Строительство Севастополь

Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников

 

Строительные работы в Севастополе

Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон. Вдоль волокон


Пиление древесины вдоль волокон

Категория: Столярные работы

Пиление древесины вдоль волокон

Чтобы получить заготовку нужной ширины и толщины, доску пилят вдоль волокон. Но сначала заготовку надо разметить и закрепить в заднем зажиме верстака (рис. 1).

Правила пиления древесины вдоль волокон имеют много общего с правилами пиления поперек волокон, Но есть и некоторые различия: рабочая поза несколько иная, положение туловища прямое, ритм и темп пиления более быстрые.

Вот последовательность работы при распиливании заготовки вдоль волокон:Крепление заготовки и рабочая поза столяра.1. Разметить места распила.2. Зажать заготовку вертикально в задний зажим верстака. Край заготовки не должен быть выше уровня плеча.3. Подготовить инструмент и принять установленную позу.4. Сделать пропил по линии разметки. Не забывайте, что у полотна лучковой пилы надо держать не руку, а брусочек.5. Начать пиление, соблюдая ритм и темп.

Рис. 1. Пиление древесины вдоль волокон

При работе необходимо постоянно контролировать положение полотна пилы относительно заготовки по линии разметки, верстачной доске, линейке. Следить, чтобы дно пропила находилось примерно на уровне груди (ведь заготовку всегда можно поднять и опустить). Соблюдать правила безопасной работы. Перед концом пиления надо работать медленнее, без нажима, чтобы не расколоть заготовку и не поранить руки.

Качество работы можно проверить при помощи линейки, угольника.

При пилении вдоль волокон могут встретиться следующие виды брака:1. Пропил не прямолинеен. Причины: а) вы не следили за линией разметки; б) сильно нажимали на пилу; в) не управляли пилой во время работы.2. Пропил расположен не под прямым углом по отношению к широкой стороне заготовки. Вот: почему: а) вы начали работу не точно под прямым углом к краю заготовки; б) пилили неправильно, не вдоль верстака, не по разметке; в) не управляли полотном пилы.

Запомни!Чтобы избежать брака при пилении, надо работать аккуратно и точно соблюдать установленные правила.

Конечно, лучше работать без брака. Но если все-таки появились какие-то погрешности, не огорчайтесь!

Недостатки можно устранить с помощью рубанка строганием.

Инструменты для работы.

Для пиления древесины вдоль волокон используют ножовки, лучковые, шипоные пилы (рис. 2, а, 6, в). У таких пил зубья наклонены, имеют форму треугольника с острым углом (рис. 2,г). Поэтому пилят этими инструментами только в одну сторону, куда наклонены зубья (обычно от себя). При обратном движении (на себя) пила не режет древесину, это «холостой» ход.

Рис. 2. Пилы для пиления древесины вдоль волокон: а— ножовка; б —лучковая; в – шиповая; г — форма зубьев

Но очень часто при работе некогда (или сложно) менять инструмент, хотя приходится пилить древесину и вдоль волокон, и поперек них, и наискось. Для этих целей пользуются пилами со смешанным зубом. Форма зуба —прямоугольный треугольник с прямым углом, направленным в сторону пиления.

Техника пиления. При пилении древесины вдоль волокон, как и при пилении поперек волокон, ширина пропила зависит от толщины полотна, высоты зубьев и их развода. Чем уже пропил, то есть чем тоньше полотно, мельче зубья и меньше развод, тем легче и быстрее работать.

Рис. 3. Пиление древесины вдоль волокон

Закрепляют заготовку в зажимах верстака и пилят по линиям разметки так, как это показано на рис. 3. Зубья пилы должны быть наклонены в сторону, противоположную руке, то есть от себя.

Столярные работы - Пиление древесины вдоль волокон

gardenweb.ru

Мясо нужно резать вдоль волокон или поперек?

Мясо нужно резать вдоль волокон или поперек?

  • Да если готовите настоящий бифштекс, т.к. при его приготовлении важно направление нарезки мяса, которое влияет на быстроту прожаривания.

    Резать, конечно, поперек. Как ранее было сказано про прихватывание мяса, именно за счет сока, который удерживается внутри, бифштекс готовится очень быстро... и остается сочным. Тут касаемо бифштекса много нюансов, с какой части тушки взято мясо, толщина кусочка...

    Да и отбивать не надо))) это я все про бифштекс)) разжелудило так, что видимо вечером после работы придется заняться))) приготовлением

  • На самом деле мясо можно нарезать как вдоль волокон, так и поперек. Острым ножом можно хорошо порезать мясо в обоих случаях. Но известно, что мясо, нарезанное поперек волокон, быстрее и лучше прожариваетсяи не подгорает раньше времени. Например, для гуляша, когда мясо нарезают небольшими кусочками, то режут как вдоль, так и поперек или же вообще под углом расположения мясных волокон. Если нарезать мясо вдоль, то желательно резать тоненькими кусочками, это касается, например, салатов, где дополнительным составляющим будет и мясо. Что касается известных бифштексов, то и в этом случае мясо лучше всего нарезать поперек волокон.

  • Варианты нарезки мяса сильно зависят от того, какое блюдо из него затем собираетесь приготовить.

    В случае отбивных или жаренных стейков, мясо режется поперк волокон, что позволит куску остаться сочным и мягким к концу жарки. Если же говорить о шашлыке, то в этом случае уделять внимание способу нарезки необходимо лишь если это говяжья вырезка куски резать поперк волокон. Если шашлык готовится из свинины, баранины или даже телятины, то нет разницы, как именно нарезаны кусочки (можно и вдоль и поперк), главное, чтобы они были примерно одного размера из расчта не больше шести штук на одном шампуре.

    Хотелось бы ещ добавить, что специалисты рекомендуют прежде, чем нарезать мясо, дать ему полежать несколько минут (15-20), чтобы соки в нм распределились более равномерно.

