Расчет деревянных элементов при местном воздействии нагрузок.

1) Расчет при контактном сжатии (смятие)

2) Расчет при действии сдвигающей силы.

Смятие древесины происходит от сжимающих сил, действую­щих перпендикулярно поверхности деревянного элемента. Они вызывают в нем в большинстве случаев равномерные напряжения смятия. Следовательно, смятие — это поверхностное сжатие, ко­торое может быть общим и местным. Общее смятие возникает тог­да, когда сжимающая сила действует на всю поверхность элемен­та, местное — когда сила действует на часть поверхности элемента.

Прочность и деформативность элементов при смятии существен­но зависят от угла смятия. Угол смятия а — это угол между на­правлениями действия сминающей силы и волокон древесины. При смятии вдоль волокон под углом а = 0° стенки клеток работа­ют в наиболее благоприятных условиях и древесина имеет проч­ность и деформативность, как и при сжатии вдоль волокон. Рас­четное сопротивление древесины смятию в этом случае Кс = 13 или 15 МПа.

При смятии поперек волокон под углом смятия а = 90° стенки клеток работают в наименее благоприятных условиях — они сплю­щиваются за счет внутренних пустот, что приводит к значитель­ным деформациям. Разрушение древесины при смятии заключается в нарушении связей между волокнами и появлении трещин. При этом расчетное сопротивление смятию установлено с целью ограничить деформативность древесины при смятии поперек волокон и под углом к ним в соединениях и не допустить провисания конст­рукций.

При общем смятии (сжатии) древесины поперек волокон деформации смятия наиболее велики и расчетное сопротивление поперечному смятию является наименьшим; R_см90 = 1,8 МПа. Смятие в опорных площадях не влияет на работу конструкций в целом, расчетное сопротивление поперечному смятию увеличивается коэффициентом работы m = 1,67 и R_см90 = 3 МПа.

При местном смятии поперек волокон соседние ненагружен­ные участки древесины тоже сминаются за счет изгиба волокон и оказывают поддерживающее действие работе нагруженного учас­тка тем больше, чем меньше его длина.

А – площадка смятия.

Общее и местное смятие.

В местном смятии происходит перераспределение усилий.

Местное смятие  определяется по аналогичной формуле, но с заменой  на .

Расчет на скалывание

Скалывание древесины происходит в продольных сечениях эле­ментов, параллельных их осевым плоскостям, от действия скалы­вающих усилий Т.                                                          Эти усилия действуют в большинстве случаев вдоль волокон древесины и от них возникают скалывающие на­пряжения т.

Прочность древесины при скалывании очень мала ввиду ее волокнистого строения. Волокна древесины имеют относитель­но слабые связи между собой, которые легко разрываются при скалывании. Элементы при скалывании разрушаются хрупко, по­чти мгновенно, и распадаются на части без заметных предвари­тельных деформаций при средних напряжениях скалывания τ = 6,8 МПа.

Пороки древесины в разной степени влияют на прочность дре­весины при скалывании. Основные пороки — сучки — не снижа­ют ее прочности при скалывании. Трещины в зонах действия зна­чительных скалывающих напряжений не допускаются. Прочность древесины при скалывании поперек волокон более чем в два раза ниже.

Диаграмма деформирования почти прямолинейная, разрушение носит хрупкий характер.

Формула расчета аналогична формуле расчета .

Одностороннее и промежуточное скалывание.

τ_max2 < τ_max1

Разрушение происходит при 1-ом при меньшей нагрузке.

 

- среднее напряжение.

       А_ск=l_скb

l_ск – длина площадки скалывания.

β – коэф. учитывающий вид скалывания

е- эксцентриситет скалывающих сил.