Работа древесины на растяжение,сжатие,поперчный изгиб смятие и скалывание

Растяжение. Предел прочности древесины при растяжении вдоль волокон в стандартных чистых образцах (влажностью 12%) высок – для сосны и ели он в среднем 100 МПа. Модуль упругости 11-14 ГПа. Наличие сучков и присучкового косослоя значительно снижает сопротивление растяжению.

Сжатие. Испытания стандартных образцов на сжатие вдоль волокон дают значение предела прочности в 2-2,5 раза меньшие, чем при растяжении. Для сосны и ели при влажности 12% предел прочности на сжатие в среднем 40 МПа, а модуль упругости примерно такой же, как при растяжении. Кроме того, в деревянных конструкциях размеры сжатых элементов обычно назначаются из расчета на продольный изгиб, т.е. при пониженном напряжении, а не из расчета на прочность. Благодаря указанным особенностям работа сжатых элементов в конструкциях более надежна, чем растянутых.

При поперечном изгибе значение предела прочности занимает промежуточное положение между прочностью на сжатие и растяжение. Для стандартных образцов из сосны и ели при влажности 12% предел прочности при изгибе в среднем 75 МПа. Модуль упругости примерно такой же, как при сжатии и растяжении. Поскольку при изгибе имеется растянутая зона, то влияние сучков и косослоя значительно.

Различают смятие вдоль, поперек волокон и под углом к ним. Прочность древесины на смятие вдоль волокон, например, в стыках сжатых элементов, мало отличается от прочности на сжатие вдоль волокон, и действующие нормы не делают различия между ними. Смятию поперек волокон древесина сопротивляется слабо. Смятие под углом занимает промежуточное положение. Смятие поперек волокон характеризуется в соответствии с трубчатой формой волокон значительными деформациями сминаемого элемента.

Скалывание

15. Основы расчета элементов в деревянных конструкциях по предельным состояниям.

Различают две группы предельных состояний: 1) по несущей способности (прочности, устойчивости) и 2) по деформациям (прогибам, перемещениям). Требования расчета по предельным состояниям заключается в том, чтобы было соблюдено условие неразрушимости. Исходя из этого принципа, усилия или напряжения, деформации и перемещения от учитывающих нагрузок и воздействий не превышая предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования. Расчет по первому предельному состоянию производится на расчетные нагрузки, по второму – на нормативные. Аналитически первая группа предельных состояний представляет N≤Ф. N – максимально возможное усилие за весь период эксплуатации, Ф – предельная несущая способность. Для 2 группы – δф≤[δ], δф – фактическая деформация, [δ] – нормируемая деформация

16. Расчёт элементов ДК цельного сечения на центральное растяжение, центральное сжатие, поперечный изгиб, внецентренное сжатие, растяжение.

На растяжение работают нижние пояса и отдельные раскосы ферм, затяжки арок и других сквозных конструкций

Расчет центрально-растянутых элементов по прочности производится по формуле:

σ_t,0,d= N_d/A_inf <= f_t,0,d,

где Nd — расчетная продольная сила; Ainf — площадь поперечного сечения элемента нетто

f_t,0,d – расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон

По 2-й группе предельных состояний (по деформациям) растянутые элементы не проверяются.

Центрально-сжатые элементы

Расчет сжатых элементов

На сжатие работают стойки, подкосы, верхние пояса и отдельные стержни ферм и других сквозных конструкций. Пороки древесины воспринимают часть сжимающих напряжений. Поэтому сжатые элементы рекомендуется изготовлять из древесины II сорта.

Расчет центрально-сжатых элементов производится по формуле на прочность σ_с,0,d <= f_с,0,d,

σ_с,0,d <= k_cf_с,0,d, где σ_с,0,d = N_d/A_d

A_d — расчетная площадь поперечного сечения, принимаемая равной:

— площади сечения брутто (A_sup), если ослабления не выходят на кромки и площадь ослабления не превышает 25 %;

— площади сечения нетто (A_inf), с коэффициентом 4/3, если ослабления не выходят на кромки и площадь ослабления превышает 25 %;

— площади сечения нетто (A_inf), если ослабления выходят на кромки;

k_c — коэффициент продольного изгиба, определяемый в зависимости от гибкости элемента

Изгибаемые элементы – это балки, настилы, обшивки.

 

Изгибаемые элементы, изготавливаются из древесины 2 сорта, в малоответственных элементах можно использовать древесину 3 сорта, т. к. они работают надежно и предупреждают об опасности разрушения заранее большими прогибами. Расчет изгибаемых элементов, устойчивость которых обеспечена, производится по формуле: :, где f_m,,d — соответствующие значения расчетных сопротивлений изгибу;M_d — расчетный изгибающий момент относительно соответствующей оси; W_d — расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента относительно соответствующей оси и принимаемый для цельных элементов W_d = W_inf. При определении (W_inf) ослабления сечений, расположенные на участке элемента до 0,2 м, принимать совмещенными в одном сечении