લાકડાની મજબૂતાઈ અને અનુમતિપાત્ર તણાવ

સ્થિર ગણતરીના ફંડામેન્ટલ્સ

વુડ એ કુદરતી સર્જન છે અને, તેના શરીરરચનાને કારણે, એક અસંગત મકાન સામગ્રી છે. તેની તુલના નળીઓના બંડલ સાથે કરી શકાય છે, જે વૃક્ષના મૂળની આસપાસ વ્યક્તિગત રીતે સમાંતર અને વલયાકાર ગોઠવાય છે — વાર્ષિક રિંગ્સ અથવા રિંગ્સ — જે દરેક જગ્યાએ અલગ-અલગ ક્રોસ-સેક્શન અને દિવાલની જાડાઈ ધરાવે છે, એટલે કે વહેલું અને મોડું લાકડું.

સંબંધિત માહિતી: લાકડાની ભૂલો · વુડ ભેજ: શા માટે તે સમજવું મહત્વપૂર્ણ છે?

સરેરાશ તાકાત મૂલ્ય માત્ર એક જ વિસ્તારના વ્યક્તિગત વૃક્ષો માટે અલગ નથી, પરંતુ તે જ વૃક્ષ માટે પણ, તે સૌથી જાડાથી પાતળા છેડા સુધી ઘટે છે. ક્રોસ-સેક્શનમાં, છાલ હેઠળ સૌથી નાની વાર્ષિક રિંગ્સ શ્રેષ્ઠ અને સખત લાકડાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. વનસંવર્ધન નિષ્ણાત લાકડાના ગુણધર્મોને માત્ર મર્યાદિત હદ સુધી પ્રભાવિત કરી શકે છે, જ્યારે વપરાશકર્તા ભાગ્યે જ સરળ માધ્યમો દ્વારા મજબૂતાઈના ગુણધર્મોને બદલી શકે છે.

દબાણ હેઠળ તાકાત

રેસાની દિશામાં દબાણ

પરીક્ષણ નમૂનાઓની તપાસ કરતી વખતે, જે મોટાભાગે ચોરસ ક્રોસ-સેક્શનના હોય છે, નિષ્ફળતા એ હકીકતને કારણે થાય છે કે તંતુઓની કોશિકા દિવાલો પોલાણમાં વળી જાય છે, જ્યાં અગાઉ સ્પષ્ટ રીતે વ્યક્ત કરેલ ટ્રાંસવર્સ વિસ્તરણ નક્કી કરી શકાતું નથી. આ બકલિંગની શરૂઆત નાની માળખાકીય અનિયમિતતાઓ સાથેના સ્થળોએ થાય છે, જે મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં બહારથી જોઈ પણ શકાતી નથી, અથવા ઉપલા અથવા નીચે દબાયેલી સપાટીથી શરૂ થાય છે.

શંકુદ્રુપ લાકડાનું અનુમતિપાત્ર દબાણ - ભલે તે સ્પ્રુસ, પાઈન અથવા ફિર હોય - 8,5 MPa પર અને લાર્ચ લાકડા માટે 9 MPa પર સેટ છે. હાર્ડવુડ, ઓક અથવા બીચ માટે, તે 10 MPa છે.

સામાન્ય રીતે, વાસ્તવિક સરેરાશ સંકુચિત શક્તિ, ઓછામાં ઓછા ઓક માટે, કોનિફર કરતાં વધુ નથી, પરંતુ આ મૂલ્ય હજી પણ ન્યાયી છે કારણ કે હાર્ડવુડ લાકડાનો વ્યવહારિક રીતે ફક્ત નાના ટુકડાઓમાં બાંધકામમાં ઉપયોગ થાય છે, તેથી મોટી ગાંઠો સાથેનું લાકડું અથવા અનિયમિત વિકાસ સાથે લાકડાને ટાળી શકાય છે. ઓક લાકડું ઓવરરેટેડ છે. યુવાન ઓક, 30 વર્ષ સુધીનો, જૂના વૃક્ષોના લાકડા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે સખત અને મજબૂત દેખાય છે.

ગુણવત્તા વર્ગ I 11 MPa, લાર્ચ 11,5 MPa અને ઓક અને બીચ 12 MPa માટે શંકુદ્રુપ લાકડાની મજબૂતાઈ માટે પરવાનગી આપે છે. શંકુદ્રુપ લાકડા માટે 6 MPa અને ઓક અને બીચ માટે 7 MPa ના મૂલ્યો ગુણવત્તા વર્ગ III માટે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા હતા.

