinis viršutinės juostos ašies lanko kampas

sin (5.5)

Viršutinės juostos lanko ašies ilgis

(5.6)

Viršutinė juosta projektuojama iš n vienodo ilgio elementų. Elementų ilgis

(5.7)

Apatinė juosta daroma iš vienodo ilgio elementų. Jų ilgis

(5.8)

Centrinis lanko kampas

(5.9)

Lanko stygos ilgis

(5.10)

Lanko horizontalios projekcijos ilgis

(5.11)

Atkarpos ilgis

(5.12)

Atkarpos ilgis(5.13)

Spyrio ilgis

(5.14)

Spyrio ilgis

(5.15)

Kampas tarp viršutinės juostos liestinės atramoje ir apatinės juostos

(5.16)

Tas pat mazge B

(5.17)

Spyrio posvyrio kampas mazge

(5.18)

Spyrio posvyrio kampas mazge

(5.19)

9

7. Klijuotinio skydo projektavimas ir apskaičiavimas

Klijuotiniai skydai daromi iš medinio karkaso ir lakštinių medžiagų (faneros, medienos plaušo plokščių, OSB ir kt.). Naudojant fanerą jos išorinio sluoksnio pluoštai turi būti nukreipti išilgai

skydo. Stogo skydo plotis būna 0,5 – 1,5 m, ilgis 3,0 – 6,0 m, aukštis . Skydai gaminami su

termoizoliacija arba be jos. Rekomenduojamos faneros stipruminės savybės:

a a a

b

21

a

21

b a b a b a b1 1 11 1 1 1

h1

ctt t

h

1bb

b1 1a

htt

t c1

h

7a pav. Klijuotinių faneros ir medienos plokščių skersinis pjūvis1 – išilginės briaunos; 2 – apmušai

7b pav. Skydo konstrukcija ir skydo viršutinio apmušo apskaičiavimo schema

10

(a)

(b)

Šilumos ir garo izoliacija daroma skydo viduje. Stogo skydų viršutinis apmušas gamybos metu apklijuojamas vienu sluoksniu hidroizoliacinės medžiagos. Kiti stogo dangos sluoksniai klijuojami statybos aikštelėje.

Karkaso išilginiai elementai kartu su apmušu atlaiko veikiančias apkrovas. Skersiniai karkaso elementai suteikia skydui standumą skersine kryptimi, padidina gniuždomo apmušo pastovumą, iš dalies atlaiko vietines apkrovas.

Atstumas tarp išilginių briaunų ašių nustatomas apskaičiuojant viršutinį apmušą lenkimui, veikiant koncentruotai apkrovai (su poveikio daliniu koeficientu γf = 1,3). Apmušas skaičiuojamas kaip sija su standžiai įtvirtintais galais, pagal schemą, parodytą 7b paveiksle.

Čia pateiksime išvedimą formulės, pagal kurią apskaičiuojamas atstumas tarp išilginių skydo briaunų.

Laikoma, kad koncentruota apkrova veikia skydo 100 cm pločio juostoje. Maksimalus lenkimo momentas apmuše

(7.1)

Normaliniai įtempimai apmuše

(7.2)

(7.3)

čia – faneros skaičiuojamasis stiprumas, lenkimui statmenai išoriniam faneros pluoštams

– faneros storis.

Reikiamas atstumas tarp briaunų nustatomas pagal šią formulę:

(7.4)

Pagal atstumą nustatomas išilginis skydo briaunų skaičius. Kad būtų racionaliai išnaudota viršutinio apmušo atlaikymo galia, keičiant faneros storį, apskaičiuojamas , lygus atstumui tarp išilginių briaunų arba kiek didesnis.

Lenkiami skydai apskaičiuojami stiprumui ir standumui (tikrinamas įlinkis). Faneriniams skydams naudojamos medžiagos (fanera ir natūrali mediena) turi skirtingus tamprumo modulius. Todėl apskaičiuotos skerspjūvio geometrinės charakteristikos redukuojamos pagal labiau įtemptą medžiagą – fanerą.

Dėl netolygaus normalinių įtempimų pasiskirstymo apmušuose, apskaičiuojant skydus, apmušų plotis priimamas

kai (7.5)

, kai (7.6)

čia: b – plokštės skerspjūvio plotis, l – plokštės tarpatramis, a – atstumas tarp išilginių briaunų ašių.

Redukuotos skerspjūvio charakteristikos apskaičiuojamos pagal šias formules:

Redukuotas skydo skerspjūvio atsparumo momentas:

(7.7)

11

čia: – redukuoto fanerai skerspjūvio inercijos momentas; – atstumas nuo redukuotojo skerspjūvio svorio centro iki apmušo viršutinės briaunos. Redukuotasis skerspjūvio inercijos momentas apskaičiuojamas:

(7.8)

čia: pw – fanerinių apmušų skerspjūvio inercijos momentas; – išilginių medinių briaunų

skerspjūvio inercijos momentas; – medienos tamprumo modulis; – faneros tamprumo modulis.

Redukuotas statinis momentas:

(7.9)

Redukuotas skaičiuojamasis plotas:

(7.10)

Skydą veikiantis lenkimo momentas apskaičiuojamas:

Čia – skydo plotis, – atstumas tarp santvarų.

Gniuždomo skydo viršutinio apmušo pastovumas apskaičiuojamas pagal formulę

(7.11)

čia - apmušo pastovumo koeficientas, apskaičiuojamas iš formulių

(7.12)

arba

(7.13)

tc – gniuždomojo apmušo faneros storis.Tempiamo apatinio apmušo įtempimai apskaičiuojami pagal formulę

(7.14)

čia - koeficientas, kuriuo įvertinamas fanerinio apmušo skaičiuojamojo stiprumo sumažėjimas, esant sandūrai, mf = 0,6. Jeigu sandūros nėra - mf = 1,0.

Plokščių apmušo ir briaunų jungiamųjų siūlių atsparumas skėlimui tikrinamas taip

(7.15)

čia: – skaičiuotinė skersinė jėga; – atskeliamo fanerinio apmušo skerspjūvio statinis

momentas plokštės neutralios ašies atžvilgiu; – redukuoto fanerai skerspjūvio inercijos

momentas; – skaičiuotinis išilginių briaunų skerspjūvio plotis, imamas ; –

skaičiuotinis skeliamos (kerpamos) išilgai išorinių lukštų pluošto faneros stipris.

12

Plokščių išilginių briaunų skėlimo atsparumas tikrinamas taip:

(7.16)

čia: – skaičiuotinė skersinė jėga; – redukuoto medienai atskeliamos pusės skerspjūvio

statinis momentas neutralios ašies atžvilgiu; – redukuoto medienai skerspjūvio inercijos

momentas; – skaičiuotinis skeliamos (kerpamos) išilgai pluošto medienos stipris.

Skydo įlinkis, veikiant tolygiai išskirstytai apkrovai, apskaičiuojamas pagal formulę

(7.17)

Įlinkis neturi viršyti .

13

8. Krūvių segmentinės santvaros mazguose apskaičiavimas

Sudaroma santvaros skaičiuojamoji schema (8 pav.).

8 pav. Santvaros skaičiuojamoji schema

Stogo apkrovą jau radome (lentelė 5)

14

Skaičiuojant santvarą, stogo pastoviosios apkrovos dauginamos iš stogo viršutinės juostos ilgio ir santvaros skaičiuojamojo tarpatramio santykio (S v.j./ls)

Santvaros savasis svoris skaičiuojamas pagal formulę

(8.1)

čia ks – konstrukcijos savojo svorio koeficientas, segmentinėms santvaroms priimamas 2,5 – 3,5.

Santvaros savojo svorio skaičiuotinė apkrova(8.2)

čia - patikimumo koeficientas, lygus 1,35.Pastovios ir laikinosios santvaros mazgų apkrovos apskaičiuojamos pagal formulės: mazgo A

nuo savo svorio (8.3)

nuo sniego, tolygiai išskirstyto visoje angoje (8.4)

nuo sniego, netolygiai išskirstyto visoje angoje (8.5)

randam interpuoliuojant .

mazgo B

nuo savo svorio (8.6)

nuo sniego, tolygiai išskirstyto visoje angoje (8.7)

nuo sniego, netolygiai išskirstyto visoje angoje (8.8)

mazgo C

nuo savo svorio (8.9)

nuo sniego, tolygiai išskirstyto visoje angoje (8.10)

nuo sniego, netolygiai išskirstyto visoje angoje (8.11)

čia .

mazgo . ; nuo savo svorio (8.12)

; nuo sniego, tolygiai išskirstyto visoje angoje (8.13)

; nuo sniego, netolygiai išskirstyto visoje angoje (8.14)

mazgo

15

; nuo savo svorio (8.15)

; nuo sniego, tolygiai išskirstyto visoje angoje (8.16)

; nuo sniego, netolygiai išskirstyto visoje angoje (8.17)

Apkrovas patogu surašyti į lentelė:

Apkrovų lentelė

Apkrovos schema

Mazginės apkrovos taškuose kNA B C B' A'

1234

Atraminės reakcijos, kai sniegas slegia abi stogo puses:

(8.18)

(8.19)

Taip pat apskaičiuojamos atraminės reakcijos, kai sniegas slegia vieną stogo pusę (pvz. kairę).

9. Santvaros strypų įrąžų apskaičiavimas

Įrąžos santvaros mazguose skaičiuojamos mazgų išpjovimo būdu arba kompiuterine programa. Skaičiuojama esant keturiems apkrovų variantams:

1) pastovi apkrova visoje angoje;2) tolygiai išskirstyta sniego apkrova visoje angoje;3) tolygiai išskirstyta sniego apkrova vienoje angos pusėje;4) netolygiai išskirstyta sniego apkrova visoje angoje.

Apskaičiuotos elementų įrąžos surašomos į 5 lentelę.

Įrąžos, veikiančios santvaros elementuose 5 lentelė

Santvaros elementas

Elementų žymėjimas

Pastovios apkrovos sukeltos

įrąžos, kN

Sniego apkrovos sukeltos įrąžos, KN, kaip apkrova

Skaičiuotinės įrąžos, KN

Elementų ilgiai, m

tolygi visoje angoje

tolygi pusėje angos

netolygi visoje angoje

Viršutinė juosta

Apatinė juosta

Spyriai

Apskaičiavus įrąžas nuo atskirų apkrovų, nustatoma kiekvieno elemento skaičiuotinė įrąža. Ji nustatoma kaip suma įrąžos nuo pastovios apkrovos ir didžiausios to paties ženklo įrąžos, sukeltos laikinosios apkrovos.

16

10. Santvaros elementų skerspjūvių apskaičiavimas

Viršutinė juosta

Santvaros viršutinės juostos elementus veikia ašinė gniuždymo jėga ir lenkimo momentai nuo skersinės apkrovos bei nuo ašinės jėgos atsirandantys dėl juostos išlinkimo. Viršutinės juostos elementai apskaičiuojami kaip ekscentriškai gniuždomi.

