17. Рас. Эл. Из цельной древесины на центральное растяжение.

Центрально растянутые вдоль волокон эл-ы следует рассчитывать по формуле где — расчетная продольная сила; — площадь поперечного сечения элемента нетто; — расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон.

При определении , ослабления, расположенные на участке длиной до 0,2 м, следует принимать совмещенными в одном сечении.

В сечениях эл-в с равномерным растяжением поперек волокон должны соблюдаться след. условия:

— для цельной древесины; — для клееной древесины

где k₁ = 0,8 — коэфф, учит-й снижение прочности клеевого шва при растяжении поперек волокон;

— расчетная продольная сила;

— расч. площадь поперечного сеч.

Прочность древесины вдоль волокон выше, чем поперек волокон. Н-р:

Древесина работает на растяжение почти как упругий материал и показывает высокую прочность. Разрушение растянутых элементов происходит хрупко, в виде почти мгновенного разрыва наиболее слабых волокон по пилообразной поверхности.

Растянутые элементы должны иметь высшую, I категорию по качеству древесины. Прочность растянутых элементов в тех местах, где они ослаблены отверстиями или врезками, снижается дополнительно в результате концентрации напряжений у их краев. Это учитывается снижающим коэффициентом условий работы k₁ = 0,8. При этом расчетное сопротивление растяжению получается равным = 8 МПа. При наличии ослаблений в пределах длины 20 см в разных зонах сечений поверхность разрыва всегда проходит через них. Поэтому при определении ослабленной площади сечения все ослабления на этой длине суммируются, как бы совмещаются в одном сечении.

Применительно к рис. 2.1 по этому требованию при S> 200 мм ,

а при S< 200мм

18, 19 Расчет эл-в из цельной древесины на центральное сжатие. Работа древесины при сжатии.

Расчет на прочность необходим главным образом для коротких стержней, для которых условно длина l≤7δ, где δ – меньший из размеров поперечного сечения деревянных эл-в. Более длинные элементы, не закрепленные в поперечном направлении связями, следует рассчитывать на продольный изгиб, который состоит в потере гибким центрально сжатым прямым стержнем своей прямолинейной формой, что называется потерей устойчивости. Она сопровождается искривлением оси стержня при напряжениях, меньших предела прочности.

Центрально сжатые элементы постоянного поперечного сечения следует рассчитывать по формулам:

на прочность

на устойчивость

где fc,0,d — расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

Ad — расчетная площадь поперечного сечения, принимаемая равной:

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

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

— площади сечения нетто Ainf, если ослабления выходят на кромки;

При расчете центрально сжатых элементов на устойчивость следует учитывать упругую и упругопластическую работу древесины. Критические напряжения в указанных областях разделяются граничной гибкостью, которая в расчетах принята равной = 70.

Коэффициент продольного изгиба следует определять по формуле или, в зависи­мости от гибкости элемента:

при

при

где с = 0,8 для древесины и с = 1 для фанеры;

С = 3000 для древесины и С = 2500 для фанеры.

Гибкость элементов цельного, постоянного по длине сечения определяется по формуле ,

где — расчетная длина элемента;i — радиус инерции сечения элемента в направлении соответствующей оси.

Расчетную длину элемента следует определять по формуле

где — коэффициент

l — свободная длина элемента.

Сопротивление сжатию вдоль волокон - одна из наиболее устойчивых мех. характеристик древесины, сравнительно мало зависящая от различных факторов, в частности пороков древесины. Сучки отклоняют волокна от осевого направления действующей в сжатом элементе силы, ослабление сопротивления волокон при наклонном их положении приводит к уменьшению прочности древесины на сжатие, хоть и не так значительно как при растяжении. Влияние сучков равносильно ослаблению сечения отверстиями диаметром, равным диаметру сучка.

При сжатии древесины поперек волокон вначале происходит постепенное уплотнение образца, сопровождаемое значительным уменьшением его высоты; затем наступает разрушение в форме растрескивания образца и отслаивания боковых частей.

Условный предел прочности при сжатии поперек волокон для всех пород в среднем примерно в 10 раз меньше предела прочности при сжатии вдоль волокон. Эта разница объясняется тем, что при сжатии поперек волокон возникает дополнительное сопротивление волокон древесины, тогда как при продольном сжатии сопротивление ограничивается силами упругости годичных слоев древесины. Иными словами, деформативность древесины при сжатии поперек волокон выше, чем при сжатии вдоль волокон.