  • Для стейков, отбивных, эксалопов и т.д. мясо ВСЕГДА режут поперек волокон. Это делает мясо намного мягче, усиливает глубину прожарки. Более того, еще и рекомендуется волокна перерубать дополнительно. С тонким мясом справится отбивной молоток, а с толстыми кусками - приспособление под названием ручной механический тендерайзер:

    Работает он вот таким образом:

    Мясо вдоль волокон режется, если нужна тонкий широкий пласт, например, для изготовления мясного рулета. Только нарезанное вдоль волокон, мясо сохранит гибкость и не развалится. К слову, обработка тендерайзером и тут не помешает.

  • Если резать мясо вдоль то вы его просто испортите. Мясо, практически всегда режется поперк волокон. Исключением могут быть только блюда, где используются длинные волокна мяса. Это как правило салаты с отварным мясом.

  • info-4all.ru

    Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон

    Основным механическим свойством древесины является прочность, которая зависит от направления действующей нагрузки, породы дерева, плотности, наличия пороков.

    Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон выполняют на образцах в виде прямоугольной призмы сечением 2020 мм и высотой вдоль волокон 30 мм (рис. 1).

    Рис. 1. Образец для испытания на сжатие вдоль волокон

    Перед испытанием определяют с помощью электронного влагомера ЭВ-2М влажность образца (можно воспользоваться результатом определения влажности древесины, который был получен на аналогичном образце, хранившемся в одинаковых условиях) и измеряют размеры сечения образца (в середине его длины) штангенциркулем с точностью до 0,1 мм. При испытании образца скорость подачи, нагрузки должна быть равномерной 250005000 Н/мин в течение всего времени испытания. Испытание ведут до разрушения образца.

    Предел прочности при сжатии RW вдоль волокон при данной влажности древесины вычисляют по формуле:

    RW = Pmax /ab,

    где Pmax — максимальная нагрузка, Н;

    a,b — размеры поперечного сечения образца, мм.

    Предел прочности при сжатии вдоль волокон пересчитывают на нормальную (стандартную) влажность 12 % по формуле:

    R12 = RW [1+(W – 12)],

    где  — коэффициент, равный 0,04 на 1 % влажности;

    RW — предел прочности при сжатии образца с влажностью W, % в момент испытания, МПа

    Для образцов с влажностью равной или большей предела гигроскопичности (30 %):

    R12 = RW/,

    где RW — предел прочности при сжатии образца с влажностью W, % в момент испытания, МПа.

    —коэффициент пересчета при влажности 30 % (табл. 2).

    Таблица 2.

    Порода древесины

    Береза, лиственница

    0,4

    Ель, граб, пихта, орех, осина, тополь, ива, груша

    0,445

    Сосна, бук

    0,45

    Клен

    0,485

    Вяз, ясень

    0,535

    Дуб, липа, ольха, акация

    0,55

    Определение предела прочности при скалывании вдоль волокон

    Испытание на скалывание вдоль волокон проводят по тангентальной и радиальной плоскостям, форма и размеры должны соответствовать рис. 2. Образцы вырезают таким образом, чтобы годовые слои на торцах были параллельны плоскости скалывания при тангентальном и перпендикулярны при радиальном скалывании. Отклонения от указанных размеров скалываемой части образца не должны превышать 0,5 мм. Перед испытанием штангенциркулем измеряют с точностью до 0,1 мм по ожидаемой плоскости скалывания ширину образца «в» и длину скалывания «с».

    Рис. 2. Образцы для испытания древесины на скалывание вдоль волокон по плоскости: а) тангентальной, б) радиальной

    Испытания проводят в специальном приспособлении до разрушения образца. Скорость нарастания нагрузки должна быть равномерной в течение всего испытания 4  1,0 кН/мин. По шкале силоизмерителя определяют максимальную нагрузку с погрешностью не более цены деления шкалы силоизмерителя.

    Большую часть разрушенного образца подвергают испытанию на влажность. Предел прочности при скалывании в тангентальной плоскости при влажности в момент испытания вычисляют по формуле:

    bl,

    где Pmax — максимальная нагрузка, Н;

    b — ширина образца, мм;

    l — длина скалывания, мм.

    Предел прочности при скалывании пересчитывают к влажности древесины 12 %.

    Для образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности (30 %):

    где  — поправочный коэффициент, равный 0,03 на 1 % влажности.

    Предел прочности образца с влажностью равной или большей предела гигроскопичности, пересчитывают к влажности 12 % по формуле:

    ,

    где К12 — пересчетный коэффициент при влажности 30 % (табл. 3).

    Таблица 3

    Порода древесины

    К12

    Дуб, вяз, акация

    1,39

    Береза, орех

    1,87

    Бук, сосна, ель, лиственница

    1,63

    Граб, ива, осина, тополь

    1,76

    Клен, липа, ольха, пихта, ясень

    1,53

    Результаты испытаний сравнивают со справочными данными.

    Приближенно о прочности древесины можно судить по содержанию поздней древесины используя формулу:

    R12 = 6m + 300,

    где m — процентное содержание поздней древесины (сосны).

    10.4. Порядок выполнения работы:

    1. Ознакомиться с методами определения свойств древесины.

    2. Оценить макроструктуру, определить пороки различных пород древесины.

    3. Определить содержания поздней древесины.

    4. Определить влажность древесины.

    5. Определить предел прочности при сжатии вдоль волокон.

    6. Определить предел прочности при скалывании вдоль волокон.

    studfiles.net

    Прочность древесины при растяжении вдоль волокон.

    Прочность при растяжении вдоль волокон определяют на образце, форма и размеры которого показаны на рис. 49. Заготовки для образца получают путем выкалывания, а не выпиливания, чтобы избежать перерезания волокон. Назначение сложной формы образца с массивной головкой и тонкой рабочей частью — не допустить преждевременного разрушения образца от напряжений на смятие и скалывание, возникающих в головках его в процессе испытания, при зажиме в головках машины.

