Расчет деревянных конструкций – смятие древесины

Деревянные элементы испытывают равномерные напряжения смятия на тех участках своей поверхности, к которой непосредственно приложены сжимающие силы N. Таким образом, смятие древесины - это поверхностное сжатие.

Расчет деревянных конструкций – смятие древесины

Лабораторные испытания деревянных образцов на смятие показывают, что трубчатые волокна древесины при этом сплющиваются и она уплотняется. Размеры древесины в направлении действия силы заметно уменьшаются, но она сохраняет способность выдерживать нагрузку. Пороки древесины мало ухудшают ее работу на смятие и поэтому сминаемые элементы могут делаться из древесины II и III категории качества.

Однако допускать больших деформаций элементов от смятия древесины нельзя. При этом могут измениться форма конструкции и появиться большие прогибы. Поэтому напряжения смятия деревянных элементов а не должны превосходить расчетных сопротивлений смятию, установленных нормами. Расчет деревянных конструкций на смятие тоже считается расчетом по прочности, хотя при этом фактически ограничивается величина деформации древесины при смятии.

Древесина имеет разное строение вдоль и поперек волокон, и поэтому она работает на смятие по-разному. Прочность ее по смятию зависит от того, под каким углом а к направлению волокон действует сжимающая сила N. Поэтому и расчетные сопротивления смятию различны при различных случаях смятия древесины.

Смятие вдоль волокон возникает в торцах сжатых стержней. Сжимающая сила при этом действует перпендикулярно сечению, угол смятия между ее направлением и волокнами а = 0. Древесина при этом работает хорошо и расчетное сопротивление смятию ее имеет наибольшую величину - Rсм= 130 кГ/см2.

Расчет деревянных конструкций – смятие древесины

Общее смятие древесины (сжатие) поперек волокон возникает в коротких деревянных подкладках и прокладках. Сжимающая сила при этом приложена по всей поверхности элемента перпендикулярно направлению его волокон, под углом смятия а = 90°. На общее смятие поперек волокон древесина работает плохо. При этом стенки трубчатых волокон легко сплющиваются и древесина сильно деформируется. Расчетное сопротивление древесины такому смятию самое малое Rсм90=18 кГ/см2.

Местное смятие поперек волокон возникает там, где конструкция опирается на опоры - во врубках, под шайбами болтов, под хомутами и др. Сжимающая сила действует перпендикулярно направлению волокон, под углом смятия а = 90°. При этом равномерное напряжение смятия действует лишь на части поверхности древесины в месте действия силы. На такое смятие древесина работает лучше, чем на общее, и деформируется меньше. Соседние ненагруженные участки древесины здесь тоже частично вовлекаются в работу на смятие в результате изгиба волокон древесины. Поэтому расчетные сопротивления смятию здесь выше, чем при общем смятии: для смятия на опорах RCM90 = 24 кГ/см2, для смятия во врубках Rсм=30 кГ/см2, и для смятия по шайбам болтов RCM90 = 40 кГ/см2.

Смятие древесины под углом к волокнам возникает в лобовых упорах, врубках и под шайбами тяжей. Сминающая сила действует здесь под углом а к волокнам, промежуточным между 0 и 90°. На такое смятие древесина работает хуже, чем при смятии вдоль волокон, но лучше, чем поперек волокон. Расчетное сопротивление смятию Rсма имеет в данном случае промежуточное значение, зависящее от угла смятия и определяется по формуле:

смятие древесины

После подстановки значений RCM и RCM90 расчетное сопротивление смятию можно определять по этой формуле, приведенной к виду:

для лобовых упоров

023

для врубок

смятие древесины

для шайб

смятие древесины

Расчетное сопротивление смятию древесины под углом а можно находить по графику норм.

Расчет деревянных конструкций на смятие производится по формуле:

смятие древесины

С помощью этой же формулы можно определить величину расчетной силы сжатия, которую может воспринять данная площадь смятия, и требуемой площади смятия F, необходимой для выдерживания известной сжимающей силы N.

 

Вы можете добавить комментарий:


Поиск по сайту:
Чаще всего читают статьи:
Полезная информация:
Популярные статьи: