30.Работа древесины на смятие и скалывание. Расчет деревянных элементов на скалывание и смятие.
Смятию поперек волокон древесина сопротивляется значительно. Если смятие осуществляется под углом к волокнам, то прочность древесины будет занимать промежуточное значение между вдоль и поперек волокон.
Вследствие трубчатого строения волокон смятие поперек волокон характеризуется значительными деформациями.(график).
1-й участок: А: происходит сжатие годовых слоев ранней древесины до наступления пластического течения.
2-й участок:В: происходит смятие оболочек клеток ранней древесины.
3-й участок:С: сжатию подвергаются клетки поздней древесины и происходит уплотнение древесного волокна.
Если древесину спрессовать, то исчезают различия между легкой древесиной (липой, осиной) и плотной (береза, дуб).
За нормируемый предел древесины на смятие обычно применяют напряжение при условном пределе пропорциональности. Рассмотрим 3 варианта нагружения образцов силой
В случае1- наименьшая прочность, в случае2 – промежуточная, в случае3- наибольшая прочность на сжатие, т. к. по контуру штампа есть еще волокна, которые поддерживают соседние. При смятии древесины поперек волокон под углом будет влиять значение угла обратно пропорционально; чем выше угол, тем ниже прочность.
Работа древесины на скалывание.
Скалывание может происходить:
1.вдоль волокон
2. поперек волокон
3. под углом
Предел прочности на скалывание вдоль волокон(сосны, ели)-6-7 МПа (60-70 кгс/см²)
Поперек волокон и под углом это значение будет еще меньше.
Элементы сопротивляются сдвигающему воздействию
Распределение скалывающих напряжений по участку скалывания неравномерно, поэтому вводят “среднее скалывающее напряжение”
=T/Aск
Т-сила, Аск- площадь скалывания
В результате проведенных испытаний:
График. и рис.
1.Q- величина прижимающего усилия 0,4-0,7 сдвигающей силы Т
2.Q=(0,1-0,2)Т
3.Q=0
При ослаблении прижима (Q=0) отдирающее усилие может достичь значения предела прочности при разрыве поперек волокон и вызвать преждевременное разрушения соединения. Необходимо конструировать узлы т. о. чтобы присутствующая сила Q скалывания при поперечном изгибе не ослабляется отрывом волокон и зависит от параметров балки и волокон.
Описывается
формулой Журавского
S- статический момент сдвигающей части относительно н.о.
31. Расчет деревянных конструкций по предельным состояниям
Два
предельных состояния: 1-ый
включает в себя расчет по прочности и
устойчивости.
τ
2-ая группа предельных состояний нахождение перемещений или прогибов (на недопущение предельных состояний)
Δ≤[Δ]
Суть расчётов по предельным состояниям: Усилия или напряжения, деформации или перемещения в любых точках сечений не должны превосходить норм, при этом должно быть затрачено минимальное количество материала, труда, времени.
Нагрузки подразделяются на : - постоянные; - временные
Постоянные нагрузки – собственный вес (масса), оборудование. Масса= плотность×объем
Времен-е нагрузки - скопление людей, снеговые, ветровые. (СНиП «Нормативные нагрузки»)
Величины нагрузок которые должны учитывать при расчете по 1-ой группе предельных состояний отличаются от нормативных значений в большую сторону. Они называются расчетными нагрузками.
-
р=рн*f
р- расчетная нагрузка
рн- нормативная нагрузка
f- коэф-т надежности по нагрузке
При этом для 2-ой группы предельных состояний используют нормативные значения (для 1-ой группы – расчетные нагрузки).
Для 1-ой группы предельных состояний при выполнении расчетов используют расчетные сопротивления материалов, а для 2-ой группы предельных состояний установленные нормами величины деформаций выраженные в долях от перекрываемого пролета.