Физ. св-ва древесины: плотность, теплопроводность,ь темп. расширение, хим. стойкость

Влияние ионизирующих излучений

ИИ снижают прочностные хар-ки древесины, т.к. идет разложение  ее органических составляющих.

Вл. агрессивных жидкостей и газов

Под действ. кислот и щелочей происх. изменение цвета и разрушение древесины, снижается прочность.

Влияние морской и речной воды

10-30 лет в речной воде прочность практически не меняется. При более длит. возд-ии поверхностный слой (10-15 мм) постепенно теряет прочность и начинает разрушаться. За этим поверхностным слоем прочность остается в пределах нормы. Длит. возд-е морской воды приводит к заметному повышению твердости лиственницы. сосна на 40-70% теряет свои прочностные св-ва со вр.

Биологические факторы разрушения:

древесина явл. естественным продуктом органич-го происхожд. и при опред-х значениях t⁰ и влажности подвергается биологич. поражению.

Биологические факторы— это живые организмы, способные оказывать на древесину разрушающее воздействие

(грибы, насекомые, бактерии, водоросли, моллюски, ракообразные)

1.Грибы -самый безжалостный истребител. древесины в природе.

Плесневые грибы явл. возбудителями окислительного брожения. В качестве промежуточных продуктов этого биохим-го пр-са образ-ся органич-е кислоты, кот. разъедают древесину.

Деревоокрашивающие грибы портят внешний вид, снижая сортность древесины, увеличивают водопоглощение и продуцируют миллионы спор, которые могут вызвать аллергические заболевания человека.

Дереворазрушающие грибы вызывают гниение явл. основной причиной разруш. древесины.
Белая гниль разрушает все структурные компоненты древесины, приводя к появлению характерного волокнообразного и бледного внешнего вида. Бурая гниль «раскалывает» целлюлозу, что вызывает расщепление древесины. Дерево темнеет, трескается и рассыпается.   Мягкая гниль. Гниение здесь в основном затрагивает древесину, контактирующую с почвой и находящуюся в морской среде.

2.Насекомые древоточцы: усачи, златки, короеды, долгоносики, точильщики, термиты, муравьи и др.

3.Бактерии размножаются делением клеток, не могут продвигаться в древ., кроме той, кот. находится под водой.

4.Водоросли. из-за слишком высокого содержания поверхностной влаги.

Ракообразные и моллюски

Химические меры защиты

-применение пропитки огнезащитными составами или нанесение огнезащитных красок. Защитные ср-ва - антипиренами.

Огнезащитные ср-ва представляют собой вещества, способные при нагревании разлагаться с выделением большого количества негорючих газов, либо увеличиваясь в объёме, создавать защитный слой, препятствующий возгоранию древесины и распространению по ней огня.

Наилучший эффект даст глубокая пропитка древесины с применением вакуума и давления в 10—20ат в автоклавах при расходе 80—100 кг сухой смеси огнезащитных солей на 1 м³ древесины.

Хорошие результаты также дает и пропитка древесины в горячих и холодных ваннах

Более простым, но менее эффективным средством огнезащиты деревянных элементов является поверхностная их пропитка путем погружения на 2—3 часа в водный pacтвop солей. При этом раствор проникает на глубину 1 — 1,5 мм

Наконец, еще одним и также простым средством является окраска поверхностей деревянных элементов специальными огнезащитными силикатными и другими красками или обмазка огнезащитным составом (суперфосфатом и др.)

 

14. Термопластичные пластмассы и обл. их прим.

Термопластичные смолы используют для изготовления листовых материалов (органическое стекло, винипласт), клеев для их скле­ивания, пенопластов, пленок. Из термопластичных пластмасс широкое применение находят полистирол, полиэтилен, фторопласт, органическое стекло, полиамиды (капрон, нейлон), винипласт и др. Все они в основном состоят из чистых смол и обладают высокой пластичностью при повышенных температурах. Термопластичные пластмассы часто называют литьевыми, так как они перерабатываются в детали (изделия) преимущественно методом литья под давлением или экструзией. Термопластичные пластмассы также прим. для изгот. деталей разл. приборов общего назнач., в электро- и радиотехнике и т. д. Для большинства термопластичных пластмасс характерен низкий предел t⁰ (60—80° С), при кот. деталь (изделие), находясь под нагрузкой, сохраняет свою форму. Наряду с этим термопластичные пластмассы отличаются значительной ползучестью (хладотекучестью) под влиянием постоянно действующей нагрузки. Ползучесть повышается с увелич. нагрузки и повышением t⁰. К отриц. свойствам термопластичных пластмасс относится резкое изменение механических свойств с изменением t⁰ даже в интервале t⁰, лежащих ниже температурного предела теплостойкости.

 

 

15.Термореактивные пластмассы и область их применения Основу термореактивных пластмасс (реактопластов) составляет связующее вещество - химически затвердевающая термореактивная смола. Кроме того, в состав реактопластов входят наполнители, пластификаторы, отвердители, ускорители или замедлители, растворители. Наполнителями, определяющими структурную основу пластмасс, могут быть порошковые, волокнистые и гибкие листовые материалы. Наиболее известными являются слоистые пластики, представляющие собой композиции из чередующихся слоев связующей смолы и листового наполнителя. В зависимости от вида наполнителя слоистые пластики получают свое наименование: гетинакс (наполнитель — бумага), текстолит (наполнитель — хлопчатобумажная ткань), асботекстолит (наполнитель — асбестовая ткань), стеклотекстолит (наполнитель — стеклянная ткань), древеснослоистые пластики — ДСП (наполнитель — древесный шпон).Слоистые наполнители пропитывают смолой, сушат и режут по размеру. Из готовых листов в этажных прессах горячим способом прессуют плиты, а в пресс-формах — иные заготовки или детали.
Гетинакс применяют в электро и радиотехнике в листах и плитах для изготовления панелей, печатных плат, электроизоляторов, изолирующих шайб, прокладок, а также в виде труб и цилиндров в трансформаторах.
Текстолит применяется для изготовления зубчатых колес, вкладышей подшипников и, так же как гетинакс, для изготовления электроизоляторов и печатных плат. В сравнении с гетинаксом он прочнее и устойчив при нагревании до 130°С.
Асботекстолит отличается теплостойкостью и хорошими фрикционными свойствами. Его применяют для изготовления трущихся деталей дисков сцепления и тормозных колодок.
Стеклотекстолит исключительно прочен и отличный электроизолятор.
При изготовлении порои пенопластов добавляют газообразователи — вещества, которые при нагреве разлагаются и выделяют большое количество газов, вспенивающих смолу.

16. Принцип расч.пластмассовых и дерев. констр-й по предельным сост. 1 и 2 гр. Расчетные сопротивления древесины и пластмасс. Коэфф. условий работы.

Предельное состояние — это такое сост., при достижении кот. констр-ия перестает удовлетворять заданным требо­ваниям, предъявляемым к ней в эксплуатац-ых усл. или при возведении.

1 гр предельных сост. хар-ся потерей нес"ущей способности и полной непригодностью к дальней­шей эксплуатации и является наиболее ответственной. В конструк­циях из дерева и пластмасс могут возникнуть следующие предель­ные состояния первой группы: разрушение, потеря устойчивости, опрокидывание, недопустимая ползучесть.

Эти предельные состояния не наступают при условиях: σ<=R; τ<=R_ck, т. е. когда нормальные напряжения σ или скалывающие напряже­ния τ не превышают некоторой предельной величины R, называе­мой расчетным сопротивлением.

Центрально растянутые вдоль волокон элементы следует рассчитывать по формуле

Центрально сжатые эл-ты постоянного поперечного сечения следует рассчитывать по формулам:

на прочность

на уст-ть где — расчетное сопротивл. древесины сжатию вдоль волокон;

2 гр предельных сост. характеризуется такими признаками, при которых эксплуатация конструкции или сооружения хотя и затруднена, но полностью не исключается, т. е. конструкция становится непригодной лишь к нормальной эксплуатации.

Для деревянных конструкций и конструкций с применением пластмасс пригодность к нормальной эксплуатации обычно опре­деляется по прогибам:

Цель расчета — не допустить на­ступления ни одного из возможных предельных состояний.

Прогибы изгибаемых элементов следует определять по моменту инерции поперечного сечения брутто. Для составных сечений момент инерции следует умножать на коэффициент k_i, учитывающий сдвиг податливых соединений.

Наибольший прогиб шарнирно-опертых и консольных изгибаемых элементов постоянного и переменного сечений следует определять по формуле

,    где — прогиб балки при постоянной высоте поперечного сечения без учета деформаций сдвига;

h                 — наибольшая высота поперечного сечения; l            — пролет балки;      — коэфф, учитывающий влияние переменности высоты сечения,  при постоянной высоте поперечного сечения элемента;    — коэфф, учитывающий влияние деформации сдвига от поперечной силы.

Значения коэффициентов  и  для основных расчетных схем балок приведены в таблице. 

Прогиб сжато-изгибаемых шарнирно-опертых симметрично нагруженных элементов и консольных элементов следует определять по формуле

Коэфф. условий работы учитывает продолжит-ть действия нагрузок и условия эксплуатации.

Если сочетание нагрузок состоит из нагрузок, принадлежащих разным видам, то значение коэффициента  следует принимать для нагрузки с более короткой продолжительностью действия. Если в сочетании нагрузок доля постоянной и длительной нагрузок превышает 80 % суммарного значения всех нагрузок, то  следует принимать как для длительной нагрузки, если указанная доля превышает 90 %, то  следует принимать как для постоянной нагрузки.

В констр-х, наход-ся в эксплуатации более 50 лет, значения расчетных сопротивлений древесины следует снижать путем их умножения на коэффициент k _g

Расчетное сопротивл. древ. (сжатию — ; растяжению — ; изгибу - ; скалыванию — ; смятию - ) Сопротивление древесины, принимаемое при расчете конструкций по I и II группам предельных состояний, получаемое путем деления нормативного знач. сопротивления на коэфф. надежности древесины g _m и умножения на базисный коэфф. длительности k_q.

 

17. Рас. эл. из цельной древесины на центральное растяжение.

Центрально растянутые вдоль волокон эл-ы следует рассчитывать по формуле где               — расчетная продольная сила;   — площадь поперечного сечения элемента нетто;                   — расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон.

При определении , ослабления, расположенные на участке длиной до 0,2 м, следует принимать совмещенными в одном сечении.

В сечениях эл-в с равномерным растяжением поперек волокон должны соблюдаться след. условия:

— для цельной древесины; — для клееной древесины

где k ₁ = 0,8 — коэфф, учит-й снижение прочности клеевого шва при растяжении поперек волокон;

— расчетная продольная сила;

— расч. площадь поперечного сеч.

Прочность древесины вдоль волокон выше, чем поперек волокон. Н-р:

 

Древесина работает на растяжение почти как упругий материал и показывает высокую прочность. Разрушение растянутых элементов происходит хрупко, в виде почти мгновенного разрыва наиболее слабых волокон по пилообразной поверхности.

Растянутые элементы должны иметь высшую, I категорию по качеству древесины. Прочность растянутых элементов в тех местах, где они ослаблены отверстиями или врезками, снижается дополнительно в результате концентрации напряжений у их краев. Это учитывается снижающим коэффициентом условий работы k ₁ = 0,8. При этом расчетное сопротивление растяжению получается равным = 8 МПа. При наличии ослаблений в пределах длины 20 см в разных зонах сечений поверхность разрыва всегда проходит через них. Поэтому при определении ослабленной площади сечения  все ослабления на этой длине суммируются, как бы совмещаются в одном сечении.