    Рис. 49. Форма и размеры (мм) образца для испытаний на растяжение вдоль волокон.

    Перед укреплением в головках машины измеряют сечение рабочей части образца, а в каждую головку вставляют стальной стержень, высотой 18 мм, предохраняющий головку от чрезмерного смятия во время испытания. Нагружение проводят равномерно со средней скоростью 1500±400 кГ/мин на весь образец. Образец доводят до разрушения и по шкале машины отсчитывают нагрузку Рmах с точностью 5 кГ. Предел прочности вычисляют с точностью 5 кГ/см2 по формуле:

    Влияние влажности при растяжении вдоль волокон незначительно. Деформация при растяжении выражается в некотором (незначительном) удлинении образца; разрушение происходит в виде разрыва тканей, причем при высокой прочности разрыв бывает длинноволокнистым или защепистым, а при низкой прочности — раковистым, почти гладким (рис. 50).

    Рис. 50. Характер разрушения при растяжении вдоль волокон: сверху — защепистый разрыв; внизу — раковистый.

    Древесина обладает высокой прочностью при растяжении вдоль волокон; среднюю величину ее для древесины разных пород можно принять 1200 кГ/см2. Однако использовать это свойство на практике в полной мере трудно из-за сложности закрепления концов детали, где развиваются скалывающие напряжения и происходит смятие древесины. Так как древесина плохо сопротивляется этим видам сил, практически разрушение обычно происходит не в форме разрыва, а в местах закрепления детали — в виде скалывания или смятия. Вследствие этого древесина сравнительно редко применяется для работы на растяжение вдоль волокон.

    Таблица 33. Прочность древесины при растяжении вдоль волокон.

    Порода

    Предел прочности, кГ/см2, при влажности

    Порода

    Предел прочности, кГ/см2, при влажности

    15%

    30 % и более

    15%

    30% и более

    Лиственница

    1225

    965

    Ясень

    1390

    1095

    Сосна

    1010

    790

    Граб

    1345

    1060

    Ель

    1005

    790

    Осина

    1200

    945

    Кедр

    885

    695

    Бук

    1180

    925

    Пихта сибирская

    655

    515

    Липа

    1160

    910

    Акация белая

    1690

    1095

    Ольха

    965

    760

    Береза

    1610

    1265

    Тополь

    870

    685

    Прочность при растяжении вдоль волокон подвержена довольно сильным колебаниям даже для древесины одной и той же породы. Это объясняется тем, что на прочность при растяжении существенное влияние оказывают особенности строения древесины; малейшее отклонение от правильного расположения волокон влечет за собой заметное уменьшение прочности. Предел пропорциональности при растяжении вдоль волокон составляет 0,83 от величины предела прочности для древесины хвойных пород (лиственница, сосна, пихта) и 0,70 для лиственных кольцесосудистых. (дуб, ясень).

    Рис. 51. Форма и размеры образцов для испытания на растяжение поперек волокон (в радиальном направлении).

    www.drevesinas.ru

    Как обозначается расчетное сопротивление древесины при растяжении вдоль волокон?

    Как обозначается расчетное сопротивление древесины при растяжении вдоль волокон?

    Rp – расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон по п. 7 табл. 3 (старый). П.5 табл 3 (новый)

    То же поперек волокон?

    Rр.90 – расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3 (старый). П.5 табл 3 (новый)

    3. Какое из расчетных сопротивлений больше - Rpили Rр.90

    расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон Rp больше чем расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3. Rр.90 (старый). П.5 табл 3 (новый)

    На какие сорта подразделяются пиломатериалы в зависимости от их качества?

    Отборные, 1, 2, 3 сорта.

    Приведите численные значения расчетного сопротивления клееной древесины второго и третьего сортов соответственно при растяжении вдоль волокон.

    Табл.3 в снип деревянные конструкции. Второй сорт клееной древесины = 9 МПа.

    Для 3 сорта – нет.

    На сколько отличаются численные значения расчетного сопротивления древесины сосны 1 сорта при растяжении клееных и неклееных элементов?

    Табл.3 Снип ДК. Растяжение вдоль волокон: а) неклееные элементы 10 МПа, б) клееных 12 МПа

    7. Как определить расчетное сопротивление растяжению древесины какой – либо из пород, если известно Rp для сосны?

    П. 5. Снип ДК. Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в табл. 3, на переходные коэффициенты mп, указанные в табл. 4.(старый), 5 (новый)

    8. Что больше: Rp для березы или сосны?

    Для березы больше в 1,1 раза

    9. Определить значение Rp для клееных элементов из древесины дуба и ольхи (2 сорта) соответственно.

    Табл.3 Снип ДК. Rp для сосны 9 МПа, коэффициент перехода к дубу 1,3 = 15,6. (табл.5) Для ольхи коэффициент 0,8 = 9,6 МПа

    10. Деревянные конструкции эксплуатируются при температуре воздуха +34°С, чему равняется коэффициент mT?

    П. 3.1. Снип ДК. mT=1 (по новому п.5.3)

    11. Температура воздуха в зоне расположения деревянных элементов равна +42,5°С, чему равняется коэффициент mT?

    mT=0,9 (по новому п.5.3)

    Условия эксплуатации деревянных конструкций А2. Древесину, какой влажности допускается применять для изготовления клееных конструкций?

    П. 2.2. Снип ДК.

    12%

    Новый п. 4.4

    Какие max и min размеры поперечного сечения имеют пиломатериалы в соответствии с сортаментом?

    ПИЛОМАТЕРИАЛЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД. Размеры. ГОСТ 24454-80*

    Макс Толщина = 250 мм при макс ширине 250 мм

    Макс Ширина = 275 при макс толщине 275 мм

    Минимальная толщина = 16 мм при минимальной ширине 75 мм

    Минимальная ширина = 75 мм при минимальной толщине 16 мм

     

    Max и min размеры пиломатериалов по длине?