ફાઈબર દિશાને લંબરૂપ દબાણ

તંતુઓની લંબ દિશામાં, નિષ્ફળતાની ઘટના એ તંતુઓની દિશામાં દબાણને કારણે થતી ઘટનાઓથી અલગ હોય છે. ટ્રાંસવર્સ પ્રેશર હેઠળની મજબૂતાઈ મુખ્યત્વે વાર્ષિક રિંગમાં પ્રારંભિક લાકડાની બિનસંકુચિત માત્રા દ્વારા દર્શાવવામાં આવેલી તાકાત પર આધારિત છે. લેટ લાકડું, જેના પર અક્ષીય દબાણ હેઠળ તાકાતનું મૂલ્ય નિર્ભર છે, ટ્રાંસવર્સ દબાણ હેઠળ લોડ વિતરણની ભૂમિકા છે.

પરીક્ષણ કરતી વખતે, જે હાથ બળની તીવ્રતા દર્શાવે છે તે સતત તેની સૌથી વધુ કબજે કરેલી સ્થિતિ જાળવી રાખે છે. સંપૂર્ણ લોડ થયેલ વિભાગના કિસ્સામાં, કોનિફર માટેના તંતુઓને લંબરૂપ દબાણ હેઠળની તાકાત1/7થી1/10તંતુઓની દિશામાં અને હાર્ડવુડ માટે મજબૂતાઈના મૂલ્યો1/3થી1/5ફાઇબર દિશામાં તાકાત મૂલ્યો.

તાણ શક્તિ

સંકુચિત શક્તિ કરતાં ઘણી ઓછી હદ સુધી તાણ શક્તિનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. આ અંશતઃ એ હકીકતને કારણે હોઈ શકે છે કે યોગ્ય પરીક્ષણ નમૂનાઓનું ઉત્પાદન અને પરીક્ષણ સમય માંગી લેતું અને ખર્ચાળ છે.

લાકડાની રચનામાં અનિયમિતતા તાણ શક્તિમાં સ્પષ્ટપણે પ્રગટ થાય છે. દબાણ હેઠળ મજબૂતાઈના અનુરૂપ, લોગની પહોળાઈ ઉપરાંત, અંતમાં લાકડાનું પ્રમાણ નિર્ણાયક મહત્વ છે. વહેલાં લાકડાંની નિષ્ફળતા મોડી લાકડાની નિષ્ફળતા પહેલાં થાય છે, તેથી વહેલાં અને અંતમાં લાકડાની શક્તિ ઉમેરી શકાતી નથી. ગાંઠો અને વિકાસની અનિયમિતતાઓનો પ્રભાવ સંકુચિત શક્તિ કરતાં વધુ સ્પષ્ટ છે. ગાંઠોની નિકટતાને કારણે કોઈપણ વળાંક અથવા તરંગ, જે લાકડી પર હોવું જરૂરી નથી, તે ખામી વિના લાકડાની તાણ શક્તિના એક ચતુર્થાંશ તૂટવાની શક્તિને ઘટાડવા માટે પૂરતું છે.

તણાવયુક્ત તત્ત્વોના સૌથી નબળા બિંદુઓ એ માળખાના ગાંઠો છે, જ્યાં મગજ માટેના નૉચેસને કારણે નબળું પડવું સૌથી મોટું છે. અહીં, ખાસ કરીને ગાલમાં, એટલે કે ગાર્ટર્સમાં, વળાંકને કારણે તણાવ હોય છે જેનો ગણતરીમાં સમાવેશ થતો નથી.

ગુણવત્તા વર્ગ I ના સોફ્ટવુડ માટે અનુમતિપાત્ર તાણ છે:10,5 Mસારું, ઓક અને બીચ લાકડા વિશે શું?11 Mવેલ. તણાવયુક્ત તત્વો માટે, ગુણવત્તા વર્ગ III ની સામગ્રીનો ઉપયોગ બાકાત છે.

લાકડાની તાણ શક્તિ ચકાસવા માટેનું ઉપકરણ.

