Недостатки дк

1. Анизотропия – разная прочность в разных направлениях:

2. Малая теплоемкость:

Разрешается использовать при температуре воздуха внутри сооружения:

клееные конструкции  35° С;

неклееные конструкции  50° С;

Древесина при отрицательных температурах практически не снижает несущую способность и при высокой надежности.

3. Возгораемость:

Связана с химическим составом:

Углерод – 50 %;

Кислород – 44 %;

Водород – 6 %.

4. Снижение несущей способности и модуля упругости при повышении влажности.

W=102 % - относительная влажность для склеенных конструкций (сушат 3-4 дня в специальных условиях).

W=20 % - неклеенные конструкции (сушат под навесом).

5. При увеличении W от 10 до 33 % прочность снижается в 3-4 раза; модуль упругости в 2 раза.

W бывает:

1. Свободная, заполняет каналы, пустоты;

2. Связанная, пропитывает стенки сосудов, волокон (сосна, ель 75 % трубки);

3. Химическая связная (H₃O).

При изменении влажности от 0 до 33 % изменяются размеры и происходит коробление, усушка, набухание.

Процент усушки и набухания:

Трещины вдоль волокон образуются при изменении размеров.

Температура сушки древесины - 50-60° С.

6. При повышении температуры от при 20 до 50° С  и Е снижается примерно на 20 %, что учитывается коэффициентом 0,8.

7. Ползучесть и релаксация.

 = f(t) при const;

«- » ползучести это увеличение деформаций, прогибов;

« + » ползучести - происходит перераспределение усилий в узлах, и закрываются зазоры.

Релаксация это явление обратно ползучести  = f(t) при  = const.

Гнутый клееный элемент:

С течением времени _гн – уменьшается в 2-3 раза.

8. Снижение  и Е при длительном действии нагрузки.

Пусть: нагрузку N₂< N₁ на 20 % , разрушение произойдет через некоторое время: ₁ = N₁/А; ₂ = N₂/А.

Через 15 суток сильно снижается прочность (в течении 10-15 суток).

_длит - не разрушает материал как бы долго не действовала нагрузка.

Коэффициент длительности:

К_длит= _дл/_{кратковр}= 0,5 - 0,6.

Происходит разрушение через некоторое время.

ГОСТ 2140 . «Древесина. Пороки.» - он описывает изменения внешнего вида, нарушение правильности строения и различные заболевания.

Группы пороков:

- сучки;

- трещины (разрывы вдоль волокон);

- пороки формы ствола (кривизна, сбеги естественные или сбежестость – большой сбег, заковелистость, гниение, поражение насекомыми).

3 условия для гниения:

1. Относительная влажность W18 %.

2. Доступ кислорода (сваи глубоко в земле не гниют).

3. Температура выше 0° С.

Влияние размеров:

С увеличением размеров

.

Работа древесины

Испытание проводят:

1. Малых (чистых ) образцов ( СНиП II-25-80 – испытание по малым образцам при стандартных условиях: W=12 %; t=20° С; W_возд=65 %; образцы без сучков и дефектов.

2. Образцы натурных размеров (реальные, но они отличаются только длиной, а так со всеми дефектами).

1.1. Работа на растяжение вдоль волокон.

Характер разрушения: очень хрупкий, сильно влияют на несущую способность пороки: косослой, сучки, трещины и т. д.

I сорт – нет трещин.

К_длит= _с.пор/_{из. чистого}= 0,36

1.2.Сжатие вдоль волокон.

Характер разрушения вязкий.

Косослой предельный.

Древесина II сорта.

Значительно меньше влияют на характер разрушения сучки, косослой и др. пороки; на несущую способность влияют меньше, чем при растяжении (в 2-3 раза).

Влияние размеров образцов

1.3. Работа древесины на изгтиб

Рассмотрим упругую работу

N_c;=N_раст

x = 0

h_вн- плечо внутренней пары;

М_вн – момент внутренней пары;

Эпюра используются в авиации .

В строительстве криволинейную реальную эпюру заменяют на треугольную равновеликую по моменту внутренней пары.

- для чистой древесины.

Характер разрушения хрупкий .

