Длительное сопротивление древесины

Древесина реанонный материал (ей присуще реалогические свойства) – зависимость прочностных и упругих характеристик от режима напряжений и длительного действия нагрузки.

При быстром загружении или кратковременном действии нагрузки древесина деформируется упруго и показывает наибольший предел прочности. При медленном возрастании нагрузки и длительном ее действии, в древесине развиваются неупругие деформации, а разрушения происходят при меньшем напряжении чем при кратковременном напряжении.

Деформации древесины подразделяют на три вида:

1)на упругие деформации; 2) эластические; 3) остаточные.

Упругие и эластические деформации обратимы, а остаточные нет. прочностные характеристики древесины получают испытанием стандартных образцов:

 

 

Кривая длительного сопротивления.

 

 

σ _кр – кратковременно сопротивление

σ _дл – предельное длительное сопротивление

m_дл – коэф длительного сопротивления

τ – время, с

Если τ ≥ 30 лет, то m_дл =0, 53.

При напряжении меньшеσ _дл древесина не разрушается, поэтому σ _дл считается действительной прочностью древесины не зависимо от режима загружения.

 

При проектировании влияния длительной нагрузки учитывают коэф условия работы. При нагрузке меньшей продолжительности (ветровая 1, 1; сейсмическая 1, 4).

При загружении постоянными и длительными нагрузками используют коэф m_д=0, 8.
11. Основы расчета элементов конструкций цельного сечения по предельным состояниям

Базовой характеристикой в расчетах прочности деревянных конструкций служит нормативное сопротивление определяемое в результате стандартных испытаний с обеспеченностью 0, 95.

 

 

 

- коэф надежности материала учитывающий большую обеспеченность

Непосредственно в расчетах используется расчетное сопротивление древесины имеющее обеспеченность 0, 99.

При нормировании расчетных сопротивлений для разных сортов пиломатериалов испытания производят на образцах с максимально допустимыми для данного сорта пороками.

- базовый коэф длительного сопротивления=0, 66. Принятый для конструкции нагрузок собственный вес + снег, длительностью примерно 2 месяца. Отклонения условий работы от нормальных учитывается в расчетах коэф надежности по условию работы:

- коэф условия работы для отклонения влажности и температуры;

- вводится в расчетах на длительную нагрузку и в расчетах на комбинацию нагрузок содержащих кратковременные нагрузки;

- учитывают концентрацию напряжения возле ослабления (возле отверстия 0, 8), - для элементов подвергнутых глубокой пропитке антисептиками =0, 9;

- коэф условий работы дощатоклееных конструкций; первый вводится при больших размерах поперечного сечения (высота более 50см), второй учитывает повышение надежности элементов склеенных из более тонких слоев по сравнению с основным рекомендуемым слоем 33мм, третий учитывает начальные напряжения в слоях гнутоклееных конструкций, принимается в зависимости от радиуса гнутья и толщины доски (радиус гнутья не менее 150 толщин доски);

- переходный коэф к древесинам других пород, чем сосна или ель.

Центральное растяжение

Деревянные элементы, работающие на центральное растяжение, рассчитывают по наиболее ослабленному сечению. σ _р =N/A_нт ≤ R_рm₀

Коэффициент m_о=0, 8 учитывает концентрацию напря­жений, которая возникает в местах ослаблений. А_нт – площадь сечения за вычетом ослаблений. При вычислении А_нт ослабление расположенные на участке длиной до 20см принимаются совмещенными в одном сечении. N - расчетная растягивающая сила.

 

Растяжение с изгибом.

В растянуто-изгибаемых элементов кроме изгибающего момента действуют центрально приложенное усилие, которое растягивает стержень, т.е. направленно в сторону по сравнению со сжато-изгибаемым элементом. Поэтому после прогиба стержня вызванного изгибающим моментом, нормальное усилие будет создавать дополнительный момент противоположного знака и таким образом уменьшать основной момент. Т.к. на деревянные элементы при растяжении сильно влияют пороки древесины, снижая их прочность, то растянуто-изгибаемые элементы рассчитывают в запас прочности без учета дополнительного момента от продольных сил при деформации стержня по формуле:

 

Центральное сжатие

1. Расчет прочности коротких элементов он выполняется если длина элемента не превышает 7 минимальных размеров поперечного сечения: . При вычислении площади нетто в отличие от центрального растяжения ослабление в одно сечении не совмещают.

