Работа древесины при основных видах силового воздействия.

Графики зависимости деформаций от напряжений при различных видах работы.

1. растяжение (разрушение хрупкое)

2. изгиб

3. сжатие вдоль волокон

4. сжатие поперек волокон

Эпюры напряжений при растяжении и сжатии при наличии ослаблений:

Ослабления являются концентраторами напряжений. Влияние пороков при сжатии будет меньше и m₀=1. Таким образом, вследствие пластического характера работы при сжатии становится возможным перераспределение напряжений, что располагает к меньшему влиянию пороков древесины на ее механические характеристики.

Расчетные сопротивления древесины.

Расчетные сопротивления R_j – это основные характеристики прочности реальной древесины элементов реальных конструкций. Эта древесина имеет естественные допускаемые пороки и работает под нагрузками в течение многих лет. Расчетные сопротивления получают на основании нормативных сопротивлений с учетом коэффициентов:

, где

R_j^н – нормативное сопротивление чистой древесины тому или иному виду воздействия;

K_одн – (коэффициент однородности) коэффициент, учитывающий влияние естественных пороков и размеров поперечного сечения;

K_дл – коэффициент длительного сопротивления

В основном прочность древесины снижают сучки. Они уменьшают рабочую площадь сечения, перерезая и раздвигая ее продольные волокна, создают эксцентриситет продольных сил и наклон волокон вокруг сучка. Наклон волокон вызывает растяжение древесины поперек и под углом к волокнам, прочность которой в этих направлениях значительно ниже, чем вдоль волокон. Пороки древесины почти в два раза снижают ее прочность при растяжении и примерно в полтора раза при сжатии. Трещины наиболее опасны в зонах работы древесины на скалывание. С увеличением размеров сечения элементов напряжения при их разрушении уменьшаются за счет большей неоднородности распределения напряжений по сечению.

Нормативные сопротивления древесины R_j^н являются основными характеристиками прочности древесины чистых от пороков. Их определяют по результатам многочисленных испытаний малых стандартных образцов сухой древесины влажностью 12% на растяжение, сжатие, изгиб, смятие и скалывание с доверительной вероятностью 0,95. Результаты этих испытаний имеют большой разброс.

, где

t_α,n – коэффициент Стьюдента;

α – доверительная вероятность (0,95);

n – число испытаний;

V – вариационный коэффициент.

0,21 - растяжение

V = 0,15 - изгиб

0,13 - сжатие

Чем больше V, тем меньше , тем больше влияние неоднородностей.

0,27 - растяжение

k_одн = 0,4 - изгиб

0,67 - сжатие

Значение нормативных сопротивлений используют при лабораторном контроле прочности древесины в процессе изготовления деревянных конструкций и при определении несущей способности эксплуатируемых конструкций при их обследовании.

Производились испытания, в которых образцы нагружались, начиная с нагрузки равной сопротивлению древесины, что привело к моментальному разрушению образца. Нагрузку понижали, и время до разрушения увеличивалось. Это иллюстрируется кривой длительного сопротивления.

В процессе испытаний выяснилось, что существует предел длительной прочности, т.е. такой уровень напряжения, при нагружении ниже которого разрушение не будет в течение сколь угодно длительного времени.

Коэффициент длительного сопротивления учитывает, что древесина без пороков может неограниченно долго выдерживать лишь около половины той нагрузки, которую она выдерживает при кратковременном нагружении в процессе испытаний. Следовательно, ее длительное сопротивление R_дл почти в двое ниже кратковременного.

Длительное сопротивление является показателем действительной прочности древесины в отличие от предела прочности.

При определении величины расчетного сопротивления принимают k_дл=0,67 , т.к. нагрузки в расчетном (максимальном) их значении действуют на сооружение в ограниченный период действия.

Нормативные и расчетные сопротивления древесины при разных условиях работы: растяжение ,

изгиб ,

сжатие ,