Formuła wytężenia przekroju drewnianego ze względu na zwichrzenie (LTB) wg Eurokodu 5
1. Czym jest zwichrzenie w belkach drewnianych?
Zwichrzenie (lateral torsional buckling – LTB) to utrata stateczności belki zginanej, polegająca na:
jednoczesnym wyboczeniu bocznym pasa ściskanego,
oraz skręceniu przekroju.
Występuje w elementach:
smukłych,
nieusztywnionych bocznie,
pracujących przy zginaniu wokół osi głównej.
W konstrukcjach drewnianych zjawisko to jest szczególnie istotne, ponieważ:
drewno ma małą sztywność skrętną,
elementy często mają duże smukłości,
więźby dachowe są podatne na utratę stateczności bocznej.
2. Podstawa normowa – Eurokod 5
Zagadnienie stateczności elementów drewnianych reguluje:
📘 Eurokod 5 – PN-EN 1995-1-1
Projektowanie konstrukcji drewnianych.
Norma wprowadza:
współczynnik redukcyjny dla zwichrzenia k crit
warunek wytężenia przekroju z uwzględnieniem stateczności.
3. Ogólna formuła sprawdzania wytężenia przy zwichrzeniu
Warunek nośności belki drewnianej na zginanie z uwzględnieniem zwichrzenia przyjmuje postać:
σm,d/kcrit⋅fm,d≤1,0
gdzie:
σm,d– obliczeniowe naprężenie zginające,
fm,d – obliczeniowa wytrzymałość drewna na zginanie,
k crit– współczynnik redukcyjny uwzględniający zwichrzenie.
4. Interpretacja wzoru
Jeżeli:
kcrit=1,0 → brak wpływu zwichrzenia (pełne usztywnienie boczne),
kcrit<1,0 → redukcja nośności wskutek utraty stateczności.
Im:
większa smukłość elementu,
dłuższa długość wyboczeniowa,
mniejsza sztywność skrętna,
tym mniejsza wartość k crit
5. Parametry wpływające na zwichrzenie
Zgodnie z EC5 decydują:
długość między usztywnieniami bocznymi,
wysokość przekroju,
moduł sprężystości,
moment bezwładności względem osi słabej,
schemat statyczny.
6. Znaczenie praktyczne
W praktyce projektowej:
brak usztywnień płatwiowych może znacząco obniżyć nośność,
deski poszycia i stężenia połaciowe pełnią funkcję zabezpieczenia przed zwichrzeniem,
błędne przyjęcie długości wyboczeniowej prowadzi do przeszacowania nośności.
Zwichrzenie w drewnie jest często stanem decydującym.