5. Расчет элементов деревянных конструкций: растяжение, сжатие, изгиб, сжатие с изгибом, смятие, скалывание.

Расчет центрально-растянутых элементов следует производить по формуле

,

При определении F_нт ослабления, расположенные на участке длиной до 200 мм, следует принимать совмещенными в одном сечении. Древесина работает на растяжение как упругий материал и показывает высокую прочность. Разрушение происходит хрупко, в виде почти мгновенного разрыва наиболее слабых волокон по пилообразной поверхности. Прочность отдельных образцов достигает 100мпа, а расчетное сопротивление принимают 10мпа, т.к. влияние пороков на древесину значительно.

Расчет центрально-сжатых элементов постоянного цельного сечения следует производить по формулам:

а) на прочность ; б) на устойчивость ,

где R_с – расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

 – коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно п. 4.3;

F_нт – площадь нетто поперечного сечения элемента;

F_рас – расчетная площадь поперечного сечения элемента, принимаемая равной:

Древесина работает на сжатие надежно, но не вполне упруго. Прочность на сжатие меньше почности на растяжение в 2-2,5 раза и составляет 40мпа. Разрушение происходит пластично , исп древесина 2 сорта.

Расчет изгибаемых элементов, обеспеченных от потери устойчивости плоской формы деформирования на прочность по нормальным напряжениям следует производить по формуле

, где М – расчетный изгибающий момент; R_и – расчетное сопротивление изгибу;

W_рас – расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента. Для цельных элементов W_рас = W_нт; для изгибаемых сост соединениях расчетный момент сопротивления следует принимать равным моменту сопротивления нетто W_нт, умноженному на коэффициент k_w; значения k_w для элементов, составленных из одинаковых слоев, приведены в табл. 13. При определении W_нт ослабления сечений, расположенные на участке элемента длиной до 200 мм, принимают совмещенными в одном сечении.

При поперечном изгибе значение предельной прочности образцов занимает промежуточное значение между пределами прочности при растяжении и сжатии и составляет в среднем 75мпа, а R=14мпа в зависимости от сорта древесины. В начальной стадии загружения древесина работает упруго и нормальные напряжения распределяются по высоте поперечного сечения по линейному закону. При увеличении нагрузки сжатая часть сечения начинает работать упруго-пластично, эпюра нормальных напряжений искривляется в сторону растянутых волокон. Разрушение оразца начинается с появления складок на крайних сжатых волокнах и завершается разрывом крайних.

4.17. Расчет на прочность внецентренно-сжатых и сжато-изгибаемых элементов следует производить по формуле

,

где М_д – изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме. В криволинейных элементах и элементах нагруженных продольной силой, действующих эксцентрично относительно оси сечения, возникает изгиб с сжатием. Разрушение начинается с появления складок волокон в месте действия максимальных сжимающих напряжений и разрыв растянутых волокон.

Расчетное сопротивление древесины смятию под углом  к направлению волокон определяется по формуле

.

Общее смятие возникает при действии нагрузки на всю поверхность элемента. Местное смятие возникает при действии силы на часть поверхности. Прочность и деформативность элементов при смятии зависит от угла смятия между направлением действия силы и волокон. При α=0, вдоль волокон, древесина показывает такую же прочность, что и при сжатии. При α=90, поперек волокон, полые клетки древесины сплющиваются, что приводит к большим деформациям Общее смятие поперек волокон Rсм90=1,8мпа

3. Расчетное сопротивление древесины скалыванию под углом к направлению волокон определяется по формуле

. (3)

4. Скалывание-это разрушение древесины в результате сдвига одной части материала относительно другой. Напряжения скалывания очень неравномерно распределяется по длине площадки скалывания, поэтому теоретическое определение величин скалывающих напряжений затруднено. Расчетное сопротивление скалыванию вдоль волокон: при изгибе 1,8мпа-1сорт, для 2 и 3 сорта 1,6мпа. В лобовых врубках для максимального напряжения 2,4мпа, для 2 и 3 сорта 2,1мпа. Поперек волокон 1мпа, для 2сорта 0,8мпа, для 3-0,6мпа.