Elementą veikianti skersinė apkrova (savasis svoris ir sniegas) nustatomas pagal formulę

(10.1)

Lenkimo momentas elemento viduryje, veikiant skersinei apkrovai

Lenkimo mementas, atsirandantis lenktame elemente, veikiant ašinei jėgai(10.2)

Elemento stygos ilgis ir išlinkimo aukštis

(10.3)

(10.4)

(10.5)Skaičiuotinis elemento lenkimo momentas, įvertinant viršutinės juostos kreivumą, nustatomas

pagal formulę(10.6)

Lenkimo momentai apskaičiuojami dviem atvejais:1) kai elementą veikia savasis svoris ir sniego apkrova;2) kai elementą veikia tik savasis svoris.Randami elementai, kuriuose veikia didžiausia ašinė jėga ir atitinkamas lenkimo momentas –

sudaromas pirmas skaičiuotinis įrąžų derinys .

Po to randamas elementas, kuriame veikia didžiausias lenkimo momentas ir atitinkama ašinė

jėga. Sudaromas antras skaičiuotinis įrąžų derinys .

Santvaros viršutinės juostos elementai projektuojami iš sluoksniuotos klijuotinės medienos. Sluoksnių storis priimamas pagal lentų sortimentą, įvertinant storio sumažėjimą dėl obliavimo(po 2 – 2,5 mm iš kiekvienos obliuojamos pusės). Sluoksnio storis rekomenduojamas 33 mm arba 40 mm. Klijuotų elementų plotis taip pat sumažėja dėl šoninių plokštumų obliavimo – po 5 mm iš kiekvienos pusės. Elementų aukštis ir plotis užsiduodamas išlaikant santykį

(10.7)

17

Apskaičiuojamos viršutinės juostos elementų skerspjūvio geometrinės charakteristikos: plotas

, atsparumo momentas , inercijos spindulys .

Elemento liaunumas santvaros plokštumoje

(10.8)

čia: – skaičiuotinis elemento ilgis.Elemento įtempimai, veikiant abiems skaičiuojamų įrąžų deriniams, apskaičiuojami pagal

formulę

(10.9)

čia – – skaičiuotinis klijuotinės medienos stipris gniuždant

koeficientas (nuo 1 iki 0), įvertinantis papildomą lenkimo momentą, sukeltą ašinės jėgos dėl elemento išlinkimo. Jis nustatomas

(10.10)

Liaunumas nustatomas pagal formulę:

(10.12)

Priartėjimo būdu nustatomi tokie elemento matmenys, kad įtempimai būtų mažesni už skaičiuotinius stiprius ne daugiau kaip 10.

18

Spyrių projektavimas

Santvaros spyriai yra veikiami gniuždymo arba tempimo įrąžos. Santvaros spyriai gaminami iš sluoksniuotos klijuotinės medienos. Spyrių plotis priimamas lygus santvaros viršutinės juostos pločiui. Spyrių ribinis liaunumas .

Spyriai skaičiuojami kaip centriškai tempiami pagal formulę

(10.13)

ir centriškai gniuždomi įvertinant pastovumą

(10.14)

čia nustatomas pagal formules

kai (10.15)

, kai (10.16)

Santvaros apatinė juosta

Santvaros apatinė juosta projektuojama iš plieninių elementų. Reikiamas apatinės juostos skerspjūvio plotas nustatomas pagal maksimalią veikiančią įrąžą

(10.17)

čia m – koeficientas, įvertinantis nevienodą templių įtempimą (priimamas );

- plieno skaičiuotinis stipris (rekomenduojama priimti S275 klases plieną);

- darbo sąlygų koeficientas (priimamas .Apatinė santvaros juosta paprastai daroma iš dviejų nelygiašonių kampuočių, kurių bendras

skerspjūvio plotas , o masė q, . Kampuočiai parenkami pagal metalinių profiliuočių

sortimento lentelę.Apatinės juostos lankstumas vertikalioje plokštumoje

(10.18)

jis neturi viršyti .Apatinės juostos įtempimai, atsižvelgiant į jos svorį

(10.19)

čia ;

– plieno skaičiuotinis stipris, pagal STR 2.02.08:2005 Plieninių konstrukcijų projektavimas lentelę 6.5.