 Применительно к рис. 2.1 по этому требованию при S> 200 мм ,

а при S< 200мм

18, 19 Расчет эл-в из цельной древесины на центральное сжатие. Работа древесины при сжатии.

Расчет на прочность необходим главным образом для коротких стержней, для которых условно длина l≤7δ, где δ – меньший из размеров поперечного сечения деревянных эл-в. Более длинные элементы, не закрепленные в поперечном направлении связями, следует рассчитывать на продольный изгиб, который состоит в потере гибким центрально сжатым прямым стержнем своей прямолинейной формой, что называется потерей устойчивости. Она сопровождается искривлением оси стержня при напряжениях, меньших предела прочности.

Центрально сжатые элементы постоянного поперечного сечения следует рассчитывать по формулам:

на прочность                    

на устойчивость               

где fc,0,d  — расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

Ad              — расчетная площадь поперечного сечения, принимаемая равной:

— площади сечения брутто Asup, если ослабления не выходят на кромки и площадь ослабления не превышает 25 % площади брутто;

— площади сечения нетто Ainf с коэффициентом 4/3, если ослабления не выходят на кромки и площадь ослабления превышает 25 % площади брутто;

— площади сечения нетто Ainf, если ослабления выходят на кромки;

При расчете центрально сжатых элементов на устойчивость следует учитывать упругую и упругопластическую работу древесины. Критические напряжения в указанных областях разделяются граничной гибкостью, которая в расчетах принята равной  = 70.

Коэффициент продольного изгиба следует определять по формуле или, в зависи­мости от гибкости элемента:

при                    

при                       

где с = 0,8 для древесины и с = 1 для фанеры;

С = 3000 для древесины и С = 2500 для фанеры.

Гибкость элементов цельного, постоянного по длине сечения определяется по формуле ,                    

где     — расчетная длина элемента; i               — радиус инерции сечения элемента в направлении соответствующей оси.

  Расчетную длину элемента  следует определять по формуле

где           — коэффициент

l                  — свободная длина элемента.

Сопротивление сжатию вдоль волокон - одна из наиболее устойчивых мех. характеристик древесины, сравнительно мало зависящая от различных факторов, в частности пороков древесины. Сучки отклоняют волокна от осевого направления действующей в сжатом элементе силы, ослабление сопротивления волокон при наклонном их положении приводит к уменьшению прочности древесины на сжатие, хоть и не так значительно как при растяжении. Влияние сучков равносильно ослаблению сечения отверстиями диаметром, равным диаметру сучка.

При сжатии древесины поперек волокон вначале происходит постепенное уплотнение образца, сопровождаемое значительным уменьшением его высоты; затем наступает разрушение в форме растрескивания образца и отслаивания боковых частей.

Условный предел прочности при сжатии поперек волокон для всех пород в среднем примерно в 10 раз меньше предела прочности при сжатии вдоль волокон. Эта разница объясняется тем, что при сжатии поперек волокон возникает дополнительное сопротивление волокон древесины, тогда как при продольном сжатии сопротивление ограничивается силами упругости годичных слоев древесины. Иными словами, деформативность древесины при сжатии поперек волокон выше, чем при сжатии вдоль волокон.

 

20, 21Расчет эл-в из цельной древесины на поперечный изгиб (прямой и косой). Работа при изгибе.

Расчет изгибаемых элементов на прочность по нормальным напряжениям следует производить по формуле

,         

где — расчетный изгибающий момент;

        — расчетное сопротивление изгибу;

        — расчетный момент сопротивления поперечного сечения элемента.

Для элементов из цельной древесины .

При определении ослабления сечений, расположенные на участке длиной до 200 мм, следует принимать совмещенными в одном расчетном сечении.

Для составных элементов на податливых связях  значения коэффициента  для элементов из одинаковых слоев.

