5. Работа древесины на растяжение

Древесина работает на растяжение почти как упругий материал и имеет

высокую прочность. Деревянные элементы разрушаются почти мгновенно, без заметных предварительных деформаций. Поэтому растянутые элементы надо изготовлять, как правило, из наиболее прочной древесины 1-го сорта с нормативным сопротивлением 20МПа и расчетным сопротивлением 10МПа. В малонапряженных элементах допускается применять древесину 2-го сорта с расчетным сопротивлением 7МПа.

В местах ослаблений возникает концентрация напряжений, которая приводит к перегрузке неперерезанных волокон и разрыву. Прочность растянутого элемента в местах ослабления отверстиями снижается, что учитывается коэффициентом условий работы mo=0,8, и составляет 8МПа. При наличии ослаблений в пределах длины, поверхность разрыва всегда будет проходить через них, поэтому все ослабления в пределах этой длины суммируются, как бы совмещаются в одном сечении.

Сопротивление древесины растяжению поперек волокон исключительно

мало. В деревянных конструкциях нельзя допускать работу древесины на растяжение поперек волокон. Расчет по прочности растянутых элементов производится на растягивающую силу от расчетных нагрузок по формуле

σ = N / А_нт ≤R ,

где Ант- площадь сечения нетто (ослабления на длине 20см принимаются со-

вмещенными в одном сечении); Rр – расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон, определенное с учетом всех необходимых коэффициентов.

По деформациям растянутые элементы не проверяются.

диаграмма работы древесины на растяжение вдоль волокон

график зависимости расчетных сопротивлений клееной древесины от угла наклона к волокнам.

Характер разрушения образца, учет расстояний между ослаблениями.

6. Работа древесины на сжатие.

Пластические свойства древесины при центральном сжатии проявляются значительно сильнее, чем при растяжении. Диаграмма деформаций стандартного образца при испытании его на сжатие показывает, что примерно до половины предела прочности древесина работает почти упруго, и рост деформаций происходит по закону, близкому к линейному. При дальнейшем увеличении напряжений деформации растут быстрее, чем напряжения, указывая на упругопластическую работу древесины. Разрушение образца происходит при напряжениях 40МПа пластично в результате потери местной устойчивости стенок ряда волокон. Поэтому сжатые элементы работают более надежно, чем растянутые, и разрушаются только после заметных деформаций.

Пороки реальной древесины меньше снижают прочность сжатых элементов, поскольку сами воспринимают часть сжимающих напряжений. Поэтому сжатые элементы рекомендуется выполнять из древесины 2-го сорта, имеющей нормативное сопротивление сжатию 20МПа и расчетное сопротивление сжатию 13 МПа.

Расчет элементов

Центрально-сжатые стержни цельного сечения рассчитывают по первому

предельному состоянию на прочность и устойчивость.

Расчет на прочность необходим для коротких стержней (при l<7d , l<5) и

производится по формуле

σ = N / Ант ≤Rсm, где Rc - расчетное сопротивленние древесины сжатию вдоль волокон.

В других случаях сжатые элементы рассчитывают с учетом продольного

изгиба.

Потеря устойчивости сопровождается появлением деформации изгиба в

плоскости наименьшей жесткости. Отношение критического напряжения σ_кр

при котором сжатый стержень теряет устойчивость, к пределу прочности Rпр

называют коэффициентом продольного изгиба

Расчет на устойчивость выполняется по формуле , где Fрасч - расчетная площадь поперечного сечения;

Коэффициент продольного изгибы определяется в зависимости от его расчетной длины lo, радиуса инерции сечения i , гибкости l= lo/i и находится из выражений

- при гибкости λ>70 φ = А/ λ² , где А=3000 для древесины, А=2500 для фанеры;

- при λ≤70 φ=1-а(λ/100)², где а=0,8 для древесины, а=1 для фанеры

Расчетную длину элемента l0 определяют путем умножения его геометрической длины на коэффициент μ :