19

11. Atraminis mazgas

Segmentinės santvaros atraminis mazgas pavaizduotas 9 pav.

9 pav. Segmentinės santvaros atraminis mazgas

Atraminį mazgą veikia viršutinės (Nc) ir apatinės juostos (Nt) įrąžos, o taip pat atraminė reakcija. Apskaičiuojamas atraminės juostos vieno kampuočio pritvirtinimas prie metalinės bazės. Reikiamas siūlės statinis prie kampuočio lentynos, kai siūlės ilgis apie 250 mm:

(11.1) čia – suvirintinės siūlės skaičiuotinis stipris pagal STR 2.05.08:2005, lentelę 6.11.

– STR 2.05.08:2005, lentelė 7.30 – dėl nevienodo abiejų kampuočių įtempimo.

Reikiamas siūlės statinis prie kampuočio briaunos:

(11.2)

20

Reikiamas siūlės ilgis atraminiam loviui prijungti prie bazės vertikalių lakštų:

(11.4)

– suvirintinės siūlės skaičiuotinis stipris pagal STR 2.05.08:2005, lentelę 6.11.kf – siūlės statinis užsiduodamas Jeigu viršutinė juosta atremta į lovį Nr. 20, tikrasis suvirinimo siūlių ilgis prie lovio sienelės

ir lentynų bus: mm

Tikrasis suvirinimo siūlių ilgis (lw) turi būti didesnis už .

Lovio, veikiamo gniuždymo jėgos, lenkimo momentas ir įtempiai lentynoje:

(11.5)

čia l – lovio ilgis,

(11.6)

Santvaros viršutinės juostos medinių elementų galo glemžimo įtempiai:

(11.7)Apskaičiuojamas atraminės plokštelės storis (žr. 9 pav.)

Reaktyvinis slėgis į atraminį lakštą:

,

Čia RA – maksimali santvaros atraminė reakcija(11.13)

Konsolės lenkimo momentas:

(11.14)

čia a – konsolės ilgis.Lenkimo momentas plokštelės dalyje, kai kraštai įtvirtinti:

(11.15)

čia l – atstumas tarp bazės vertikalių lakštų.Reikiamas plokštės storis

(11.16)

čia – atraminės plokštelės ilgis (šiuo atveju m).

– didesnis iš momentų ir

21

12. Tarpinis viršutinės juostos mazgas

Tarpinis viršutinės juostos mazgas įrengiamas tvirtinant du medinius antdėklus abipus santvaros viršutinės juostos. Spyris tvirtinamas priveržiant vienu varžtu. Mazgo schema pateikta 10 paveiksle.

150

200

150

150

200

150

1000

6080

60

200

100 140 100

200

1-1

11x26=286

8x80x160

100x200x1000

l=380

l=380

l=90

140

350

60

60 130

140

l=90

10 pav. Viršutinės juostos tarpinis mazgas

Spyris BD, kurio įrąža , pritvirtinamas mazge vienu mm varžtu. Varžtas kerpamas keturiuose pjūviuose. Varžto dviejų pjūvių (ties mediniais antdėklais) laikančioji galia imama su koeficientu 0,5. Todėl skaičiuojamasis varžto pjūvių skaičius .

Varžto vieno pjūvio įrąža . Varžto vieno pjūvio laikančioji galia:

kai mediena glemžiama:(12.1)

kai varžtas lenkiamas:

(12.2)

bet ne daugiau kaip

(12.3)

Pavyzdžiui čia - koeficientas virbalų (varžtų) pjūvio laikančiosios galios sumažėjimui įvertinti (STR 15 lentelė), kai jėga veikia kampu medienos pluoštų atžvilgiu (

pagal 10 pav.).

čia: – jungties kraštinių elementų storis ir vienašlyčių jungčių plonesniųjų elementų

storis, cm; – jungties vidurinių elementų storis ir vienašlyčių jungčių vienodo storio arba storesniųjų elementų storis, cm; – virbalo skersmuo, cm; žiūrėti STR 13 lentelė.

