Работа древесины на смятие и скалывание вдоль, поперек и под углом к волокнам

14. Работа древесины на смятие и скалывание вдоль, поперек и под углом к волокнам.    Расчет элементов по этим видам напряженного состояния.

Смятие происходит от сжимающих сил, действующих перпендикулярно поверхности деревянного элемента. Общее смятие возникает когда сжимающая сила действует на всю поверхность элемента, местное – сила действует на часть поверхности. Прочность и деформативность при смятии существенно зависят от угла смятия. При смятии вдоль волокон стенки клеток работают в наиболее благоприятных условиях, и древесина имеет прочность и деформативность, как и при сжатии вдоль волокон. При смятии поперек волокон – стенки клеток работают в наименее благоприятных условиях – они сплющиваются за счет внутренних пустот, что приводит к значительным деформациям. Разрушение древесины при смятии заключается в нарушении связей между волокнами и появлении трещин.

Расчет элементов на смятие производится на действие сжимающей силы N от расчетных нагрузок, площади смятия А и расчетного сопротивления древесины смятию:

Рекомендуемые материалы

Скалывание происходит в продольном сечении элементов от действия скалывающих усилий. Прочность древесины при скалывании очень мала ввиду её волокнистого строения. Элементы при скалывании разрушаются хрупко. Пороки древесины в разной степени влияют на скалывание: сучки не снижают прочность, трещины не допускаются. Прочность древесины при скалывании поперек волокон более чем в 2 раза ниже.

Скалывание при изгибе возникает от действия парных сдвигающих сил Т, действующих в противоположных направлениях. Скалывающие напряжения максимальное значение в прямоугольных сечениях имеют на нейтральной оси.

Расчет изгибаемых элементов на скалывание при изгибе производят на действие максимальных поперечных сил Q: , где S – статический момент скалываемой части сечения относительно нейтральной оси,- для прямоугольного сечения; - момент инерции сечения; - расчетное сопротивление скалыванию.

Только при расчете очень коротких балок и больших сосредоточенных близ опор нагрузках такая проверка необходима.

Скалывание в соединениях от двух скалывающих сил, действующих в противоположных направлениях, в результате сжатия или растяжения соединения. В площади скалывания возникают скалывающие напряжения и имеют наибольшее значение в зоне приложения силы. Силы скалывания действуют с эксцентриситетом. В результате этого в площади скалывания дополнительно возникает изгибающий момент и от него напряжения сжатия и растяжения поперек волокон (а им она сопротивляется очень плохо).

Работа древесины на скалывание в соединениях является особо ответственной, и разрушение может привести к разрушению всей конструкции. Поэтому качество древесины должно быть особенно высоким.

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 49. Задача поэта.

Расчет соединений деревянных элементов на скалывание производится на действие скалывающих усилий Т:

Площадь скалывания А=L_ск b,

            , где =2,1МПа –расч макс сопротивление древесины скалыванию; - длина пощади скалывания; е – эксцентриситет скалывающих усилий. b - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений скалывания и зависит от вида скалывания.