    ГОСТ 24454-80*

    6. Номинальные размеры длины пиломатериалов устанавливают:

    для внутреннего рынка и экспорта - от 1,0 до 6,5 м с градацией 0,25 м; для изготовления тары - от 0,5 м с градацией 0,1 м;

    для мостовых брусьев - 3,25 м;

    для экспорта - от 0,9 до 6,3 с градацией 0,3 м.

     

    При каком соотношении между шириной и высотой (толщиной) поперечного сечения элемент называется брусом, при какой – доской?

    Разница между доской и брусом состоит в том, что у доски ширина более чем в два раза превышает толщину, а у брусьев ширина не превышает их двойную толщину.

    Какой влажности соответствуют нормальные размеры пиломатериалов?

    ГОСТ 24454-80*

    Номинальные размеры пиломатериалов по толщине и ширине установлены для древесины влажностью 20 %.

    Какие сорта пиломатериалов используют в строительстве?

    1,2,3 используются в строительстве. Есть отборный сорт – идет на экспорт, но может применяться в строительстве в несущих конструкциях ответственных зданиях.

     

    С какой градацией по длине пиломатериалы выпускаются в соответствии с сортаментом?

    ГОСТ 24454-80*

    Номинальные размеры длины пиломатериалов устанавливают:

    для внутреннего рынка и экспорта - от 1,0 до 6,5 м с градацией 0,25 м; для изготовления тары - от 0,5 м с градацией 0,1 м;

    для мостовых брусьев - 3,25 м;

    для экспорта - от 0,9 до 6,3 с градацией 0,3 м.

    19. Приведите значение Rp для доски из сосны 1 сорта при условиях эксплуатации Б3, А2, В2, Г3 соответственно?

    П. 3.1. Снип ДК. / Акт. П.5 СП

    Rp для неклееных конструкций из сосны 1 сорта

    Б3 = 10 МПа * 0,9 = 9 МПа,

    А2 = 10 МПа * 1 = 10 МПа,

    В2 = 10 МПа * 0,85 = 8,5 МПа,

    Г3 = 10 МПа * 0,75 = 7,5 МПа.

     

    Выходной контроль

    1. Определить значение Rp для клеевого стержня из ели 2 сорта, имеющего отверстие для болтов.

    Принимаем ряд условий. Стержень работает на растяжение вдоль волокон.

    RpС берем из 3 таблицы снипа для 2 сорта

    Rp= RpС =9МПа

    Пояснения даны из книги Карлсен. Конструкция из дерева и пластмасс. (стр. 115)

    Деревянные элементы, работающие на центральное растяжение , рассчитывают по наиболее ослабленному сечению:

    σp=N/FHT≤Rp.

    Входной контроль

    Выходной контроль

    1. Приведите формулу расчета на прочность при центральном сжатии деревянного элемента.

    а) на прочность N/ Fнт ≤RC;

    где N – расчетная продольная сила;

    Fнт – площадь поперечного сечения элемента нетто. [4.2 СНиП ДК]

     

    2. Приведите формулу расчета на устойчивость при центральном сжатии деревянного элемента.

    N/(φ* Fрасч) ≤RC

    где Rс – расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон;

    j – коэффициент продольного изгиба, определяемый согласно п. 4.3;

    Fнт – площадь нетто поперечного сечения элемента;

    Fрас – расчетная площадь поперечного сечения элемента, [4.2 СНиП ДК]

     

    3. Как вы понимаете выражение «потеря устойчивости» стержня при центральном сжатии?

    Происходит при достижении в элементе конструкции сжимающей силой своего критического значения (достаточно дать малейший толчок в поперечном к продольной оси направлении, чтобы стержень потерял устойчивость).

     

    4. Приведите формулу для определения коэффициента φ в упругой области работы древесины.

    Коэффициент продольного изгиба j следует определять по формулам:

    при гибкости элемента l £ 70: λ=1-а(λ/100)2;

    при гибкости элемента l > 70: φ=А/λ2,

    где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1 для фанеры;

    коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры. [4.3 СНиП ДК]

     

    5. Приведите формулу для определения коэффициента φ за пределами области упругой работы.

    Коэффициент продольного изгиба j следует определять по формулам:

    при гибкости элемента l £ 70: λ=1-а(λ/100)2;

    при гибкости элемента l > 70: φ=А/λ2,

    где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1 для фанеры;

    коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры. [4.3 СНиП ДК]

     

    6. При каком значении гибкости формула Эйлера выходит за пределы пропорциональности?

    Если гибкость стержня меньше предельного значения λ<λпред, то формула Эйлера становится неприменимой, так как критические напряжения превышают предел пропорциональности и закон Гука неприменим. Формула Эйлера Pкр=(π2EJ)l2

     

    7. Приведите значение предельной гибкости брусчатой колонны.

    Сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонны: lмакс=120 [4.22 СНиП ДК]

     

    8. Приведите значение предельной гибкости сжатых раскосов фермы.

    Сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм, колонны: lмакс=120

    Прочие сжатые элементы ферм и других сквозных конструкций: lмакс=150 [4.22 СНиП ДК]

     

     

    9. Определите значение Rc при следующих условиях?: А2; пихта 2 сорта; элемент подвергнут глубокой пропитке антипиреном под давлением.

    Т.к. не указаны напряженное состояние и характеристика элемента принимаем условно: г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении.

    Rc = 16 МПа = 160 кг/см2 - для 2 сорта

    Расчетные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения величин, приведенных в табл. 3, на переходные коэффициенты mп, указанные в табл. 4.

    Rc = Rc*mп=16*0,8=12,8 МПа – для пихты.

    Расчетные сопротивления, приведенные в табл. 3, следует умножать на коэффициенты условий работы:

    Rc = Rc*mв =12,8*1=12,8 МПа - для А2.

    Расчетные сопротивления, приведенные в табл. 3, следует умножать на коэффициенты условий работы

    Rc = Rc*mа =12,8*0,9=11,52 МПа - для элементов, подвергнутых глубокой пропитке антипиренами под давлением.