Косым называется изгиб, при котором направление действия усилия не совпадает с направлением одной из главных осей поперечного сечения элемента. В этом случае усилие раскладывают по направлению главных осей сечения, затем находят изгибающие моменты, действующие в этих плоскостях.

На рисунке показан изгиб, при котором направление действия усилия не совпадает с направлением одной из главных осей поперечного сечения элемента.

Расчет элементов цельного сечения на прочность при косом изгибе следует производить по формуле

           

где  и         — составляющие расчетного изгибающего момента для главных осей сечения Х и У;

и                   — расчетные моменты сопротивления поперечного сечения относительно главных осей Х и У.

Работа древесины при изгибе.

При изгибе, особенно при сосредоточенных нагрузках, верхние слои древесины испытывают напряжение сжатия, а нижние — растяжения вдоль волокон. Примерно посередине высоты элемента проходит плоскость, в которой нет ни напряжения сжатия, ни напряжения растяжения. Эту плоскость называют нейтральной; в ней возникают максимальные касательные напряжения. Предел прочности при сжатии меньше, чем при растяжении, поэтому разрушение начинается в сжатой зоне. Видимое разрушение начинается в растянутой зоне и выражается в разрыве крайних волокон. Предел прочности древесины зависит от породы и влажности. В среднем для всех пород прочность при изгибе составляет 1000 кгс/см2, то есть в 2 раза больше предела прочности при сжатии вдоль волокон.

 

24-25.Расчет составных элементов на податливых связях на центральное сжатие и на поперечный изгиб. Определение количества связей (при поперечном изгибе)

Из плоскости рамы—как цельнобрусчатый, в плоскости рамы—с учетом податливости связей

A_inf- сечение нетто (отверстие отнимается)

W_d=W_inf*k_w

K_w- учитывает уменьшение на податливость связей

Отн у - гибкость цельного эл-та -гибкость ветви отн. Собственной оси при расчете на длину l₁ (расстояние между болтами)

 учитывает податливость связей

Количество связей

 

 

22, 23 Расчет элементов из цельной древесины на сжатие с изгибом и растяжение с изгибом

Сжато-изгибаемыми элементами называются такие, на которые действует изгибающий момент и центрально приложенное продольное сжимающее усилие. Изги­бающий момент может создаваться: а) внецентренно приложенной сжимающей силой и тогда элеиент назы­вают внецентренно сжатым или б) поперечной нагрузкой.

Расчет сжато-изгибаемых элеменов:

Расчет на прочность по нормальным напряжениям сжато-изгибаемых и внецентренно сжатых элементов следует производить по формуле

,

где — изгибающий момент от действия поперечной нагрузки;

     — расчетное сопротивление древесины сжатию;

        — расчетный момент сопротивления поперечного сечения (Таблица 6.4 ТКП);

       — площадь расчетного сечения нетто;

      — коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вслед­ствие прогиба элемента.

Для шарнирно-опертых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов синусоидального, параболического, полигонального и близкого к ним очертания, а также консольных элементов коэфф. ,

где  — коэф. продольного изгиба.

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования сжато-изгибаемых элементов сплошного сечения следует производить по формуле

где — площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке l_m;

W _sup           — максимальный момент сопротивления брутто на участке l_m;

f_{m , d}              — расчетное сопротивление древесины изгибу;

n = 2           — для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования
на участке l_m и n = 1 — для элементов, имеющих такие закрепления;

k _с                 — коэф продольного изгиба

k _{m , c}                                — коэф, определяемый по формуле (7.22 ТКП);

k _inst             — коэффициент, определяемый по формуле (7.19 ТКП).

В растянуто-изгибаемых элементах кроме изгибающего момента действует центрально-приложенное усилие, которое растягивает стержень, т.е. направлено в обратную сторону по сравнению со сжато-изгибаемым элементом. Поэтому после прогиба стержня, вызванного изгибающим моментом, нормальное усилие будет создавать дополнительный момент противоположного знака и таким образом уменьшать основной момент.

