Сжатие

На сжатие работают стойки, подкосы, верхние пояса и отдельные стержни ферм. В сечениях элемента от сжимающего усилия N, действующего вдоль его оси, возникают почти одинаковые по величине сжимающие напряжения s. Древесина работает на сжатие надёжно, но не вполне упруго. Примерно до половины предела прочности рост деформаций происходит по закону, близкому к линейному, и древесина работает почти упруго. При дальнейшем росте нагрузки увеличение деформаций всё более опережает рост напряжений указывая на упругопластический характер работы древесины. Разрушение образцов происходит при напряжениях, достигающих 40 МПа, пластично в результате потери устойчивости ряда волокон, о чём свидетельствует характерная складка. Пороки меньше снижают прочность древесины при сжатии, чем при растяжении, и поэтому нормативное и расчетное сопротивления реальной древесины соответственно выше: МПа, МПа (130 кгс/см2). По качеству древесины сжатые элементы относятся к II категории. Сжатые элементы конструкций имеют, как правило, длину, намного большую, чем размеры поперечного сечения, и разрушаются не как малые стандартные образцы, а в результате потери устойчивости, происходящей раньше, чем напряжения сжатия достигнут предела прочности. При потере устойчивости сжатый элемент теряет несущую способность и выгибается в сторону. При дальнейшем выгибе на вогнутой стороне его появляются складки, свидетельствующие о разрушении древесины от сжатия. На выпуклой стороне волокна разрываются от растягивающих напряжений, и элемент ломается. Только короткие, редко применяемые сжатые элементы разрушаются как малые стандартные образцы без потери устойчивости. Прочность стержня при сжатии и потере устойчивости зависит от площади и формы его сечения, длины и типа закрепления его концов, что учитывается коэффициентом продольного изгиба jp называемым также коэффициентом устойчивости. Коэффициент устойчивости j, всегда меньший единицы, учитывает влияние устойчивости на снижение несущей способности сжатого элемента и зависит от его расчётной максимальной гибкости. При гибкостях более 75 сжатый элемент теряет устойчивость.

Расчётная площадь сечения Fp принимается равной полной площади, если она не имеет ослаблений или их площадь не превышает площади сечения и эти ослабления не выходят на кромку, поскольку они не снижают прочности такого элемента. Большие внутренние ослабления снижают его несущую способность, но меньше, чем их относительный размер, и расчетная площадь сечения равна при этом неослабленной площади. Симметричные наружные ослабления уменьшают прочность элемента прямо пропорционально их размерам, и площадь их исключается.

Гибкость сжатых элементов ограничивается. Основные элементы конструкций — отдельные стойки, пояса и опорные раскосы ферм и др. — должны иметь гибкость не более 120. Прочие сжатые элементы основных конструкций — не более 150 и элементы связей—200.

Испытания стандартных образцов на сжатие вдоль волокон дают значения предела прочности в 2-2,5 раза меньше, чем при растяжении. Для сосны предел прочности при сжатии в среднем 400 кгс/см2. Влияние пороков (сучков) меньше, чем при растяжении. При размере сучков, составляющих 1/3 стороны сжатого элемента, прочность при сжатии будет 0,6-0,7 прочности элемента тех же размеров, но без сучков. Таким образом, работа сжатых элементов в конструкциях более надежна, чем растянутых. Этим объясняется широкое применение металлодеревянных конструкций, имеющих основные растянутые элементы из стали, а сжатые и сжато-изгибаемые из дерева.

Дата добавления: 2014-01-04