    Ответ: Rc = 11,52 МПа = 115,2 кг/см2.

     

    10. Определите значение RC при следующих условиях эксплуатации: группа A3, температура +40°С; материал элемента - береза, сорт 3.

    Характеристика элементов не оговорена, принимаем условно: элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении.

    RC= 10 МПа = 100 кгс/см2 – для сорта 3;

    RC = RC *mп= 10*1,1=11 МПа=110 кгс/см2 – для березы;

    RC = RC *mв=11*0,9=9,9 МПа= 99 кгс/см2 - условия эксплуатации АЗ;

    RC = RC *mт = 9,9*0,667= 6,6 МПа =66 кгс/см2 - температура +40°С;

    Ответ: RC = 6,6 МПа =66 кгс/см2.

     

    11. Определите значение RC при следующих условиях эксплуатации: группа A3, температура t=20°C; сосна 1 сорта.

    Характеристика элементов не оговорена, принимаем условно: элементы прямоугольного сечения высотой до 50 см.

    RC= 14 МПа = 140 кгс/см2 – для сорта 1;

    RC = RC *mп= 14*0,65=9,1 МПа=91 кгс/см2 – сосна веймутова;

    RC = RC *mв=9,1*0,9=8,19 МПа= 81,9 кгс/см2 - условия эксплуатации АЗ;

    RC = RC *mт = 8,19*1= 8,19 МПа =81,9 кгс/см2 - температура +20°С< 35°С;

    Ответ: RC = 8,19 МПа = 81,9 кгс/см2.

     

     

    12. Определите значение RC при следующих условиях эксплуатации: группа A3, температура t=15°C, В1, лиственница 2 сорта, имеется ветровая нагрузка.

    Характеристика элементов не оговорена, принимаем условно: элементы прямоугольного сечения высотой до 50 см.

    RC= 13 МПа = 130 кгс/см2 – для сорта 2;

    RC = RC *mп= 13*1,2=15,6 МПа=156 кгс/см2 – лиственница;

    RC = RC *mв=15,6*0,9=14,04 МПа= 140,4 кгс/см2 - условия эксплуатации В1;

    RC = RC *mт = 14,04*1= 14,04 МПа =140,4 кгс/см2 - температура +15°С< 35°С;

    RC = RC *mн=14,04*1,2=16,85 МПа =168,5 кгс/см – ветер;

    Ответ: RC = 16,85 МПа = 168,5 кгс/см2.

     

    Тема 2.Соединение элементов деревянных конструкций

    На нагелях

    Входной контроль

    Выходной контроль

    1. Расчетную несущую способность стального цилиндрического нагеля из условий его изгиба определят по формуле...

    T=1,8 d2+0.01a2 кН , но не более 4d2, где а – толщина крайних элементов, см., d – диаметр нагеля, см. (таблица 17 СНиП, 20 СП)

     

     

    2. Расчетную несущую способность нагеля из алюминиевого сплава из условия смятия древесины среднего элемента симметричных соединениях определяют по формуле...

    T=0,5cd кН, где с – толщина средних элементов, см., d – диаметр нагеля, см. (таблица 17 СНиП, 20 СП)

     

    3. Почему несущую способность нагеля из условии скалывания и раскалывания не рассчитывают?

    [примечание к т.17 СНиП] Прочность сплачиваемых элементов на скалывание производить не следует, если выполняется условие расстановки нагелей.

     

     

    4. Чему равно min количество стяжных болтов от общего количества нагелей в соединении?

    В соединениях на цилиндрических нагелях должно быть поставлено не менее трех стяжных болтов с каждой стороны стыка.

    Диаметр стяжных болтов dб следует принимать по расчету, но не менее 12 мм. Шайбы стяжных болтов должны иметь размер сторон или диаметр не менее 3,5dб и толщину не менее 0,25dб. [4.6 СНиП ДК]

    Для обжатия нагельного соединения, в сопряжение сплачиваемых элементов устанавливают стяжные болты, в количестве примерно равном 25% от общего количества нагелей.

     

    5. Что понимают под выражением срез?

    Накладные соединения, как правило, подвергаются нагрузке на растяжение. Появляющиеся при этом усилия могут срезать соединительный элемент, например болт, поперек его длины. Эти усилия называют усилиями среза, а их максимальное значение — прочностью на срез. Напряжения среза могут появляться в гвоздях, шурупах, болтах, нагелях, заклепках и дюбелях.

     

    6. Как определяется расчетная несущая способность цилиндрического нагеля в соединениях элементов из пихты?

    Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из пихты при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон и гвоздями под любым углом, следует определять по табл. 17. умножением на коэффициент mп для расчетных сопротивлений, для пихты mп=0,8. [5.15 СНиП ДК]

     

    7. Определите расчетную несущую способность цилиндрического нагеля из условия смятия крайнего элемента при условии эксплуатации A3.

    Расчетная несущая способность Т на один шов сплачивания (условный срез), кН (кгс) для случая: б) смятие в крайних элементах , с учетом условий эксплуатации конструкций вводим коэффициент mв=0,9 (для А3)

    Т = 0,8cd*0,9 (для стально­го, алюмини­е­вого, стеклоплас­тикового нагеля)

    Т = 0,5cd*0,9 (для дубового нагеля)

     

    8. Покажите, как учитывается температура эксплуатации (например, t=50°C) при определении расчетной несущей способности цилиндрического нагеля из условия его изгиба.

    Расчетную несущую способность нагелей в условиях повышенной температуры, следует определять с умножением на квадратный корень из коэффициент (T * √mt)

    [5.15, 3.2 СНиП ДК]

     

    9. Напишите формулу для определения несущей способности соединения из цилиндрических нагелей.

