Древесина для строительных конструкций. Общие сведения.
Инженерные конструкции выполняют обычно из хвойных пород древесины — сосны, ели, лиственницы, пихты, кедра. Эти породы характеризуются прямолинейностью, лучшими, чем у лиственных пород, механическими свойствами и большей стойкостью против гниения в связи со смолистостью. Твердые лиственные породы (дуб, бук, граб и др.) применяют в конструкциях чаш,е всего для изготовления мелких ответственных деталей— нагелей, шпонок, прокладок и др. Березу используют в основном для изготовления строительной фанеры и слоистых пластиков. Мягкие лиственные породы (осина, ольха, тополь и др.) применяют для временных конструкций, вспомогательных сооружений и опалубки.
Достоинствами древесины как материала конструкций являются: требуемая прочность при малом весе, достаточная долговечность, относительная простота добывания материала и технологичность изготовления конструкций, малые величины коэффициентов температурного расширения (вдоль волокон) и теплопроводности, стойкость в некоторых химически агрессивных средах.
К основным недостаткам древесины можно отнести низкую огнестойкость, способность к загниванию и поражению древоточцами (низкую биостойкость), сильную зависимость физико- механических свойств от температурно-влажностных условий эксплуатации и длительности действия нагрузок, значительную неоднородность. Древесина является легким конструкционным материалом. Ее плотность зависит от влажности и существенно колеблется в пределах одной породы и даже одного ствола дерева.
|
|
|
Физико-механические свойства древесины.
Физические свойства древесины. Их определяет волокнистое, ячеистое строение материала.
Свежесрубленная древесина имеет влажность (процентное содержание свободной воды в полостях и гигроскопической влаги в клеточных оболочках) до 100%. В зависимости от условий эксплуатации сооружений влажность древесины не должна превышать для неклееных 20...25%, для клееных конструкций — 9... 15%. При высыхании происходит сокращение размеров деревянных элементов (усушка), при увлажнении — их расширение (разбухание). Теплопроводность древесины благодаря ее трубчатому ячеистому строению, особенно поперек волокон, небольшая (коэффициент теплопроводности Х„^0,14 Вт/мк). Поэтому ее применяют для устройства каркаса и обшивки ограждаюш,их конструкций зданий.
Древесина является легким конструкционным материалом. Ее плотность зависит от влажности и существенно колеблется в пределах одной породы и даже одного ствола дерева. Механические свойства древесины. Они существенно зависят от направления действия усилий по отношению к направлению волокон материала. Характер работы и прочность древесины определяются также видом напряженного состояния. При растяжении древесина деформируется почти как линейно-упругий материал. При сжатии с ростом нагрузки деформация довольно быстро приобретает нелинейный характер. В этом проявляется упругопластическая работа древесины.
|
|
|
Расчет деревянных центрально-растянутых элементов
На растяжение могут работать пояса, стержни решеток ферм, сквозных стоек и другие элементы деревянных кон-
струкций. Прочность центрально-растянутых элементов проверяют по формуле a = N/An<Rtt, где An — площадь поперечного сечения элемента за вычетом ослаблений.
При определении An ослабления, расположенные на участке
длиной до 200 мм, принимают совмещенными в одном сечении во избежание разрыва, проходящего зигзагом через эти ослабления. Прочность растянутых элементов, ослабленных отверстиями или врубками, дополнительно снижается в результате концентрации напряжений. Это учитывают снижением расчетного сопротивления материала коэффициентом условий работы 7^8 — 0,8. При предварительном подборе растянутых элементов учитывают
их возможное ослабление A — kwN/Rtt, где /I — требуемая площадь сечения брутто: /j^= 1,25...1,5—коэффициент ослабления сечения.
|
|
|
Расчет деревянных изгибаемых элементов
Изгибаемые элементы деревянных конструкций (шандоры,
спицы, щиты затворов гидротехнических сооружений, балки разного назначения, прогоны, решетка покрытий и др.) рассчитывают на прочность, устойчивость (первая группа предельных состояний) и на прогиб (вторая группа предельных состояний).
Прочность изгибаемых элементов проверяют:
по нормальным напряжениям
где Wn — момент сопротивления поперечного сечения нетто;
по касательным напряжениям
где S — статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения элемента относительно нейтральной оси, b — ширина сечения на том уровне, где определяют напряжения.
Предварительный подбор сечения изгибаемого элемента производят обычно из условия прочности по нормальным напряжениям. Требуемый момент сопротивления получают из формулы , далее, задавшись шириной сечения , определяют его высоту , уточняют размеры с учетом сортамента и производят все проверки.
Общую устойчивость плоской формы деформирования
изгибаемых деревянных элементов прямоугольного сечения проверяют по формуле
Расчет изгибаемых элементов по деформациям состоит в определении относительного прогиба от нормативных
нагрузок. Прогиб элементов цельного сечения или составных клееных определяют с учетом влияния сдвигающих напряжений.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 282; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!