4. Основные достоинства и недостатки древесины, как конструкционного материала.

Достоинства

1.малый вес

2.достаточная прочность

3.температурное расширение, коэффициент его древесины вдоль волокон значительно меньше, чем у ж/б и металла

4.малая теплопроводность

5.высокая химическая стойкость древесины

6.простота обработки

7.красота

8.самовозобновляемость

Недостатки

1.наличие природных дефектов

2.зависимость механических свойств от влажности

3.возгораемость

4.загнивание

5неоднородность строения

4. Сортамент, сорта и порода пиломатериалов, их расчетные характеристики.

По размерам поперечного сечения пиломатериалы разделяются на доски, если ширина вдвое больше толщины, бруски, если ширина меньше двойной толщины, и брусья, если ширина и толщина более 100мм.

По характеру обработки: обрезные, доски пропиленные с 4 сторон; необрезные, пропиленные с 2 сторон по пласти.

.Номинальные размеры толщины и ширины обрезных пиломате­риалов с параллельными кромками и толщины необрезных и обрезных пиломатериалов с непараллельными кромками должны соответствовать

Толщина 16,19,22,25,32,40,44,50,60,75,100,125,175,200,250 мм

Ширина 75,100,125,150,175,200,225,250,275 мм

Длина 1-6,5 м с градиентом 0,25

Ширина узкой пласти, измеренная в любом месте длины необрезных пиломатериалов, должна быть:

для толщин от 16 до 50 мм не менее 50 мм

для толщин от 60 до 100 мм не менее 60 мм

для толщин от 125 до 300 мм не менее 0,6 толщины

Ширина пласти обрезных пиломатериалов с непараллельными кромками в узком конце должна быть:

для толщин от 16 до 50 мм не менее 50 мм

для толщин от 60 до 100 мм не менее 60 мм

для толщин от 125 до 300 мм не менее 0,7 толщины

По качеству древесины и обработки доски и бруски разделяют на пять сортов (отборный, 1, 2, 3, 4-й), а брусья – на четыре сорта (1, 2, 3, 4-й)

4. Расчет деревянных конструкций по предельным состояниям. Расчетные сопротивления древесины. Учет особых условий при расчете.

Расчет деревянных конструкций по предельным состояниям

Предельными являются такие состояния конструкций, при которых они перестают удовлетворять требованиям эксплуатации. Внешней причиной, которая приводит к предельному состоянию является силовое воздействие (внешние нагрузки, реактивные силы). Предельные состояния могут наступать под влиянием условий работы деревянных конструкций, а также качества, размеров и свойств материалов. Различают две группы предельных состояний: 1 – по несущей способности (прочности, устойчивости). 2 – по деформациям (прогибам, перемещениям). Первая группа предельных состояний характеризуется потерей несущей способности и полной непригодностью к дальнейшей эксплуатации. Является наиболее ответственной. В деревянных конструкциях могут возникать следующие предельные состояния первой группы: разрушение, потеря устойчивости, опрокидывание, недопустимая ползучесть. Эти предельные состояния не наступают, если выполняются условия: σ ≤ R, τ ≤ R_ск (или R_ср), т.е. когда нормальные напряжения (σ) и касательные напряжения (τ) не превышают некоторой предельной величины R, называемой расчетным сопротивлением. Вторая группа предельных состояний характеризуется такими признаками, при которых эксплуатация конструкций или сооружений хотя и затруднена, однако, полностью не исключается, т.е. конструкция становится непригодной только к нормальной эксплуатации. Пригодность конструкции к нормальной эксплуатации обычно определяется по прогибам, f ≤ [f], или f/l ≤ [f/l]. Это означает, что изгибаемые элементы или конструкции пригодны к нормальной эксплуатации, когда наибольшая величина отношения прогиба к пролету меньше предельно допустимого относительного прогиба [f/l] (по СНиП II-25-80).

Расчетные сопротивления древесины. Учет особых условий в СНиП-II-25-80. В нормах проектирования основными нормируемыми харак-ми прочности дерев-ых к-ий явл-ся нормативное и расчетное сопротивления. Обе харак-ки опред-ся на основании данных стандартных испытаний с учетом статистической изменчивости показателей проч-ти и разной степени обеспеченности по мин-му. Для норм-го сопр-я в нормах предписывается обеспеченность не ниже 0,95. обеспеченность расч-го сопр-ия колеблятся в пределах 0,99 – 0,999 и не нормирована.

Для древ-ны каждому виду напряженного состояния соотв-ют прочностные хар-ки. С целью большей достоверности врем-ые сопрот-ия получены путем проведения стандартных испытаний на крупных образцах, с наличием пороков, что позволяет избежать влияния масштабного фактора при нормировании.

Нормативное сопротивление: Rн = Rвр(1 – hn)

Где Rвр – ср. знач. врем-го сопр-ия при стандартных испытаниях образцов; h – коэф., равный 1,65, для обеспеченности 0,95 при нормальном распределении принятой для нормирования нармативных сопр-ий; n – коэф. вариации, зависящий от вида напряженного состояния и сорта древ-ны (0,15 – 0,25).

Расчетное сопротивление: R = Rн / (γm*mдл)

Где mдл = 0,66 принято за базовое и учитывает совместное действие пост-ой и кратк-ой нагрузок; γm – коэф. над. по материалу, учит-й отклонение в сторону меньших значений прочности материала с более высокой обеспеченностью по отношению к нормативному сопр-ию.