    Формулы из табл 17

    Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9. [5.17 СНиП ДК]

    Расчетную несущую способность цилиндрического нагеля на один шов сплачивания в соединениях элементов из сосны и ели (рис. 8) при направлении усилий, передаваемых нагелями вдоль волокон и гвоздями под любым углом, следует определять по табл. 17. В необходимых случаях расчетную несущую способность цилиндрического нагеля, определенную по табл. 17, следует устанавливать с учетом указаний п. 5.15. [5.13 СНиП ДК]

     

    10. Как определяется общее количество цилиндрических нагелей в растянутом стыке?

    nн ≥ N/(Т×Nср), где nн — количество нагелей, которое ставится с одной стороны стыка; N — расчетное усилие, действующее на нагельный стык; Nср — количество плоскостей сплачивания; Т — несущая способность одного условного среза нагеля, определяемая в кгс или в кН.

    Нагели в растянутых стыках следует располагать в два или четыре продольных ряда; в конструкциях из круглых лесоматериалов допускается шахматное расположение нагелей в два ряда с расстоянием между осями нагелей вдоль волокон 2S1, а поперек волокон S2 = 2,5d. [5.19 СНиП ДК]

    Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9.

     

    11. Как определяется общее количество цилиндрических нагелей в сжатом стыке?

    nн ≥ N/(Т×Nср), где nн — количество нагелей, которое ставится с одной стороны стыка; N — расчетное усилие, действующее на нагельный стык; Nср — количество плоскостей сплачивания; Т — несущая способность одного условного среза нагеля, определяемая в кгс или в кН. Несущую способность соединения на цилиндрических нагелях из одного материала, но разных диаметров следует определять как сумму несущих способностей всех нагелей, за исключением растянутых стыков, для которых вводится снижающий коэффициент 0,9.

     

    Входной контроль

    Выходной контроль

    Почему при расчете обшивки панели на общий изгиб напряжения растяжения или сжатия, определенные по формулам изгиба, сравниваются с расчетными сопротивлениями фанеры растяжению или сжатию соответственно, а не изгибу?

    Это связано с тем, что верхняя обшивка подвергается только сжатию, нижняя – растяжению.

    Входной контроль.

    Выходной контроль.

    1. Какие дополнительные требования по СНиП II-25-80 предъявляются к качеству древесины для клееных изгибаемых элементов?

    6.19. Клееным балкам с шарнирным опиранием следует придавать строительный подъем, равный 1/200 пролета. В клееных изгибаемых и сжато-изгибаемых элементах допускается сочетать древесину двух сортов, используя в крайних зонах на 0,15 высоты поперечного сечения более высокий сорт, по которому назначаются расчетные сопротивления (Rи, Rc).

    6.20. Пояса клееных балок с плоской фанерной стенкой следует выполнять из вертикально поставленных слоев (досок). В поясах балок коробчатого сечения допускается применять горизонтальное расположение слоев. Если высота поясов превышает 100 мм, в них следует предусматривать горизонтальные пропилы со стороны стенок.

    Для стенок балок должна применяться водостойкая фанера толщиной не менее 8 мм.

     

    К древесине для деревянных конструкций кроме требований ГОСТ 8486-66* на пиломатериалы хвойных пород и ГОСТ 9463-72* на круглые лесоматериалы должны предъявляться дополнительные требования:

    а) ширина годичных слоев в древесине должна быть не более 5 мм, а содержание в них поздней древесины - не менее 20 %;

    б) в заготовках из пиломатериалов 1-го и 2-го сорта для крайней растянутой зоны (на 0,15 высоты сечения) клееных изгибаемых элементов и в досках 1-3-го сорта толщиной 60 мм и менее, работающих на ребро при изгибе или на растяжение, не допускается сердцевина.

    То же составного сечения

    Составные элементы на податливых соединениях, опертые всем сечением или часть ветевей которых не оперта по концам, следует рассчитывать на и устойчивость по формуле N/(φFнт)≤Rc. Для элементов переменного по высоте сечения следует выполнять по формуле

    N/(φFmaxkж­N)≤Rc (п. 4.8)

    12. Приведите схему стержня-пакета.

    13. Приведите схему составного стержня с короткими прокладками.

    Выходной контроль

    1. Напишите формулу расчета коэффициента продольного изгиба φ составного стержня – пакета относительно оси, перпендикулярной к швам сдвига (ось Х-Х). То же, параллельной к швам сдвига (ось Y-Y).

    Коэффициент продольного изгиба υ следует определять по формулам: при гибкости элемента λ ≤ 70 ;

    φ=1-a(λ/100)2

    при гибкости элемента λ > 70

    φ=A/λ2

    где коэффициент а = 0,8 для древесины и а = 1,0 для фанеры;

    коэффициент А = 3000 для древесины и А = 2500 для фанеры и древесины из однонаправленного шпона. 2 A

    Гибкость составных элементов следует определять с учетом податливости соединений по формуле

    Y-Y

    λ=√((λyµy)2+λ21) п.4.6.

    X-X

    λ=√((λxµx)2+λ21) п.4.6.

     

     

    Выходной контроль 5

    То же относительно оси Х-Х?

    Гибкость составного элемента относительно оси, проходящей через центры тяжести сечений всех ветвей (ось Х), следует определять как для цельного элемента, т. е. без учета податливости связей

    λХ=loх/rх, где

    loх-расчетная длина

    rх - радиус инерции

    Если ветви нагружены равномерно. В случае неравномерно нагруженных ветвей следует руководствоваться п. 6.7.

    в) при определении гибкости относительно оси Х (см. рис. 2) момент инерции следует определять по формуле

    I = Iо + 0,5Iно,

    где Iо и Iно  моменты инерции поперечных сечений соответственно опертых и неопертых ветвей.

    Если ветви составного элемента имеют различное сечение, то расчетную гибкость l1 следует принимать равной:

     

    5. Напишите формулу для определения коэффициента податливости для гвоздей при центральном сжатии.

    kс  - коэффициент податливости соединений, который следует определять по формулам табл. 15.

    То же для болтов.