Для длинных (т.е. при длине образца более 18 высот образцов) происходят разрушения от нормальных напряжений :

1. по косослою;

2. защепистый излом (только для здоровой древесины, срубленной в возрасте 60 лет и более);

3. раковистый (древесины с заболеванием или срубленная в возрасте 20-30 лет – сроки рубки 60, 70 и 80 лет).

Для коротких образцов от  или .

Влияние формы поперечного сечения

W₁=W₂ =W₃

За счет включения в работу не нагруженной части сечения.

несущая способность в (1) больше на 9%, в (3) – на 14 %;

Влияние длины

-формула Перельпина.

Необработанные круглые бревна имеют большую несущую способность на 20 %.

1.4. Растяжение поперек волокон.

Разрешается использовать только для клееных элементов, где не допускаются трещены.

Смятие поперек волокон.

Смятие вдоль волокон и сжатие вдоль волокон (44 МПа – сосна, ель) практически не отличаются.

Упругая работа (упругое последствие наблюдается).

Дерево отдыхает 10-15 суток и возвращает деформации назад.

- разрушение ранней древесины.

- разрушение поздней древесины (необратимые деформации).

Три вида смятия.

1. По всей поверхности

2. На части длины по всей ширине.

А_доп- ненагруженная площадь, включается в работу за счет эффекта (упругого основания) натянутых струн.

₂>₁

Смятие – это напряженное состояние на поверхности элемента.

3. На части длины и ширины.

₃=1,05-1,1₂

Характер разрушений: вязкий.

Скалывание:

1. Перерезывание волокон. В узлах древесина практически никогда не разрушается от перерезывания волокон.

2. Вдоль волокон.

3. Поперек волокон.

Скалывание вдоль волокон

1. Односторонее.

2. Двусторонее.

l_ск – длина площадки скалывания.

е_ск – эксцентриситет сил.

Для 1-ого случая _max сильно отличается от

Виды скалывания учитывает коэфициент :

Влияние длины площадки скалывания

Очень малая

Для того, чтобы площадка работала или разрушалась от скалывания.

очень длинная площадка скалывания ( );

Расчетную длину принимаем по косослою II сорта.

Характер разрушений везде хрупкий.

Скалывание и смятие под углом волокон.

Особенности расчета ДК по методу предельных состояний

1. Разрушение.

2. Ограничение деформаций.

Структура расчетного сопротивления

- среднеквадратичная ошибка.

;

к – опред. вероятность Rн, если к = 0,64, то r^н = 0,95 ,когда образцов больше 30.

Если к = t2 – квантиль распределения Стьюдента, зависит от количества образцов и заданной вероятности вместо коэффициента к

- коэффициент вариаций.

Пример:

Растяжение вдоль волокон

В бетоне r^н – называют браковочным минимумом.

т. 3 – образцы п. 3.2 т. 4

R =     

В п 3.2 может быть всего 9 коэффициентов.

1-й коэффициент учитывает реальные условия эксплуатации:

А – отапливаемое здание (условия А1,А2,А3);

Б – неотапливаемые здания (Б1,Б2,Б3);

В – склады;

Г – соприкасаются с водой.

Условия 1,2,3 – учитывают увеличения влажности для различных условий, и несущая способность снижается, m = 10,75.

Остальные коэффициенты (всего 9 коэффициентов) учитывают снижение или повышение несущей способности в зависимости от:

- толщины досок (m_сл=1, при t_g = 33 мм);

- высоты элементов (h  50 см, m_б = 1,0 и h = 120 см, m_б = 0,8);

- температуры m_t;

- пропитки антипиренами;

- длительности действия нагрузки;

- гнутья;

и. т. д.

Таблица 4. Уитывает переход от сосны, ели с плотностью 500 кг/м³ к другим породам

Второе предельное состояние .

Предельное условие f  f_пред .

f_пред – функция назначения.

f – определяется по известным формулам строительной механики, например для шарнирно опертой балки при действии равномерно распределенной нагрузки:

f = f_M + f_Q + f_N

Особенности для балок:

h – высота балки;

l – длина балки;

; f = 1,8f_М

Модуль сдвига для стали:

Для дерева

;