Minimali varžto pjūvio laikančioji galia turi būti ne mažesnė kaip N1.

22

Plieniniai andėklai prie spyrio pritvirtinami sraigtais, kurių mm ir mm. Imame po du sraigtus iš kiekvienos spyrio pusės. Sraigto vieno pjūvio laikančioji galia:

kai mediena glemžiama(12.4)

čia - įsuktos į medieną sraigto dalies ilgis kai sraigtas lenkiamas

(12.5)

bet ne daugiau kaip

(12.6)

Bendra visų keturių sraigtų laikančioji galia turi būti ne mažesnė už spyrio įrąžą N.Apskaičiuojami plieninio antdėklo įtempimai. Liaunumas ir gniuždymo įtempimai, kai

atstumas tarp įtvirtinimo taškų mm, bus

(12.7)

čia m.

(12.8)

nustatomas pagal STR 2.05.08:2005.Tempimo įtempimai, įvertinant skerspjūvio susilpnėjimą

(12.9)

Glemžimo įtempimai ties pagrindiniu varžtu

(12.10)

čia – sujungimo skaičiuotinis stipris,

- sujungimo darbo sąlygų koeficientas, lygus 0,9, – metalinio antdėklo storis.

23

13. Kraigo mazgas

Kraigo mazgas įrengiamas analogiškai tarpiniam mazgui, išskyrus tai, kad čia sujungiami du spyriai – 11 paveikslas.

150 200 150 150 200 150

1000

6080

60

200

100 140 100

200

1-1

8x80x160 100x200x1000

l=380

l=380

l=90

140

350

60

60

130

140

t=8

l=908 vnt.

11 pav. Kraigo mazgasSpyrius ir jų plieninius antdėklus mazge pritvirtintiname varžtu, kurio mm.

Centrinį varžtą veikia dvi priešingos krypties jėgos ir . Kampas tarp šių jėgų

. Veikiančių jėgų atstojamoji

(13.1)

Įrąža, tenkanti varžto vienam skaičiuojamąjam pjūviui:

; (13.2)

čia – varžto vieno pjūvio laikančioji galia. Ji apskaičiuojama:kai mediena glemžiama,

, (13.3)Kai varžtas lenkiamas,

, (13.4)

Bet ne didesnė kaip

(13.5)

Minimali varžto pjūvio laikančioji galia turi būti ne mažesnė kaip . Apskaičiuojami plieninio antdėklo gniuždymo įtempimai. Antdėklo skaičiuojamasis ilgis ir lankstumas:

cm,

. (13.6)

Gniuždymo įtempiai

(13.7)

nustatomas kaip (12,8) formulėje.

24

Plieniniai antdėklai prijungiami sraigtais, kurių mm. Tokio sujungimo laikančioji galia jau apskaičiuota.

Literatūra

1. A.Valentinavičius. Klijuotinės medžio konstrukcijos. – mintis, Vilnius, 1974.2. A. Valentinavičius. Medinės konstrukcijos. V „Mokslas“, 1983.3. A. Valentinavičius. Medinės ir plastmasinės konstrukcijos. Mokslas. Vilnius. 1983.4. A. Valentinavičius. Medinės konstrukcijos. 1999.5. A.Valentinavičius, B.Valiūnas. Medinės konstrukcijos. Vilnius, Enciklopedija. 2000.6. STR 2.05.07:2005. Medinių konstrukcijų projektavimas.7. STR 2.05.04:2007. Poveikiai ir apkrovos.8. STR 2.05.08:2005. Plieninių konstrukcijų projektavimas. Pagrindinės nuostatos.9. Eurocode 5: Desingn of timber structures –Part 1-1; General – Comon rules and rules for

buildings.10. Г.Г. Карлсен. Конструкции из дерева и пластмасс. М. 1986.

25