બેન્ડિંગ તાકાત

Navier’s બેન્ડિંગ કેલ્ક્યુલેશન ફોર્મ્યુલા અંતર્ગત ધારણાઓ લાકડાના સારા અંદાજ સાથે પણ લાગુ પડે છે, પરંતુ માત્ર ઓછા ભાર પર. ઊંચા ભાર પર, આવા વિસ્થાપન થાય છે કે દબાણને કારણે વાસ્તવિક ધારનો તાણ ગણતરી કરતા ઓછો હોય છે, જ્યારે તાણને કારણે તણાવ માટે વિપરીત ચિત્ર પ્રાપ્ત થાય છે. વાસ્તવિક શૂન્ય રેખા ચુસ્ત બાજુ તરફ જાય છે.

ચિત્રો1અને2- બેન્ડિંગ દરમિયાન તત્વનું અસ્થિભંગ અને તાણનું વિતરણ.

વિરામ સમયે ગણતરી કરેલ બેન્ડિંગ તાકાત કરતાં વધુ છે1,4થી2ઘણી વખત સંકુચિત શક્તિ અને, થોડા અપવાદો સાથે, તાણ શક્તિ કરતા ઓછી છે. જો મહત્તમ ક્ષણો અને મહત્તમ ધારના તાણની નજીક ગાંઠો અને અનિયમિતતા થાય છે, તો ઘટાડો થાય છે50%.

તે પર ભાર મૂકવો જોઈએ કે લાંબા ગાળાના સ્થિર લોડિંગ હેઠળ બેન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ એ સામાન્ય રીતે નક્કી કરવામાં આવતી બેન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થના લગભગ અડધી છે. જો સંપૂર્ણ અથવા આંશિક લોડ વારંવાર પુનરાવર્તિત થાય છે, તો ગતિશીલ લોડ કુલ લોડમાં કેટલું યોગદાન આપે છે તેના આધારે લોડ ક્ષમતા ઘટતી રહેશે.

ગુણવત્તા વર્ગ III ના શંકુદ્રુપ લાકડા માટે અનુમતિપાત્ર બેન્ડિંગ સ્ટ્રેસ 7 MPa છે, અને ગુણવત્તા વર્ગ II અને I માટે તે અનુક્રમે 10 MPa અને 13 MPa નક્કી કરવામાં આવે છે. છેલ્લા બે વર્ગોમાંથી સાંધા વિના સતત સપોર્ટ માટે, 11 MPa અને 14 MPa ના ભાર આપવામાં આવે છે, કારણ કે આવા સપોર્ટ વધુ સલામતી દર્શાવે છે.

જ્યારે બેન્ડિંગના સંપર્કમાં આવતા બીમનું પરિમાણ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઘણા કિસ્સાઓમાં તે બેન્ડિંગ સ્ટ્રેસ નથી જે ગણાય છે, પરંતુ અનુમતિપાત્ર વિચલન છે. મેઝેનાઇન સ્ટ્રક્ચર્સના બીમ માટે, કાયમી અથવા ઉપયોગી લોડને લીધે ડિફ્લેક્શન 1/300 રેન્જથી વધુ ન હોવું જોઈએ. સમાન રીતે વિતરિત લોડ સાથે લોડ થયેલ મુક્તપણે સપોર્ટેડ બીમ માટે, 10 MPa ના વળાંકને કારણે સ્વીકાર્ય તણાવ સાથે, સ્પાન અને ઊંચાઈ વચ્ચેનો ગુણોત્તર મહત્તમ 16 હોવો જોઈએ.

ટૂંકમાં, ભારે લોડ થયેલ બીમ અને જટિલ ક્રોસ-સેક્શન, શીયર સ્ટ્રેસ નિર્ણાયક મહત્વ ધરાવે છે. સ્થિતિસ્થાપકતાનું મોડ્યુલસ વિચલન, તેમજ બકલિંગ તાકાત અને સ્થિર રીતે અનિશ્ચિત બાંધકામોની ગણતરી માટે મહત્વપૂર્ણ છે. સ્થિતિસ્થાપકતાના મોડ્યુલસનું કદ, સામગ્રીની ગુણવત્તાના આધારે, વ્યાપકપણે બદલાય છે. સોફ્ટવુડની સ્થિતિસ્થાપકતાનું મોડ્યુલસ 10.000 MPa છે, અને રેસાને લંબરૂપ આ મૂલ્ય સોફ્ટવુડ માટે 300 MPa અને ઓક અને બીચ લાકડા માટે 600 MPa છે.

