Вся электронная библиотека >>>

 ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ >>>

   

 

ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ


Раздел: Строительство

   

§ 15. РАБОТА ДРЕВЕСИНЫ НА РАСТЯЖЕНИЕ, СЖАТИЕ И ПОПЕРЕЧНЫЙ ИЗГИБ

  

 

Предел прочности древесины при растяжении вдоль волокон в стандартных образцах (влажность 15%) имеет высокое значение: для сосны и ели он в среднем равен 1 ООО кг/см2. Величина модуля упругости 110 000—140 000 кг/см2. Наличие сучков и присучкового косослоя значительно снижает сопротивление растяжению. Особенно опасны сучки на кромках с выходом на ребро. Опыты показывают ( 2), что при размере сучков в V4 стороны элемента  предел прочности составляет всег® 0,27 от предела прочности стандартных образцов. Отсюда видно, насколько важен правильный отбор древесины по размерам сучков для растянутых элементов конструкций.

При ослаблении сечений отверстиями и врезками происходит большее снижение прочности, чем дает расчет по площади нетто. Здесь сказывается отрицательное влияние концентрации напряжений у мест ослаблений.

Опыты показывают также, что прочность при растяжении зависит от масштаба: прочность крупных образцов благодаря большей неоднородности их строения меньше, чем стандартных.

При разрыве поперек волокон вследствие анизотропности строения древесины предел прочности в 20—25 раз меньше, чем при растяжении вдоль волокон. Следствием этого является большое влияние косослоя, при котором направление усилия не сов

падает с направлением волокон. Чем больше косослой, тем больше составляющая усилия, перпендикулярная волокнам, и тем меньше прочность элемента ( 43).

 Испытания стандартных образцов на сжатие вдоль волэкфн дают величину предела прочности в 2—2,5 раза меньшую, чем при растяжении. Для сосны и ели при влажности 15% предел прочности на сжатие в среднем равен 400 кг1см2, а модуль упругости примерно такой же, как при растяжении. Влияние поро ков — сучков — меньше, чем при растяжении, и при допустимом по нашим нормам для сжатых элементов размере сучков в Va стороны элемента прочность при сжатии составляет 0,6—0,7 от прочности бессучкового элемента тех же размеров. 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. .Этим объясняется широкое применение металлодеревянных конструкций, имеющих основные растянутые элементы из стали, а сжатые и сжато-изогнутые из дерева.

Приведенная диаграмма сжатия ( 44, б) при <р>0,5 более криволинейна, чем при растяжении. При меньших значениях <р криволинейность ее невелика, и она может приниматься прямолинейной до условного предела пропорциональности, равного 0,5.

Прочность при сжатии вдоль волокон зависит от толщины стенок поздних трахеид хвойных пород и либриформа лиственных: с увеличением толщины стенок она увеличивается.

Разрушение начинается с продольного изгиба наиболее прочных и жесгких слоев поздней древесины, отклоняющихся в сторону более мягких слоев ранней древесины. Механическому разрушению предшествует появление «линий скольжения» во вторичных слоях оболочек, свидетельствующее о начале разрушения. Затем происходит концентрация линий скольжения в определенных местах и излом изогнутых трахеид.

Разрушение сопровождается появлением характерной складки ( 45), образуемой местным изломом волокон. При поперечном изгибе величина предела прочности занимает промежуточное положение между прочностью на сжатие и на растяжение. Для стандартных образцов из сосны и ели при влажности 15% предел прочности при изгибе в среднем равен 750 кг!см. Модуль упругости примерно такой же, как при сжатии и растяжении. Поскольку при изгибе имеется растянутая зона, влияние сучков и косослоя значительно. При размере сучков в 1/з стороны сечения элемента (что допускается по действующим нормам как максимум для изгибаемых элементов) предел прочности составляет 0,5—0,45 от прочности бессучковых образцов. В брусьях и особенно в бревнах это отношение выше и доходит до 0f6_Q,8. Влияние пороков в бревнах при работе на изгиб вообще меньше, чем в пиломатериалах, так как в бревнах отсутствует наблюдаемый в пиломатериалах выход на кромку перерезанных при распиловке волокон и отщепление их в присучковом косослое при изгибе элемента. Определение краевого напряжения при изгибе

по обычной формуле а= соответствует линейному распределению напряжений по высоте сечения и действительно в пределах небольших напряжений ( 46, а). При дальнейшем росте нагрузки и увеличении кривизны эпюра сжимающих напряжений, в соответствии с диаграммой работы на сжатие ( 44, кривая б), принимает криволинейный характер (46, б, в); одновременно нейтральная ось сдвигается в сторону растянутой кромки сечения. При этом фактическое краевое напряжение сжатия меньше, а растяжения больше вычисленных по формуле.

Опыты и теоретические исследования показывают, что условный предел прочности при изгибе зависит от формы поперечного сечения. При одном и том же мо!менте сопротивления он у круглого сечения больше, чем у прямоугольного, а у двутаврового сечения меньше, чем у прямоугольного [12].

С увеличением высоты сечения предел прочности снижается. Все эти факторы учитываются в расчете введением соответствующих коэффициентов в расчетное сопротивление ('например, при расчете двутавровых клееных балок; см. ниже § 72).

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

 

Смотрите также:

 

Прочность древесины. Предел прочности при растяжении.

Поэтому при проведении испытаний древесины придерживается заданной скорости нагружения на каждый вид испытания. Различают основные виды действий сил: растяжение, сжатие, изгиб, скалывание. Предел прочности при растяжении.

 

Упругие и пластические деформации древесины.

Во время сушки древесины эти свойства проявляются в поперечном к длине волокон направлении, т. е. по ширине доски.
Это значит, что во внутренней зоне обеих полосок проявилась остаточная деформация растяжения, а в наружных — сжатие, т. е. произошли...

 

Древесина. ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ. Строительные материалы

Различаются три вида покоробленности: поперечнаяизгиб сортимента по ширине
Свилеватость снижает прочность древесины на изгиб, растяжение и сжатие и, наоборот
влияния не оказбтает, за исключением понижения удельной работы при ударном изгибе.

 

Лесные материалы – материалы и изделия из древесины

При расчете конструкций из древесины, работающих на сжатие, изгиб, растяжение или в условиях сложного напряженного
По размерам поперечного сечения они разделяются на брусья, бруски и доски (7.1). Брусья — пиломатериалы толщиной и шириной 100 м и более.

 

Пороки древесины. Основные свойства древесины.

Свилеватость понижает прочность древесины при сжатии, растяжении и изгибе, но повышает при скалывании вдоль волокон, затрудняя обработку древесины.
Материалы для склеивания древесины и отделочных работ. Клеи. Олифы.

 

Пороки древесины

При поперечном сжатии и продольном скалывании сучки повышают прочность древесины.
Свилеватость снижает прочность древесины при растяжении, изгибе, сжатии, но увеличивает прочность при скалывании.