    Смотри вопрос №5, исходя из условия болт = нагель.

     

    Тоже сжато-изгибаемого?

     

    Выходной контроль

    Как обозначается расчетное сопротивление древесины при растяжении вдоль волокон?

    Rp – расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон по п. 7 табл. 3 (старый). П.5 табл 3 (новый)

    То же поперек волокон?

    Rр.90 – расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3 (старый). П.5 табл 3 (новый)

    3. Какое из расчетных сопротивлений больше - Rpили Rр.90

    расчетное сопротивление древесины растяжению вдоль волокон Rp больше чем расчетное сопротивление древесины растяжению поперек волокон, принимаемое по п. 7 табл. 3. Rр.90 (старый). П.5 табл 3 (новый)

    cyberpedia.su

    Прочность древесины на изгиб и сжатие + таблица

    Определение прочности и виды нагрузок

    Одним из важных механических свойств древесины является ее устойчивость к разрушающим механическим воздействиям, то есть прочность. Зависит она от разных факторов, самые важные из которых:

    • Плотность;
    • Влажность;
    • Присутствие пороков;
    • Порода древесины;
    • Наличие разрушающих нагрузок в разных направлениях (например, поперек или вдоль волокон), то одно и тоже дерево будет иметь разную прочность.

    Прочность древесиныНа прочности дерева отражается содержание влаги в клеточных оболочках – связанная влага. Чем больше влажность, тем меньше прочность. Однако это правило действует до показателя влажности 30 %, который является пределом гигроскопичности. После достижения этого предела прочность остается неизменной даже при увеличении количества влаги. При определении показателей прочности образцы древесины должны иметь одинаковую влажность. Продолжительность разрушающей нагрузки также сильно отражается на показателе прочности.

    Нагрузки различают по силе, направлению и времени воздействия. Статические действуют с постоянной силой или с постепенным увеличением, а динамические очень недолго, только в момент соприкосновения с поверхностью дерева. Эти нагрузки принято называть разрушительными, поскольку от их действия структура древесины нарушается. Крайние показатели прочности, при которых древесина способна сохранить свою структуру, называют пределом прочности. Единица измерения прочности – Па/см2 или иначе кгс на 1 кв. см.

    Прочность измеряют во всех направлениях – продольном, радиальном и тангенциальном. При испытаниях применяют силы растяжения и сжатия, а также испытывают на изгиб и скалывание. Ниже приведена таблица механических свойств древесины.

    Прочность на сжатие имеет большое значение в строительных конструкциях, таких, как опоры и стойки. Ее измеряют в разных направлениях.

    Испытание механических свойств древесины на сжатие

    Прочность на сжатие проверяют в продольном и поперечном по отношению к волокнам направлению. При этом при продольном сжатии происходит уменьшение длины образца. При испытании образца древесины мягких сортов с высокой влажностью торцы начинают сминаться, а боковые части выпирают в сторону. Древесина твердая и сухая при продольном сжатии начинает разрушаться и части образца сдвигаются в разные стороны.

    Усредненное значение предела прочности продольного сжатия для всех видов древесины около 500 кгс на 1 кв. см.

    Величина прочности при поперечном сжатии намного меньше, чем при продольном и их соотношение друг к другу составляет 1:8. Момент, в который происходит разрушение древесины при поперечном сжатии не легко определить, как и силу давления, при которой оно происходит.

    Обычно проверяют прочность на поперечное сжатие в двух направлениях – радиальном и тангенциальном. При этом лиственные породы имеют прочность в 1.5 раза больше при сжатии в радиальном направлении, нежели при тангенциальном. Прочность древесины хвойных пород при сжатии в радиальном направлении ниже, чем при тангенциальном сжатии.

    Испытание механических свойств древесины на сжатие

    Испытание механических свойств древесины на сжатие: а — вдоль волокон; б — поперек волокон — радиально; в — поперек волокон — тангенциально.

    Прочность древесины на растяжение

    Прочность древесины при растяжении вдоль волокон колеблется в пределах 1100 – 1400 кгс/см2, правда использование ее в деталях, работающих на растяжение затруднено в связи с тем, что она не выдерживает нагрузок в местах крепления. В этих местах на древесину действуют силы сжатия и скалывания, а они имеют более низкие значения. Ярким примером использования древесины с работой на растяжение являются оглобли в конных повозках.

    В поперечном направлении прочность на растяжение низкая и ее значение не превышает 5% от предела прочности на растяжение в продольном направлении. Поэтому в тех случаях, когда деталь из древесины работает на растяжение, применяют только древесину с продольным расположением волокон.

    Величина поперечной прочности древесины на растяжение учитывается при резке и сушке материала, режимы этих операций подбираются в прямой зависимости от прочности.

    Испытание механических свойств древесины на изгиб

    Усредненная прочность всех пород деревьев при изгибе принято считать равной 1000 кгс/см2, что в два раза больше прочности на сжатие и примерно на 30% меньше прочности при продольном растяжении. При изгибе разные слои древесины испытывают разное напряжение — верхний слой получает сжатие, а нижний, напротив, — растяжение. В средней части образца, подвергаемого изгибу, находится нейтральная область, которая не испытывает никаких напряжений. Зона, испытывающая напряжение растяжения, начинает разрушаться в первую очередь – крайние волокна древесины разрываются.

    Визуально определить прочность древесины на изгиб можно по характеру излома – качественные образцы будут иметь неровный излом с наличием большого количества щепы, а дефектная – почти ровный, без выступов и вмятин.

    При изгибе одна часть заготовки подвергается сжатию, другая – растяжению, поэтому показатель сопротивления изгибу находится между показателями сопротивлений сжатия и растяжения. Отношение сопротивления сжатия к сопротивлению растяжения колеблется от 1.7 до 2.2 у разных пород дерева.

    Влажность дерева также отражается на показателе сопротивления статическому изгибу – при изменении влажности на 1%, сопротивление изменяется на 4%.

