Дървени конструкции - Изчислени съпротивления на дърво
Изчислени съпротивления и еластични характеристики на дърво и материали на основата на дървесина
За разлика от традиционните строителни материали, получени в резултат на многоетапна обработка на минерали и позволяващи получаването на материали с определени, слабо променящи се якостни свойства, механичните свойства на дървото, което е естествен полимерен материал, имат значителна променливост в характеристиките. Това се дължи на много фактори, като структура, дефекти, площ и условия на отглеждане и др. Следователно получаването на надеждни характеристики на дизайна върху малки проби от чисто дърво причинява значителни трудности.
Дългосрочните проучвания и натрупаната база данни за значителен период от време позволиха през последните години да се анализира сортовият състав на материалите с установяването на минималната допустима якост на опън (якост на опън) за тях. По-долу (Таблица 3) са нормативните и времеви съпротивления R H и L v p за три вида дървен материал в сравнение с чиста дървесина, намалени до съдържание на влага 12%, за основните видове напрегнато състояние. С цел по-голяма надеждност, временните съпротивления са получени чрез провеждане на стандартни тестове върху големи проби с наличие на дефекти, което позволява да се избегне влиянието на мащабния фактор при нормализирането.
Нормативното съпротивление се определя по формулата:
където RBp е средната стойност на якостта на опън по време на стандартни изпитвания на образци; h е коефициент, равен на 1,65 за сигурност от 0,95 с нормално разпределение, прието за нормализиране на стандартните съпротивления; n - коефициент на вариация, в зависимост от вида на напрегнатото състояние и вида на дървесината. Стойността му варира от 0,15 до 0,25.
Проектното съпротивление R, както може да се види от предходния параграф, се определя чрез разделяне на R H на коефициента на безопасност за материала u, като се вземе предвид отклонението към по-ниски стойности на якост на материала с по-висока сигурност по отношение на стандартното съпротивление,
където г) \u003d 2,33 - за сигурност от 0,99 с нормално разпределение, прието за нормализиране на проектните съпротивления.
Но дървото, както беше казано, променя своите якостни свойства при натоварване с течение на времето. Следователно, за да се получи основната проектна устойчивост, се въвежда множител τ, който отчита влиянието на продължителността на натоварване с прехода от якостта на дървесината по време на краткосрочни стандартни изпитвания към нейната якост при условия на дългосрочни постоянни и временни натоварвания през целия експлоатационен живот на конструкциите.
където tt \u003d 0,66 се приема като основа и отчита комбинираното действие на постоянни и краткотрайни натоварвания.
Основните проектни съпротивления на бор и смърч, съответстващи на нормални работни условия на температура и влажност (при температура
Намаляването на коефициента tbb с увеличаване на височината на напречното сечение на залепения пакет се дължи на по-ниската основна проектна якост на опън в сравнение с проектната якост на огъване. При елементи с високо огъване най-долните дъски са по-разтегнати, отколкото огъващи се.
Промяната на коефициента tsl в зависимост от дебелината на дъските се обяснява с по-голямото разпръскване на чепове и по-малката вероятност да има чепове в едно сечение поради големия брой тънки дъски.
При криво залепените дървени конструкции здравината на материала зависи от дебелината на плочите, в които има начални напрежения, получени при процеса на пресоване. Товаявлението се отчита от коефициента на условията на труд tg (таблица 6).
Силата на дървесината се намалява и под въздействието на някои химикали от биодеструкция, въведени под налягане в автоклави на значителна дълбочина. В този случай коефициентът на работно състояние ta = 0,9.
Влиянието на концентрацията на напрежение в изчислените участъци на опънати елементи, отслабени от дупки, както и в огънати елементи от кръгъл дървен материал с подрязване в изчисленото сечение, отразява коефициента на работно състояние m0 = 0,8.
Деформируемостта на дървесината при изчисляване на дървени конструкции за втората група гранични състояния се взема предвид от основния модул на еластичност E, който, когато силата е насочена по протежение на дървесните влакна, се приема за 10 000 MPa, а през влакната - 400 MPa. При изчисляване на устойчивостта се приема, че модулът на еластичност е 4500 MPa.
Основният модул на срязване на дърво (6) в двете посоки е 500 MPa. Коефициентът на Поасон на дървесината напречно на влакната с напрежения, насочени по протежение на влакната, се приема равен на pdo o = 0,5, а по протежение на влакната с напрежения, насочени напречно на влакната, n900 = 0,02.
Еластичните характеристики на дървесината, с изключение на коефициента на Поасон за конструкции, работещи при различни работни условия, се коригират с коефициента TV, като се умножат по E или G.
Тъй като продължителността и нивото на натоварване влияят не само на якостта, но и на деформационните свойства на дървото, стойността на модула на еластичност и модула на срязване се умножава по коефициента τi = 0,8 при изчисляване на конструкции, в които напреженията в елементите, произтичащи от постоянни и временни дългосрочни натоварвания, надвишават 80% от общото напрежение от всички натоварвания.
При изчисляване на конструкции метал-дърво, еластични характеристики ипроектните съпротивления на стоманата и връзките на стоманените елементи, както и армировката се приемат съгласно главите на SNiP за проектиране на стоманени и стоманобетонни конструкции.
От всички листови конструкционни материали, използващи дървесни суровини, само шперплатът се препоръчва да се използва като елементи на носещи конструкции, чиито основни проектни съпротивления са дадени в таблица 10 на SNiP P-25-80. При подходящи условия на работа на конструкции от залепен шперплат, изчислението за първата група гранични състояния предвижда умножаване на основните проектни съпротивления на шперплата по коефициентите на работни условия tv, md, tn и tl. При изчисляване на втората група гранични състояния, еластичните характеристики на шперплата в равнината на листа се вземат съгласно таблица 11 на SNiP I-25-80. Модулът на еластичност и модулът на срязване за конструкции при различни експлоатационни условия, както и тези, подложени на комбинирано въздействие на постоянни и временни дълготрайни натоварвания, трябва да се умножат по съответните коефициенти на експлоатационни условия τ и τ, приети за дърво