Основные закономерности длительной прочности древесины и пластмасс





Так как прочность древесины и пластмасс зависит от фактора времени или иначе времени действия нагрузки, целесообразно рассмотреть их основные закономерности.

При испытаниях деревянных конструкций замечено, что разрушающая нагрузка в случае медленного нагру-жения меньше, чем в случае быстрого. То же самое на­блюдается и при механических испытаниях древесины и пластмасс, в чем находит яркое проявление особенность прочностных свойств этих материалов, отличающая их от стали и бетона, у которых это общее свойство твер­дых тел выражено слабее. Этот фактор следует учиты­вать при назначении расчетных сопротивлений и опреде­лении расчетной несущей способности конструкций. Для обеспечения надежной работы последних необходимо уметь находить длительную прочность древесины и пластмасс.

Например, из испытаний стандартных образцов дре­весины сосны при влажности 15 % и ~20°С на сжатие вдоль волокон, т.е. при равномерном распределении на­пряжений, определены средние (из 12) значения ot = =36,6 МПа; lg /=1,71; для г=50 лет, lgr=9,2 и Ki(t) = (15,39/7,90) =1,95, т. е. средняя длительная прочность древесины для срока действия неизменной на­грузки в течение 50 лет составляет «51,3 % от а*. Если порода, плотность, влажность, пороки строения древеси­ны, абсолютные размеры (масштабный эффект), вид напряженного состояния проявляются в абсолютной ве­личине прочностных показателей древесины, то относи­тельное снижение ее прочности под длительным дейст­вием нагрузки от этих факторов не зависит. На этом положении базируется установление расчетных сопро­тивлений в деревянных конструкциях с учетом длительности действия нагрузки и оценка результатов испыта­ния конструкций кратковременной нагрузкой до разру­шения.

Применение к несущей способности конструкций из­ложенного метода прогнозирования длительной прочно­сти древесины основано на выполнении требований, обеспечивающих необходимую надежность работы кон­струкции под нагрузкой. Это: 1) неизменность расчетной схемы конструкции в течение срока ее службы и необхо­димый уровень длительной несущей способности соеди­нений элементов конструкции; 2) сохранение древесиной и другими материалами, например клеем в соединениях клееных конструкций, исходных качеств, которыми они обладали при изготовлении конструкции. Соблюдение первого условия контролируется расчетным анализом работы конструкции под нагрузкой в период ее эксплуа­тации с учетом прогнозирования длительной несущей способности и деформативноепг соединений ее элемен­тов на основе экспериментальных данных. Второе тре­бование обеспечивается защитными мерами против био­повреждения древесины, соответствующими условиям службы конструкции.

При выполнении перечисленных требований длитель­ная несущая способность конструкции определяется свойствами ее основного материала — древесины и мо­жет прогнозироваться с помощью выражения (111.45) на основании результатов кратковременных испытаний опытных образцов конструкций. Испытания проводятся с точным выполнением временного режима нагружения и определением значения разрушающей нагрузки fft и времени t, т. е. продолжительности испытаний, приведен­ной к неизменному действию разрушающей нагрузки Ии При этом искомую длительную несущую способность испытаний конструкции Ит находят из выражения

 

Изгибаемые элементы

Изгибаемые элементы рассчитывают по первому и второму предельным состояниям, или иначе на прочность и жесткость. В расчете по первому предельному состоя­нию используют расчетную нагрузку, а при определении прогиба нормативную нагрузку, т. е. без учета коэффи­циента перегрузки.

Расчет деревянных элементов на изгиб по нормаль­ным напряжениям производят приближенно. При более точном методе потребовался бы учет различных значе­ний модулей упругости в сжатой и растянутой зонах (рис. III.5). Из этого рисунка видно, что в сжатой зоне развиваются большие пластические деформации, кото­рые нарушают прямолинейность распределения нормаль­ных напряжений по высоте сечения. Таким образом, нормальные напряжения определяют при двух допущени­ях: во-первых, считается, что модули упругости в растя­нутой и сжатой зонах равны, т.е. ЕСР, и во-вторых, принимается прямолинейное распределение напряжений по высоте элемента, как это показано на рис. Ш.6.

При этих допущениях нормальные напряжения в эле­ментах, обеспеченных от потери устойчивости плоской формы деформирования:

При определении №Нт ослабления сечений, располо­женные на участке длиной 200 мм, совмещаются в одно сечение; те — коэффициент, учитывающий размеры се­чения.

Прочность проверяют в сечении, где «действуют наи­большие изгибные напряжения и, кроме того\в тех сече­ниях, в которых имеются ослабления. При расчете бревен следует учитывать «сбег» бревна, который принима­ют 0,8 см на 1 м длины. Следует иметь в виду, что брев­на обладают большей прочностью на изгиб, в связи с чем их расчетное сопротивление изгибу больше, чем у досок и брусьев. Это связано с тем, что в бревнах нет перерезанных волокон, которые даже при наличии ко­сослоя имеют длину от одной опоры до другой и, кроме того, пороки имеют в бревнах меньшее влияние.

Известно, что Д. И. Журавским было установлено наличие в элементах, работающих на поперечный изгиб, не только нормальных, но также и касательных напря­жений, поэтому разрушение элемента может произойти как от нормальных, так и от касательных напряжений в зависимости от того, какие из них раньше достигнут предела прочности. Касательные напряжения особенно опасны, например при больших сосредоточенных гру­зах, расположенных недалеко от опор, или в балках двутаврового сечения.

В однопролетных элементах прямоугольного попереч­ного сечения, загруженных равномерно распределенной нагрузкой, разрушение от касательных напряжений бу­дет происходить при сравнительно небольшом отноше­нии длины к высоте поперечного сечения.

 





Читайте также:
Восстановление элементов благоустройства после завершения земляных работ: Края асфальтового покрытия перед его восстановлением должны...
Методы цитологических исследований: Одним из первых создателей микроскопа был...
Определение понятия «общество: Понятие «общество» употребляется в узком и широком...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.015 с.