Расч. сопр. древ-ны сосны (кроме веймутовой), ели, лиственницы европейской и японской привед. в табл. 3. Расч. сопр. для других пород древесины устан-ся путем умножения величин, прив. в табл. 3, на переходные коэф-ы mn, указ. в табл. 4.

Расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон на части длины (при длине незагруженных участков не менее длины площадки смятия и толщины элементов), за исключением случаев, оговоренных в п. 4 данной таблицы, определяется по формуле.

где R_с90 – расчетное сопротивление древесины сжатию и смятию по всей поверхности поперек волокон (п. 3 данной таблицы);

l – длина площадки смятия вдоль волокон древесины, см.

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

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

4. В конструкциях построечного изготовления величины расчетных сопротивлений на растяжение, принятые по п. 2а данной таблицы, следует снижать на 30%.

5. Расчетное сопротивление изгибу для элементов настила и обрешетки под кровлю из древесины 3-го сорта следует принимать равным 13 МПа (130 кгс/см²).

Коэффициенты m_п, указанные в таблице для конструкций опор воздушных линий электропередачи, изготавливаемых из не пропитанной антисептиками лиственницы (при влажности  25%), умножаются на коэффициент 0,85.

3.2. Расчетные сопротивления, приведенные в табл. 3, следует умножать на коэффициенты условий работы:

а) для различных условий эксплуатации конструкций – на значения коэффициент m_в, указанные в табл. 5; б)

б) для конструкций, эксплуатируемых при установившейс температуре воздуха до +35° С, – на коэффициент m_т = 1; при температуре +50° С – на коэффициент m_т = 0,8. Для промежуточных значений температуры коэффициент принимается по интерполяции;

в) для конструкций, в которых напряжения в элементах, возникающие от постоянных и временных длительных нагрузок, превышают 80% суммарного напряжения от всех нагрузок, – на коэффициент m_д = 0,8;

г) для конструкций, рассчитываемых с учетом воздействия кратковременных (ветровой, монтажной или гололедной) нагрузок, а также нагрузок от тяжения и обрыва проводов воздушных ЛЭП и сейсмической, – на коэффициенты m_н, указанные в табл. 6;

д) для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов прямоугольного сечения высотой более 50 см значения расчетных сопротивлений изгибу и сжатию вдоль волокон – на коэффициенты m_б, указанные в табл. 7;

е) для изгибаемых, внецентренно-сжатых, сжато-изгибаемых и сжатых клееных элементов в зависимости от толщины слоев значения расчетных сопротивлений изгибу, скалыванию и сжатию вдоль волокон – на коэффициенты m_сл, указанные в табл. 8;

ж) для гнутых элементов конструкций значения расчетных сопротивлений растяжению, сжатию и изгибу – на коэффициенты m_гн, указанные в табл. 9

r_к – радиус кривизны гнутой доска или бруска; а – толщина гнутой доски или бруска в радиальном направлении.

и) для растянутых элементов с ослаблением в расчетном сечении и изгибаемых элементов из круглых лесоматериалов с подрезкой в расчетном сечении – на коэффициент m_о = 0,8;

к) для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением, – на коэффициент m_а = 0,9.

3.3. Расчетные сопротивления строительной фанеры приведены.

в табл. 10

Примечание. Расчетные сопротивления смятию и сжатию перпендикулярно плоскости листа для березовой фанеры марки ФСФ R_ф.с.90 = R_ф.см.90 = 4 МПа (40 кгс/см²) и марки ФБС R_ф.с.90 = R_ф.см.90 = 8 МПа (80 кгс/см²).

В необходимых случаях значения расчетных сопротивлений строительной фанеры следует умножать на коэффициенты m_в, m_т, m_д, m_н и m_а, приведенные в пп. 3.2, а; 3.2, б; 3.2, в; 3.2, г; 3.2, к настоящих норм.

3.4. Упругие характеристики и расчетные сопротивления стали и соединений стальных элементов деревянных конструкций следует принимать по главе СНиП по проектированию стальных конструкций, аарматурных сталей – по главе СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.

Расчетные сопротивления ослабленных нарезкой тяжей из арматурных сталей следует умножать на коэффициент m_а = 0,8, а из других сталей – принимать по главе СНиП по проектированию стальных конструкций как для болтов нормальной точности. Расчетные сопротивления двойных тяжей следует снижать умножением на коэффициент m = 0,85.

3.5. Модуль упругости древесины при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать равным: вдоль волокон Е = 10 000 МПа (100 000 кгс/см²); поперек волокон Е₉₀ = 400 МПа (4000 кгс/см²). Модуль сдвига древесины относительно осей, направленных вдоль и поперек волокон, следует принимать равным G₉₀ = 500 МПа (5000 кгс/см²). Коэффициент Пуассона древесины поперек волокон при напряжениях, направленных вдоль волокон, следует принимать равным _90.0 = 0,5, а вдоль волокон при напряжениях, направленных поперек волокон, _0.90 = 0,02.

Величины модулей упругости строительной фанеры в плоскости листа Е_ф и G_ф и коэффициенты Пуассона _ф при расчете по второй группе предельных состояний следует принимать по табл. 11.