    По величине сопротивления ударному изгибу можно определить вязкость или хрупкость древесины. Если сопротивление невелико, древесина хрупкая, а высокий показатель сопротивления говорит о большой вязкости древесины.

    Измеряют сопротивление ударному изгибу с помощью маятника, замеряя работу Q кг/м, которая требуется маятнику определенного веса для того, чтобы сломать испытуемый брусок. Само сопротивление вычисляют по формуле A = Q/bh3, в которой b и h – соответственно ширина и высота сечения образца в сантиметрах.

    Испытание механических свойств древесины на изгиб

    Испытание механических свойств древесины на изгиб

    Прочность древесины при сдвиге

    Смещение в заготовке одной части древесины относительно другой называется сдвигом. Сдвиги образуются под действием внешних нагрузок разного характера. Выделяют сдвиги, возникающие от скалывания вдоль или поперек волокон и от распила (перерезания).

    Прочность при скалывании меньше прочности продольного сжатия примерно в 5 раз. А если сравнивать прочность скалывания вдоль и поперек волокон в одном образце, то предел прочности при продольном скалывании в два раза выше, чем при поперечном. Прочность древесины при перерезании выше прочности при скалывании раза в четыре.

    Самая прочная древесина

    Все породы деревьев различаются по прочности. Из хвойных деревьев наиболее прочной считается лиственница. Это дерево обладает уникально твердой и долговечной древесиной, устойчивой к гниению и влагостойкой. Смолистая и прочная, она замечательна еще и тем, что, находясь в воде способна приобретать прочность камня. Древесина лиственницы используется в производстве мебели и в строительстве. В строительстве подводных сооружений ей практически нет альтернативы. Успешно применяется в кораблестроении.

    Из лиственных пород, используемых человеком, первое место по прочности занимает дуб. Древесина очень долговечная, гибкая, имеет великолепные декоративные качества и применяется во многих областях промышленности. Из нее делают дорогую мебель, паркет, хороша для поделок.

    До настоящего времени в Литве, в маленькой деревушке Стелмуж, растет дуб, возраст которого более 1500 лет. На высоте человеческого роста диаметр ствола составляет 4 метра, а обхват дерева на трехметровой высоте равен 13.5 метров. Этот дуб является памятником природы, он – самый старый представитель дубовых деревьев во всей Европе.

    В мире есть несколько образцов деревьев с «железной» древесиной. Амазонское дерево в Бразилии, азобе в Африке, темир-агач в Азербайджане и Иране. Закавказские леса и леса Северной Ирландии – место произрастания персидской парротии, которая также поражает своей прочностью. К сожалению, все перечисленные деревья редко встречаются в природе, и их находки – это настоящее чудо.

     

    Посетители, просмотревшие эту статью, также заинтересовались следующими:

    Строение древесины: макро- и микроскопическое + примеры в картинках Определение твердости древесины методами Бринелля и Янка

    o-drevesine.ru

    Прочность древесины при сжатии вдоль волокон.

    Наиболее характерным из механических свойств древесины и важным в практическом отношении является прочность при сжатии вдоль волокон. Для испытаний применяют образец в форме прямоугольной призмы с основанием 20X20 мм и высотой (по направлению волокон) 30 мм. После измерения на половине высоты, ширины а и толщины b образец располагают между опорными поверхностями машины и нагружают вдоль волокон равномерно со средней скоростью 4000±1000 кГ/мин на весь образец.

    Испытание доводят до явного разрушения образца и по шкале машины отсчитывают максимальную нагрузку Рmах с точностью 5 кГ. Предел прочности вычисляют с точностью 5 кГ/см2 по формуле. Величина предела прочности при сжатии вдоль волокон существенно снижается при увеличении влажности до предела гигроскопичности. Деформация при сжатии вдоль волокон выражается в некотором укорочении образца. Разрушение обычно начинается с продольного изгиба отдельных волокон; во влажной древесине или в образцах из мягких или вязких пород наблюдается смятие у торцов и выпучивание боков, а в сухой древесине или в образцах из твердых пород — сдвиг одной части образца относительно другой по линии, проходящей на тангенциальной поверхности под углом около 60° к оси образца (рис. 52).

    Рис. 52. Характер разрушения при сжатии вдоль волокон: слева — сдвиг; справа — смятение торцов.

    Разрушения древесины при сжатии вдоль волокон в самом начале этого явления, еще совершенно незаметного для невооруженного глаза, в толстых стенках поздних трахеид хвойных пород появляются поперечные штрихи, так называемые линии скольжения, составляющие с осью трахеид угол около 70°. В дальнейшем линии скольжения соединяются в линии разрушения, направленные обычно под углом к волокнам; в этой стадии разрушения искривления волокон еще не наблюдается. После появления этих линий начинается разрушение, видимое невооруженным глазом. Это разрушение выражается в искривлении клеточных стенок, а вместе с ними и волокон (рис. 53).

    Характер разрушения может быть двух типов — сдвиг и смятие. В первом случае волокна искривляются, сдвигаясь в сторону и относительно друг друга, а во втором — одна часть волокна сминается и частично проникает в полость другой части. Древесина оказывает довольно большое сопротивление сжатию вдоль волокон, что обусловливает частое ее применение в этих условиях работы (сваи, стойки, ноги стропильных ферм и др.). Рассматриваемое свойство древесины хорошо изучено. Пределы прочности древесины основных пород при сжатии вдоль волокон приведены в табл. 35.

    Рис. 53. Разрушение древесины сосны при сжатии вдоль волокон; ясно видно искривление волокон.

    В среднем для всех пород предел прочности при сжатии вдоль волокон составляет (с округлением) 450 кГ/см2, т. е. он примерно в 2,7 раза ниже предела прочности при растяжении вдоль волокон. Предел пропорциональности при сжатии вдоль волокон для некоторых наших пород (лиственницы, сосны, пихты, ясеня) составляет в среднем 0,7 предела прочности.

    www.drevesinas.ru