Особенности работы древесины на скалывание

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 7

Малый стандартный образец для испытаний и диаграмма работы древесины на скалывание показаны на рис. 3.8. Скалывание, наряду с растяжением поперек волокон, является одним из наиболее слабых видов

О 123456Деформации

Скалывание древесины:

а малым стандартный образец для испытаний древесины на скалывание вдоль волокон; 6 диаграмма работы древесины на скалывание вдоль и поперек волокон

сопротивления древесины. Характер разрушения древесины при скалывании хрупкий. Наличие различных пороков резко снижает сопротивление древесины скалыванию (особенно опасен косослой).

Средний временный предел прочности при скалывании древесины вдоль волокон составляет всего 6...7 МПа, расчетное сопротивление скалыванию древесины вдоль волокон при изгибе неклееных элементов 1-госорта равно 1,8 МПа, клееных— 1,6 МПа. Различают: скалывание вдоль волокон; скалывание поперек волокон; скалывание под углом к волокнам.

Расчет элементов

При расчете соединений элементов деревянных конструкций (например, в лобовых врубках) пользуются формулой

τ=N_ск/ F_ск ≤ R_ск (3.30)

где N_ск — расчетная скалывающая сила;

F_ск — площадь скалывания;

R_ск — расчетное среднее по длине площадки скалывания сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон.

Расчетное среднее по длине площадки скалывания сопротивление древесины определяется по формуле:

R_ск= R_ск/1 +βl_ск/e(3.31)

R_ск — расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон при расчете по максимальному напряжению, R_ск = 2,1МПа;

β — коэффициент, зависящий от вида скалывания древесины в соединениях: при одностороннем скалывании (в лобовых врубках) β = 0,25; при двухстороннем (промежуточном) скалывании β = 0,125, если обеспечено обжатие по плоскостям скалывания;

l_ск— расчетная длина площадки скалывания, принимаемая не более 10 глубин врезки в элемент, отношение l_ск/eдолжно быть не менее 3;

e— плечо сил скалывания, см; для элементов с несимметричной врезкой, например в лобовых врубках, е = 0,5h; при расчете симметрично загруженных элементов с симметричной врезкой е = 0,25h;

h— полная высота поперечного сечения элемента.

Расчет на скалывание коротких клееных деревянных балок, нагруженных большими сосредоточенными силами вблизи опор, производится по формуле (3.15).

Краткие рекомендации

По компоновке сечений деревянных элементов

Для изготовления несущих деревянных конструкций из цельной древесины пригодны хвойные лесоматериалы (сосна, ель) с влажностью 15...20 %, длиной до 6,5 м. Для растянутых деревянных элементов применяется древесина 1-го сорта, а для сжатых, изгибаемых и сжато-изгибаемых конструкций — древесина 2-го сорта. Для обрешетки, настилов и других менее ответственных конструкций допускается применение древесины 3-го сорта. К древесине для деревянных конструкций, кроме требований ГОСТ 8486-86*Е на пиломатериалы хвойных пород и ГОСТ 9463-88* на круглые лесоматериалы, предъявляются дополнительные требования (см. прил. 1 СП [2]).

Для изготовления несущих КДК используются хвойные пиломатериалы 1, 2 и 3-го сортов с влажностью 10 ± 2 %, длиной от 2 до 6,5 м. Толщина слоев (заготовок) после острожки должна быть: для прямолинейных элементов 32...34 мм; для армированных 34...42 мм; для гнутоклееных (криволинейных) 16...32 мм, принимается в зависимости от внутреннего радиуса кривизны элемента. Размеры поперечных сечений (ширина b, высота h) определяются расчетом, но назначаются в соответствии с конструктивными соображениями и требованиями стандартизации и унификации сечений элементов, а также с учетом существующего сортамента пиломатериалов (см. табл. 2.1).

Основные типы поперечных сечений клееных деревянных элементов показаны на соответствующих рисунках в последующих главах. Рекомендуется проектировать клееные деревянные элементы преимущественно прямоугольного сечения постоянной высоты. Такое сечение, формируемое из горизонтальных слоев, отвечает требованиям технологичности и обладает повышенной огнестойкостью.

Согласно действующему сортаменту, выпускаются доски шириной (мм): 100, 125, 150, 175, 200, соответственно проектную ширину сечения клееных деревянных элементов с учетом припусков на механическую обработку необходимо назначать: 90, 115, 140, 160, 185, 210. Назначение, например, проектной ширины сечения элемента 150 мм потребует для его изготовления использование досок шириной 160 мм, но такой ширины досок в сортаменте нет, это приведет к увеличению стоимости конструкций на 30.. .50 % за счет надбавки к цене за специальный напил нестандартных пиломатериалов. Учитывая диаметр (160.. .200 мм) поставляемых в настоящее время на распиловку круглых пиломатериалов, ширину поперечного сечения КДК при проектировании назначают не более 140 мм (за исключением уникальных большепролетных конструкций), так как склеивание заготовок по ширине приводит к увеличению себестоимости изготовления КДК в 1,8...2,2 раза (без стоимости стальных деталей). Для исключения необходимости склеивания заготовок по ширине рекомендуется применять спаренные конструкции, составленные из двух-трех элементов, которые устанавливаются на один фундамент, или уменьшать шаг несущих конструкций.

Высота клееного пакета определяется расчетом, но по технологическим причинам (параметры прессового оборудования, время жизнеспособности клея и др.) не рекомендуется принимать высоту сечения клееного элемента более 1600 мм.

При компоновке поперечных сечений клееных деревянных элементов следует использовать:

- в растянутых и сжатых (при гибкости < 70) элементах пиломатериалы одной породы и сорта;

- в изгибаемых, сжато-изгибаемых и сжатых элементах (при гибкости >70) при высоте сечения более 500 мм рекомендуется использовать пиломатериалы двух сортов, назначая в крайних зонах (симметрично, в сжатой и растянутой) на 0,15h более высокий сорт. При высоте таких элементов более 1000 мм можно использовать пиломатериалы трех сортов: в крайней зоне на 0,15h — 1-й сорт, затем на 0,15h — 2-й сорт и в средней зоне сечения на0,4h — 3-й сорт.

В изгибаемых и сжато-изгибаемых элементах рекомендуется оптимизировать отношение ширины и высоты сечения и отношение свободной длины элемента к высоте сечения.

Элементы таврового, двутаврового, коробчатого и других сложных сечений применяются при соответствующем технико-экономическом обосновании. При компоновке таких сечений предварительно задаются толщиной стенки, шириной поясов и отношением высоты сечения между осями поясов к пролету, затем определяется требуемая площадь сечения элемента.

При компоновке поперечного сечения элементов из различных материалов: древесины и фанеры (клеефанерные), древесины и стали (армированные) в расчет вводятся приведенные геометрические характеристики сечения. Приведение осуществляется по модулю упругости к тому материалу, в котором проверяются напряжения.

Доцент А.В. Бобрицкий

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1197; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 67

Мы поможем в написании ваших работ!