Особенности работы древесины на растяжение вдоль волокон

Малый стандартный образец для испытаний древесины на растяжение, диаграмма работы и характер разрушения образца показаны на рис. 3.1. Максимальный предел прочности древесины на растяжение вдоль воло­кон при испытаниях малых стандартных образцов достигает 200 МПа, средний временный предел прочности — 100 МПа (рис. 3.1,6), что сопос­тавимо с показателями некоторых марок стали.

Прочность древесины реальных элементов конструкций резко снижа­ется за счет неоднородности строения древесины. Особенно опасны при растяжении сучки на кромках с выходом на ребро и наличие косослоя. Сучки являются концентраторами напряжений. При косослое растяги­вающее усилие раскладывается на две составляющие: вдоль наклонно расположенных волокон и перпендикулярно к ним. Это вызывает растя­жение поперек волокон, скалывание и сдвиг. Допускаемый косослой ле­жит в пределах 7... 15 мм на 1 м длины элемента.

С учетом приведенных выше факторов коэффициент однородности древесины при растяжении принимается 0,275, а расчетное сопротивле­ние на растяжение составляет для 1-го сорта всего 10 МПа — для неклее­ных элементов (брусчатых, дощатых) и 12 МПа — для клееных деревян­ных элементов.

Диаграмма работы древесины на растяжение вдоль волокон (см. рис. 3.1,6) имеет незначительную кривизну. Деформации возрастают прямо пропорционально напряжениям почти до момента разрушения, ко­торое происходит при очень малых деформациях — всего 0,7 % от перво­начальной длины. Разрушение растянутых элементов происходит хрупко, в виде почти мгновенного разрыва наименее прочных волокон по пилооб­разной поверхности (рис. 3.1, г).

Предел прочности древесины на растяжение поперек волокон    в 12... 17 раз меньше, чем при растяжении вдоль волокон вследствие ани­зотропии строения древесины. Расчетное сопротивление древесины на растяжение поперек волокон нормируется в СНиП [2] только для клееной древесины. Расчетное сопротивление клееной древесины сосны 1-го сорта под углом α к волокнам можно определить по графику на рис. 3.1.

 

 

 

 

 

                     Расчет элементов

Расчет центрально-растянутых элементов производится по формуле

           σ р = ≤ R р,                  (3.3)

где: N - расчетная продольная сила;

    F _ит — площадь нетто поперечного сечения элемента;

    R _р — расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль воло­кон, определенное с учетом всех необходимых коэффициентов условий работы.

При определении площади F _ит ослабления, расположенные по длине элемента на расстоянии друг от друга менее 200 мм, принимаются совме­щенными в одном сечении (рис. 3.1, д) — из-за неравномерности распре­деления растягивающих напряжений в расчетном сечении (опасности раз­рыва волокон «по зигзагу»),

Если ослабления расположены в элементе несимметрично относитель­но центра тяжести его поперечного сечения, то такой элемент рассчитыва­ется как внецентренно-растянутый (см. подразд. 3.8). Площадь попереч­ного сечения нетто деревянных элементов должна быть не менее 50 см², а также не менее 0,5 полной площади сечения брутто при симметричном ослаблении и 0,67 при несимметричном ослаблении.

Центрально-сжатые элементы