2. Расчет устойчивости гибких элементов он выполняется если длина элемента превышает 7 минимальным размеров поперечного сечения. φ – коэф продольного изгиба; А_расч – расчетная площадь сечения, принимают равным площади брутто при отсутствии ослабления, а также при ослаблении не входящим за кромки, если площадь не превышает 25% площади сечения.

 

, если площадь таких ослаблений > 25%,

при симметричном ослаблении, выходящем на кромки

 

- при упругой работе материала

А=3000 для древесины

А=2500 для фанеры

а=0, 8 древ

а=1 фанера

 

 

, если ; , если

, l₀ – расчетная длина, i – радиус инерции, μ ₀ – коэф учета условия закрепления элемента по концам (отношение длины полуволны к геометрической длине элемента).

 

 

- для прямоугольного сечения, 0, 25d – для круглого сечения.

Для элементов переменного по длине сечения расчет производится по той же формуле, но коэф φ дополнительно умножается на коэф к_жw – учитывающий изменение жесткости по длине элемента.

Площадь сечения А_расч и коэф φ вычисляются для сечения с максимальными размерами.

Расчет на поперечный изгиб

Изгибаемые элементы рассчитывают по первому и второму предельным состояниям, или иначе на прочность и жесткость. В расчете по первому предельному состоя­нию используют расчетную нагрузку, а при определении прогиба нормативную нагрузку, т. е. без учета коэффи­циента перегрузки.

Проверка прочности нормальных сечений на действие изгибаемого момента:

Проверка на скалывание при изгибе по формуле Журавского:

b – ширина элемента в котором проверяют касательные напряжения

В соответствии с формулой Журавского:

 

 

Проверка устойчивости плоской формы деформирования:

φ _м – коэф устойчивости при изгибе

φ _м=140b²к_ф/(l_ph)

l_p – расстояние между точками раскрепления сжатой кромки изгибаемого элемента

 

 

к_ф – коэф учета формы эпюры изгибающих моментов на рассматриваемом участке длиной l_p

Для параболической эпюры к_ф=1, 13.

Устойчивость считается обеспеченной если выполняется условие: l_p≤ 140b²/hm_б

Проверка жесткости:

f_и – предельно допустимые значения прогиба

f₀ – это прогиб условного элемента с постоянным сечением равным наибольшему сечению рассчитываемой конструкции от действия изгибающих моментов.

 

к₁ – по справочнику

к – коэф учета переменности сечения рассчитываемой конструкции

с – коэф учитывающий влияние касательных напряжений на прогиб балки

Расчет на косой изгиб →

Сжатие с изгибом

Расчет на сжатии с изгибом производится по деформированной схеме (геометрически не линейный расчет) т.к. из-за низкого модуля упругости древесины нельзя пренебречь изгибными деформациями, в следствии чего продольная сила в расчетном сечении получает эксцентриситет и момент возрастает.

 

 

М_Д – изгибающий момент вычисленный по деформированной схеме с учетом доли привносимой продольной силой

ξ - учитывает долю момента от продольной силы

Проверка устойчивости:

φ _у – коэф продольного изгиба из плоскости деформации

n=1 если растянутая кромка раскреплена

n=2 если не раскреплена

Растяжение с изгибом:

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. V. Механизм, преобразующий крутящий момент, передающийся от двигателя через сцепление, по величине и направлению, позволяет отключать двигатель от ведущих мостов на длительное время.
2. А-общий вид; б-принципиальная схема; 1-неоновая лампа; 2- шунтирующее сопротивление; 3-добавочное сопротивление; 4-корпус.
3. В то же время, при освещении и нагревании пластины из германия или кремния, сила тока в цепи возрастает (т.е. сопротивление уменьшается).
4. ДРЕВЕСИНЫ И ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ.
5. Защитные механизмы и сопротивление
6. Игры на ознакомление с плотностью и сопротивлением воды
7. Игры на ознакомление с плотностью и сопротивлением воды
8. Измельчение древесины на технологическую щепу и стружку.
9. Интернациональное белое Сопротивление
10. КАК ПРЕОДОЛЕВАТЬ СОПРОТИВЛЕНИЕ
11. Как распознать сопротивление