Составные стержни на податливых связях

Стержни, имеющие развитую площадь поперечного сечения, выполняются обычно составными (из-за ограниченности сортимента пиломатериалов) в виде пакета из досок и брусьев, соединенных между собой по длине связями. Так могут быть выполнены: крупные балки, колонны, стойки, пояса и раскосы ферм, арки, рамы и другие элементы конструкций.

Так как все виды механических соединений обладают податливостью, то в составных стержнях в работе под нагрузкой происходит взаимное смещение отдельных ветвей вдоль рабочих швов. Вследствие этого составные стержни имеют меньшую жесткость и меньшую несущую способность, чем равновеликие им по площади стержни цельного сечения.

Основные положения метода расчета составных стержней рассмотрим на примере работы составной балки. Балка (рис. 74) представлена в трех вариантах: пакет из брусьев без связей по плоскостям сплачивания, тип «О»; пакет с податливыми связями, тип «С»; балка цельного сечения, тип «Ц» (из одного элемента или клеедощатая).

При одинаковой площади поперечного сечения момент инерции и момент сопротивления балки типа «О» гораздо меньше, чем балки цельного сечения «Ц», так как каждый элемент балки сопротивляется изгибу самостоятельно и меньше, чем балки типа «С» за счет податливости соединения. Соотношения моментов инерции балок обратно пропорциональны соотношениям их прогибов:

значит I_ц > I_с > I₀.

Геометрические характеристики поперечного сечения для балки с податливыми связями выражаются через геометрические характеристики сечения дельной балки:

момент инерции

момент сопротивления

Коэффициенты k_ж и k_w учитывают податливость соединения в соответствии с конструкцией составной балки.

При расчете сжатых составных стержней необходимо знать их расчетные гибкости. Выражая гибкость составного стержня через его момент инерции, получим

Совместная работа отдельных элементов составной балки обеспечивается связями сдвига по плоскостям сплачивания, которые, препятствуя взаимному сдвигу элементов, воспринимают усилия сдвига.

Таким образом, особенности расчета составных стержней сводятся к нахождению поправочных коэффициентов k_ж, k_w, ? к основным геометрическим характеристикам поперечного сечения и расчетным гибкостям стержней, а также к расчету связей сдвига.