Так как на деревянные элементы при растяжении сильно влияют пороки древесины, снижая их прочность, то растянуто-изгибаемые элементы рассчитывают в запас прочности без учета дополнительного момента от продольных сил при деформации стержня по формуле

где   — расчетное сопротивление древесины растяжению;

       — расчетное сопротивление древесины изгибу;

        — расчетный момент сопротивления поперечного сечения;

       — площадь расчетного сечения нетто.

 

26. Расчет составных элементов на податливых связях на сжатие с изгибом. Определение количества связей.

В составных сжато-изгибаемых элементах следует проверять устойчивость наиболее напряженной ветви, если расчетная длина ее превышает 7 толщин ветви по формуле где    — коэфф. продольного изгиба для отдельной ветви, определенный по ее расчетной длине l ₁ по 7.3.6; — площадь и момент сопротивления брутто поперечного сечения элемента.

Устойчивость сжато-изгибаемого составного элемента из плоскости изгиба следует проверять по формуле без учета изгибающего момента. где                    — расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

       — расчетная площадь поперечного сечения, принимаемая равной:— площади сечения брутто , если ослабления не выходят на кромки и площадь ослабления не превышает 25 % площади брутто;

— площади сечения нетто  с коэффициентом 4/3, если ослабления не выходят на кромки и площадь ослабления превышает 25 % площади брутто;

— площади сечения нетто , если ослабления выходят на кромки;

— коэфф. продольного изгиба Количество срезов связей , равномерно расставленных в каждом шве сжато-изгибаемого составного элемента на участке с однозначной эпюрой поперечных сил при приложении сжимающей силы по всему сечению, должно удовлетворять условию                  

где — статический момент брутто сдвигаемой части поперечного сечения относительно нейтральной оси; — момент инерции брутто поперечного сечения элемента; — расчетная несущая способность одной связи в одном шве;                    — коэфф., учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие изгиба,

 

27. Осн. гр. соединений эл-в дерев. конструкций и требования

Соединения дерев-х эл-в для увеличения попереч. сеч.конструкции называют сплачиванием, а для увеличения их продольной длины – сращиванием. также деревянные элементы могут соединятся в узлах конструкций под различными углами.

Необходимость правильного решения соединений отдельных деревянных элементов для работы конструкций в целом объясняется еще и тем, что анизотропное строение древесины проявляет свои отрицательные качества в большей степени в местах соединений.

Соединения эл-ов деревянных констр-й по способу передачи усилий: 1) соединения на механических связях (нагели, болты, глухари, гвозди, шпонки, шайбы, шурупы, нагельные пластинки и металлич. зубчатые пластинки)2) соед-я с использованием клея 3) контактные соединения (лобовые упоры, лобовая врубка, лобовая врубка на упор).

Несущая способность и деформативность дерев. констр-й зависит от применяемых соединений. Их следует конструировать так, чтобы компенсировать природную хрупкость древесины соединяемых эл-тов при растяжении и скалывании, вязкой работой их соед-ний.

Осн. требования:а) Действующее на соединение усилие не должно превышать несущей способности соединения (условие прочности) б) для устранения возможности хрупкого разрушения связей соединение должно иметь вязкость, способствующую выравниванию усилий между связями которые соединяют элемент. в) Постановка связей должна обеспечить плотность соединения, способствующую более равномерной работе связей

 

29. Соедю элементов из древесины на лобовых врубка. Глубина врубки рекомендуется 2см < hвр < h/3. Длина площадки скалывания принимается не менее 1,5 h и не менее 10hвр. При констру-нии лобовых врубок усилия необходимо центрировать с опорной реакцией. Это требование обеспечивается опорной подушкой.

