Przekroje drewniane w jednokierunkowym stanie naprężenia według Eurokodu 5

Zapraszamy do lektury artykuły w którym przedstawiamy interesujący temat dotyczący konstrukcji drewnianych jakim są przekroje drewniane w jednokierunkowym stanie naprężenia według Eurokodu 5.    

Zachęcamy też do lektury naszych poprzednich artykułów przybliżających pracę zgodnie z obowiązującymi od 1 stycznia 2021 standardami Eurokod.

CZYTAJ RÓWNIEŻ:

1. Klasy przekrojów i nośność przekrojowa prętów stalowych według Eurokod 3 - część 1
2. Klasy przekrojów i nośność przekrojowa prętów stalowych według Eurokod 3 - część 2
3. Klasy przekrojów i nośność przekrojowa prętów stalowych według Eurokod 3 - część 3
4. Zobacz jak wyznaczyć obciążenie śniegiem według Eurokodu 1
5. Jak stworzyć kombinacje według Eurokodu 0 - poznaj bliżej EC0 | Część 1
   
6. Jak stworzyć kombinacje według Eurokodu 0 - poznaj bliżej EC0 | Część 2
   
7. Koniec Polskich Norm. Od 1 stycznia obowiązują wyłącznie Eurokody. Czy jesteś gotów na zmianę?
   

Nośność elementów drewnianych

W stanach granicznych nośności można wyróżnić między innymi jednokierunkowy stan naprężenia, któremu w EC 5 poświęcono rozdział 6.1. Dotyczy on elementów konstrukcyjnych o stałym przekroju, wykonanych z drewna litego, klejonego warstwowo lub wyrobów wykonanych z materiałów drewnopochodnych, o kierunku włókien na ogół równoległym do osi podłużnej elementu. Zakłada się, że element jest poddany naprężeniom skierowanym wyłącznie wzdłuż jednej ze swych osi głównych (6.1.1).

WYSZCZEGÓLNIONO:

• rozciąganie wzdłuż włókien (6.1.2)
• rozciąganie w poprzek włókien (6.1.3)
• ściskanie wzdłuż włókien (6.1.4)
• ściskanie w poprzek włókien (6.1.5)
• zginanie (6.1.6)
• ścinanie (6.1.7)
• skręcanie (6.1.8)

W każdym ze stanów należy porównać naprężenia obliczeniowe do obliczeniowej nośności. Naprężenia obliczeniowe wyznacza się na podstawie sił wewnętrznych oraz geometrii przekroju, natomiast obliczeniową nośność poprzez podzielenie wartości charakterystycznej przez współczynnik częściowy γm zależny od zastosowanego materiału oraz dodatkowo wymnażając wynik ze współczynnikiem kmod zależnym od klasy użytkowania i klasy trwania obciążenia.

Rysunek 1 Wartości obliczeniowe właściwości materiałowych (EC5 2.4.1)

Przykład belki wolnopodpartej zginanej

Element o przekroju prostokątnym, wymiary b = 8cm, h = 14cm, długość 4m, obciążenie równomiernie rozłożone 1kN/m (obciążenie stałe). Element wykonano z drewna litego C24. Klasa użytkowania 2, klasa trwania obciążenia – działanie stałe. Dla uproszczenia nie uwzględniono ciężaru własnego elementu.

Rysunek 2 Schemat obciążenia elementu

Wartość obliczeniowa momentu zginającego:

Wskaźnik na zginanie:

Naprężenia obliczeniowe wywołane zginaniem:

Wytrzymałość charakterystyczna na zginanie fm,k = 24 MPa wg EN 338
Współczynnik kmod = 0,6, zgodnie z tablicą 3.1
Współczynnik γM = 1,3 zgodnie z tablicą 2.3

Rysunek 3 EC5 tablica 3.1

 
Rysunek 4 EC5 tablica 2.3

Nośność obliczeniowa:

Wytężenie:

Możliwości Advance Design

Sprawdzenia te są dostępne w Advance Design po wykonaniu wymiarowania elementów drewnianych w „wynikach dla profili” w zakładce wytrzymałość. Dla zginania w poniższej tabeli możemy utożsamić wynik złożonego zginania ukośnego ze względu na zerową wartość składników od siły osiowej i zginania względem osi Z.

Rysunek 5 Wyniki wytrzymałości przekroju w Advance Design

Należy zwrócić uwagę, że wyniki nie są takie same w obliczeniach ręcznych jak w programie (93% ręcznie a 92% w programie). Z czego to wynika?

W obliczeniach nośności stosuje się także dodatkowe współczynniki. W powyższym przykładzie na podstawie punktu 3.2 należy dodatkowo uwzględnić wpływ wymiarów elementu na wytrzymałość, gdyż gęstość drewna C24 jest niższa niż 700 kg/m3 oraz wymiary elementu mniejsze niż 150mm – dla zginania w silnej płaszczyźnie wysokość wynosi 140mm, zatem:

Współczynnik kh jest zależny także od materiału i dla drewna klejonego warstwowo zostały podane inne formuły obliczeniowe w punkcie 3.3.

Analogicznie dodatkowe współczynniki należy uwzględniać w innych jednokierunkowych stanach naprężeń np. współczynnik kshape w obliczaniu skręcania.

W powyższym oknie znajdziemy także wyniki ze złożonych stanów naprężenia a także dane dotyczące przekroju, ugięć, stateczności oraz nośności i stateczności pożarowej.

---------------------------------

Zapraszamy do wzięcia udziału w naszej Kampanii WDRAŻAJ EUROKODY
-> Kliknij tutaj i zobacz jak łatwo możesz wdrożyć eurokody w swoich projektach!