લાકડાની બેન્ડિંગ તાકાત ચકાસવા માટેનું ઉપકરણ.

શીયર તાકાત

કાતર કરતી વખતે, લાકડું ઓછી તાકાત દર્શાવે છે. લાકડાની દાણાદારતાને કારણે શીયર સ્ટ્રેન્થ મૂલ્યો મોટા પ્રમાણમાં બદલાઈ શકે છે.

ની ઉપલી મર્યાદા0,9 Mસારું, સોફ્ટવુડ માટે, ત્રણેય ગુણવત્તા વર્ગો. ગુણવત્તા II અને III ના ઓક અને બીચ લાકડા માટે, મહત્તમ મૂલ્ય છે1 Mસારું, તે છે1,2 Mતેથી વર્ગ I માટે.

જો આ વોલ્ટેજ માટે ખૂબ ટૂંકા ઓવરહેંગ્સ મેળવવામાં આવે છે, તો એવી ભલામણ કરવામાં આવે છે કે વોલ્ટેજનો ઉપયોગ ન કરવામાં આવે. જ્યારે ઓવરહેંગ્સ ટૂંકા હોય છે, ત્યારે શીયર પ્લેનમાં સંકોચન તિરાડો બનવાનો મોટો ભય રહે છે, જે લોડ-બેરિંગ ક્ષમતાના સંપૂર્ણ નુકસાન તરફ દોરી શકે છે.

લાકડાની શીયરની તાકાત ચકાસવા માટેનું ઉપકરણ.

બકલિંગ તાકાત

જો સળિયા દબાણના સંપર્કમાં આવે છે, તો ગણતરી દ્વારા ડિફ્લેક્શન તપાસવું જરૂરી છે. ખાસ મહત્વ એ બેન્ડિંગ લંબાઈની યોગ્ય પસંદગી છે. સળિયાને બાજુના વિચલનો સામે કપ્લિંગ્સ સાથે સુરક્ષિત કરવી આવશ્યક છે. જો આ પર્યાપ્ત હદ સુધી હાથ ધરવામાં આવતું નથી, તો ગણતરીમાં મોટી બકલિંગ લંબાઈ દાખલ કરવી જોઈએ.

ચિત્રો3અને4— સામગ્રી અને અભૌતિક અક્ષો સાથે સંપૂર્ણ અને જટિલ ક્રોસ-સેક્શન.

જટિલ દબાયેલા સળિયા માટે, ગણતરી સામગ્રી અક્ષના સંબંધમાં કરવામાં આવે છે, ચિત્રોમાં x-અક્ષ 4a અને 4b, જે નક્કર વિભાગો માટે સમાન છે, જ્યાં સમગ્ર સળિયાની પહોળાઈ વ્યક્તિગત_d_ની રકમ સાથે લેવામાં આવે છે. તત્વો.

અભૌતિક અક્ષના સંબંધમાં બકલિંગ માટે, ચિત્રમાં y-અક્ષ 4a, 4b અને 4c અને ચિત્રમાં x-અક્ષ 4c ના વ્યક્તિગત વિભાગના ક્રોસવર્સ પર સંપૂર્ણ ગણતરી કરી શકતા નથી કારણ કે લાકડાના સળિયાના જોડાણો ઉપજ આપે છે. ચિત્ર 4a અનુસાર બે-ભાગના ક્રોસ-સેક્શન માટે, નીચેના સંબંધો લાગુ પડે છે:

બે-ભાગના ક્રોસ-સેક્શનની ગણતરી માટેના મૂળ સૂત્રો.

કમ્પાઉન્ડ પ્રેસ્ડ સળિયાનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે માત્ર ત્યારે જ થાય છે જ્યાં કનેક્શનની જરૂર હોય, એટલે કે જ્યારે જરૂરી પરિમાણોમાં સંપૂર્ણ વિભાગના ઘટકો મેળવી શકાતા નથી. સંપૂર્ણ વિભાગોની શક્ય તેટલી નજીક જવા માટે, સતત રેખાંશ જોડાણોની હંમેશા ભલામણ કરવામાં આવે છે.

સંબંધિત વિષયો: લોડ-બેરિંગ ટિમ્બર સ્ટ્રક્ચર્સ, ઈન્ટરસ્ટોરી સ્ટ્રક્ચર્સ, લાકડાની ખામી, વુડ ભેજ લાટી.