Для того, чтобы вертикальная составляющая  надежно прижимала сжатый эл-т в месте контакта к нижнему поясу, между ними оставляется зазор 2-3см. Для предотвращения взаимного смещения сопрягаемых эл-тов и повышения надежности от возможного скалывания устанавливаются аварийные связи.

Расчет зоны лобовой врубки производится из условия прочности на смятие и на скалывание

Расчет опорного узла фермы в виде врубки с одним зубом сводится к определению следующих величин:

- площади и размеров поперечного сечения нижнего пояса из условия прочности на растяжение

       

(с учетом величины глубины врубки - глубины врубки из условия прочности на смятие нижнего пояса Где К1 – коэфф., учитывающий концентрацию местных напряжений на проверяемом участке.- длины площадки скалывания из условия прочности на скалывание нижнего пояса

   где β – коэфф., равный 0,25 без обжатия площадки скалывания; е – плечо сил скалывания, принимаемое равным 0,5h.

28. Соединение элементов древесины лобовым упором. Работа соединений и принцип расчета.

Лобовые упоры являются наиболее простыми и надежными соединениями и применяются в большинстве видов деревянных конструкций для крепления сжатых элементов. Они работают и рассчитываются на смятие, возникающее в них от действия продольных сжимающих усилий. На растяжение они работать не могут.

Продольный лобовой упор – это соединение обрезанного под прямым углом сжатого стержня с опорой или с диафрагмой опорного башмака или с таким же стержнем в сжатом стыке. В продольном лоб. Упоре дре-на работает на смятие вдоль волокон и имеет наиболее высокое расчетное сопр-ние смятию, равное расчет. Сопр-нию сжатию Rc. Проверка прочности по формуле (2.15)

Поперечный лобовой упор – это соед-ние двух стержней под прямым углом, когда торец сжатого элемента упирается в пласть другого и закрепляется неработающими связями. Рассчитывается только по меньшей прочности древесины поперек волокон по формулам ниже

Наклонный лобовой упор представляет собой соединение концов двух сжатых эл-тов, оси которых расположены под углом α друг к другу. При этом торец одного эл-та может быть перпен-рным его оси или торцы обоих эл-тов наклонены к их осям. В этих соед-ях необходимо проверять прочность древ-ны при смятии торцы только распо-нных под углом к осям элементов.                      

 

                    

   

30. Соединения деревянных элементов на шпонках.

Трудоемкое и устаревшее соединение на деревянных шпонках применяется в основном для увеличения высоты изгибаемых балок. Шпонки, препятствующие взаимному сдвигу соединяемых деревянных элементов, работают на сжатие и скалывание. Для нормальной работы шпонок, соединяемые элементы стягиваются болтами (рис. 1) или хомутами.

Рассчитывается несущая способность одной шпонки и подбирается их количество в зависимости от величины сдвигающего напряжения. Величина усилия Q распора в пределах одной шпонки определяется по формуле:

V = T×Ешп/lшп, где Т — расчетная величина сдвигающего усилия в шве сплачивания балки в рассматриваемом поперечном сечении; Ешп — расстояние по вертикали между осью шпонки на её концах; lшп — горизонтальная проекция длины шпонки.

Для не наклонных: V=3/2(tшп/lшп)Т - без учёта сил трения

V=(tшп/lшп)Т - с учётом сил трения

Для восприятия распора необходимо устанавливать рабочие связи -стяжные болты. Во избежание чрезмерной деформативности шпоночных соединений, а также для уменьшения количества стяжных болтов, длину шпонки по нормам принимают не менее lшп=5hвр. Глубину врезки шпонки в брусья следует принимать не менее 2 см и не более 1/5 высоты бруса, а бревна - не менее 3 см и более 1 /4 диаметра бревна. Болты в таком сопряжении деревянных элементов работают на растяжение, если их заставить работать на изгиб, то шпонки становятся не нужными и получается соединение со связями работающими на изгиб.

Расчет соединений на призматических шпонках подобно расчету со­единений на лобовых врубках сводится к проверке несущей с