Вопрос 4,5.

4. Что такое скалывание древесины?

5. Как работает и рассчитывается на скалывание вдоль волокон древесина?

От скалывающих усилий Т, действующих параллельно плоскостям сечений элементов, в них возникают напряжения скалывания , действующие в большинстве случаев вдоль волокон древесины и редко поперек и под углом к ним. Прочность древесины при скалывании ввиду ее волокнистого строения относительно мала. В поперечном направлении волокна древесины намного слабее, чем в продольном, и они легко разрываются поперек при скалывании. Лабораторные испытания стандартных образцов на скалывание вдоль волокон показывают, что они разрушаются хрупко при средних напряжениях скалывания 6.8 МПа и при ничтожных деформациях, почти мгновенно распадаясь на части. Прочность древесины при скалывании намного снижается при наличии трещин, которые в зонах действия значительных скалывающих напряжений не допускаются. Напряжения скалывания очень неравномерно распределяются по длине площади скалывания, вдоль действия скалывающих усилий, и равномерно по ее ширине. Теоретическое определение величин максимальных скалывающих напряжений в ряде случаев трудоемко, поэтому нормами даются два значения расчетных сопротивлений древесины скалыванию — среднее и максимальное. Среднее расчетное сопротивление скалыванию, соответствующее средним по длине площади скалывания напряжениям, равно МПа. Максимальное расчетное сопротивление скалыванию, соответствующее максимальным скалывающим напряжениям, учитывая, что они действуют на очень коротких участках, принято с учетом повышенного коэффициента условий работы m_ск=2 и принято равным R_ск=2.4 МПа.

Расчетное сопротивление скалыванию поперек волокон вдвое ниже, а скалыванию под углом к волокнам определяется по формуле расчетного сопротивления смятию под углом.

Скалывание при изгибе (рис. 5.9). В изгибаемых элементах от действия поперечных сил Q возникают сдвигающие силы Т и напряжения скалывания , равномерные по ширине сечений. По длине элемента они изменяются пропорционально поперечным силам и достигают максимума у опор, где в однопролетной балке при равномерной нагрузке . По высоте сечений скалывающие напряжения распределяются неравномерно, возрастая от нулевых у кромок до максимальных у нейтральной оси. Они зависят прямо пропорционально от поперечной силы ,и статического момента скалываемой части сечения S и обратно пропорционально от момента инерции J и ширины сечения b. В прямоугольном сечении скалывающие напряжения распределяются по параболическому закону в соответствии с изменением момента сопротивления.

Расчет на скалывание при изгибе производят с учетом максимальных напряжений скалывания по формуле:

В большинстве изгибаемых элементов напряжения скалывания к моменту разрушения от изгиба далеко не достигают предела прочности и не требуют расчетной проверки. Только в коротких балках и. при сосредоточенных у опор грузах такая проверка необходима.

Скалывание в элементах соединений возникает в небольших площадях сечений 'от сосредоточенных по их концам скалывающих сил Т, где и возникают наибольшие скалывающие напряжения , которые далее быстро уменьшаются. В растянутых элементах площадь скалывания располагается односторонне по отношению к этим силам и напряжения скалывания распределяются особенно неравномерно, что учитывается коэффициентом =0.25. В сжатых элементах площадь скалывания занимает промежуточное положение между силами скалывания, напряжения распределяются равномернее и коэффициент =0.125.

Силы скалывания действуют в соединениях всегда с эксцентриситетом е. В результате этого в площади скалывания длиной l_ск дополнительно возникают изгибающий момент и напряжения сжатия и растяжения поперек волокон древесины, которым она сопротивляется плохо. Опасное растяжение уменьшается за счет прижима при наклонном к площади действии скалывающей силы. Длина площади скалывания учитывается не более 10 глубин врезок, поскольку скалывание может произойти по допускаемому косослою, равному 1:10.

Расчетное сопротивление скалыванию в соединениях принимается для средних по длине площади напряжений с учетом перечисленных факторов по формуле:

Расчет элементов соединений на скалывание производят по средним значениям напряжений по формуле: