სტატიკური გამოთვლის საფუძვლები
ხე ბუნებრივი ქმნილებაა და მისი ანატომიური სტრუქტურის გამო არაერთგვაროვანი სამშენებლო მასალაა. ის შეიძლება შევადაროთ მილების შეკვრას, ინდივიდუალურად განლაგებულ პარალელურად და რგოლისებრი ხის ბირთვის გარშემო - წლიური რგოლები ან რგოლები - რომლებსაც ყველგან აქვთ სხვადასხვა განივი კვეთა და კედლის სისქე, ანუ ადრეული და გვიანი ხე.
ხის სიძლიერე დამოკიდებულია იმ პირობებზე, რომლებშიც ხე გაიზარდა და დიდწილად მათზე გავლენას ახდენს ხის ხარვეზები, განვითარების დარღვევები, ხის ასაკი ჭრის და გამოყენების დროს და განსაკუთრებით მისი ტენიანობა.
საშუალო სიმტკიცის მნიშვნელობა არ არის მხოლოდ განსხვავებული ცალკეული ხეებისთვის ერთი და იგივე ტერიტორიის, არამედ ერთი და იგივე ხისთვის ის მცირდება ყველაზე სქელიდან ყველაზე წვრილ ბოლოებამდე. განივი კვეთით, ყველაზე ახალგაზრდა წლიური რგოლები ქერქის ქვეშ წარმოადგენს საუკეთესო და უმაგრეს ხეს. სატყეო ექსპერტს შეუძლია გავლენა მოახდინოს ხის თვისებებზე მხოლოდ შეზღუდული ზომით, მაშინ როდესაც მომხმარებელს არ შეუძლია შეცვალოს სიძლიერის თვისებები მარტივი საშუალებებით.
კომპრესიული სიმტკიცე
წნევა ბოჭკოების მიმართულებით
საცდელი ნიმუშების შესწავლისას, რომლებიც ძირითადად განივი კვეთით არის კვადრატული, უკმარისობა ხდება იმის გამო, რომ ბოჭკოების უჯრედის კედლები ხვდება ღრუებში, სადაც ადრე მკაფიოდ გამოხატული განივი გაფართოებები შეუძლებელია. ამ შეკუმშვის დასაწყისი ხდება მცირე სტრუქტურული დარღვევების მქონე ადგილებში, რაც უმეტეს შემთხვევაში გარედანაც კი არ შეინიშნება, ან იწყება ზედა ან ქვედა დაჭერილი ზედაპირიდან.
წიწვოვანი ხის დასაშვები წნევა - განურჩევლად იმისა, არის ეს ნაძვი, ფიჭვი თუ ნაძვი - დაყენებულია 8,5 MPa-ზე, ხოლო ლაშის ხისთვის 9 MPa-ზე. ხისტისთვის, მუხის ან წიფისთვის ეს არის 10 MPa.
ზოგადად, რეალური საშუალო კომპრესიული სიმტკიცე, ყოველ შემთხვევაში, მუხისთვის, არ არის უფრო მაღალი ვიდრე წიწვოვანი, მაგრამ ეს მნიშვნელობა მაინც გამართლებულია, რადგან ხის ხის პრაქტიკულად გამოიყენება მხოლოდ მცირე ნაჭრებად კონსტრუქციებში. მუხის ხე გადაჭარბებულია. ახალგაზრდა მუხა, 30 წლამდე, გაცილებით ხისტი და ძლიერია, ვიდრე ძველი ხეების ხე.
ხარისხის I კლასის საშუალებას იძლევა წიწვოვანი ხის სიძლიერე 11 MPa-მდე, ლარქისთვის 11,5 MPa და მუხა და წიფელი 12 MPa. 6 MPa წიწვოვანი მერქნისთვის და 7 MPa მუხისთვის და წიფისთვის დადგინდა ხარისხის III კლასისთვის.
წნევა პერპენდიკულარული ბოჭკოს მიმართულებაზე
ბოჭკოების პერპენდიკულარული მიმართულებით, მარცხის დროს ფენომენები განსხვავდება ბოჭკოების მიმართულებით წნევით გამოწვეული ფენომენებისგან. განივი ზეწოლის ქვეშ სიძლიერე ძირითადად დამოკიდებულია სიძლიერეზე, რომელიც ნაჩვენებია წლიურ რგოლში ადრეული ხის დაუტკეპნილი რაოდენობით. გვიან ხეს, რომელზედაც დამოკიდებულია სიძლიერის მნიშვნელობა ღერძულ წნევაზე, განივი წნევით აქვს დატვირთვის განაწილების როლი.
ტესტირებისას ხელი, რომელიც აჩვენებს ძალის სიდიდეს, მუდმივად ინარჩუნებს თავის უმაღლეს დაკავებულ პოზიციას. სრულად დატვირთული მონაკვეთის შემთხვევაში, წიწვოვანებისთვის ბოჭკოებზე პერპენდიკულარული წნევის ქვეშ არსებული სიძლიერე შეადგენს1/7რომ1/10სიძლიერის მნიშვნელობები ბოჭკოების მიმართულებით და ხისტისთვის1/3რომ1/5სიძლიერის მნიშვნელობები ბოჭკოების მიმართულებით.
დაჭიმვის სიმტკიცე
დაჭიმვის სიმტკიცე გამოსცადეს ბევრად უფრო მცირე ზომით, ვიდრე შეკუმშვის სიმტკიცე. ეს ნაწილობრივ შეიძლება გამოწვეული იყოს იმით, რომ შესაფერისი საცდელი ნიმუშების წარმოება და ტესტირება შრომატევადი და ძვირია.
ხის აგებულების უწესრიგობა აშკარად ვლინდება დაჭიმვის სიმტკიცეში. ზეწოლის ქვეშ სიმტკიცის ანალოგიურად, მორების სიგანის გარდა, გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს გვიანი ხის პროპორციას. ადრეული ხის უკმარისობა ხდება გვიანი ხის უკმარისობამდე, ამიტომ ადრეული და გვიანი ხის სიძლიერე ვერ დაემატება. კვანძების და განვითარების დარღვევების გავლენა უფრო გამოხატულია, ვიდრე კომპრესიული სიმტკიცე. ნებისმიერი მოსახვევი ან ტალღა გამოწვეული კვანძების სიახლოვით, რომლებიც არ უნდა იყოს ჯოხზე, საკმარისია დეფექტების გარეშე ხის დაჭიმვის სიმტკიცის მეოთხედამდე შესამცირებლად.
დაძაბული ელემენტების ყველაზე სუსტი წერტილებია სტრუქტურის კვანძები, სადაც ყველაზე დიდია თავის ტვინის ჭრილობების გამო შესუსტება. აქ, განსაკუთრებით ლოყებზე, ანუ გარდერობებში, არის ძაბვები მოხვევის გამო, რაც გამოთვლაში არ შედის.
დასაშვები ძაბვები რბილი ხისთვის ხარისხის I კლასიდან არის:10,5 Mაბა, რაც შეეხება მუხის და წიფლის ხეს11 Mკარგად. დაძაბული ელემენტებისთვის, ხარისხის III კლასის მასალის გამოყენება გამორიცხულია.
_ აპარატი ხის დაჭიმვის სიძლიერის შესამოწმებლად.
მოხრის სიმტკიცე
დაშვებები, რომლებიც საფუძვლად უდევს Navier-ის მოხრის გამოთვლის ფორმულას, კარგი მიახლოებით ვრცელდება ხეზეც, მაგრამ მხოლოდ დაბალ დატვირთვაზე. უფრო მაღალი დატვირთვის დროს ხდება ისეთი გადაადგილებები, რომ ზეწოლის გამო რეალური კიდეების დაძაბულობა უფრო დაბალია ვიდრე გამოთვლილი, ხოლო საპირისპირო სურათი მიიღება დაძაბულობის გამო დაძაბულობისთვის. ფაქტობრივი ნულოვანი ხაზი გადადის მჭიდრო მხარეს.
_ სურათები1და2— ელემენტის მოტეხილობა და დაძაბულობის განაწილება მოხრის დროს._
გამოთვლილი მოღუნვის ძალა შესვენებისას მეტია1,4რომ2ჯერ აღემატება შეკუმშვის სიმტკიცეს და, მცირე გამონაკლისის გარდა, ნაკლებია ჭიმვის სიმტკიცეზე. თუ კვანძები და დარღვევები წარმოიქმნება მაქსიმალურ მომენტებთან და კიდეების მაქსიმალურ დაძაბულობასთან, შემცირება ხდება50%.
ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ გრძელვადიანი სტატიკური დატვირთვის დროს მოღუნვის სიძლიერე არის ჩვეული წესით განსაზღვრული მოსახვევის სიმტკიცის დაახლოებით ნახევარი. თუ დატვირთვა მთლიანად ან ნაწილობრივ ხშირად მეორდება, დატვირთვის სიმძლავრე კვლავ შემცირდება იმის მიხედვით, თუ რამდენად უწყობს ხელს მოძრავი დატვირთვა მთლიან დატვირთვას.
დაშვებული მოხრის ძაბვა III ხარისხის რბილი ხისთვის არის 7 MPa, ხოლო ხარისხის II და I კლასებისთვის განისაზღვრება შესაბამისად 10 MPa და 13 MPa. უწყვეტი საყრდენებისთვის, ბოლო ორი კლასის შეერთების გარეშე, გათვალისწინებულია 11 MPa და 14 MPa ძაბვები, რადგან ასეთი საყრდენები უფრო მეტ უსაფრთხოებას აჩვენებს.
დახრის ზემოქმედების ქვეშ მყოფი სხივების განზომილებისას, ხშირ შემთხვევაში გამოიყენება არა ღუნვის ძაბვა, არამედ დასაშვები გადახრა. ანტრესოლით კონსტრუქციების სხივებისთვის, მუდმივი ან სასარგებლო დატვირთვის გამო გადახრა არ უნდა აღემატებოდეს 1/300 დიაპაზონს. თანაბრად განაწილებული დატვირთვით დატვირთული თავისუფლად საყრდენი სხივისთვის, ფარდობა სიგრძესა და სიმაღლეს შორის უნდა იყოს მაქსიმუმ 16, დასაშვები მოსახვევით 10 MPa.
მოკლე, მძიმედ დატვირთული სხივებისა და რთული განივი კვეთებისთვის გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს ათვლის ძაბვას. ელასტიურობის მოდული მნიშვნელოვანია გადახრის, აგრეთვე წევის სიძლიერისთვის და სტატიკურად განუსაზღვრელი კონსტრუქციების გამოთვლისთვის. ელასტიურობის მოდულის ზომა, მასალის ხარისხზე დამოკიდებულია, ძალიან განსხვავდება. წიწვოვანთა ელასტიურობის მოდული არის 10.000 MPa, ხოლო ბოჭკოების პერპენდიკულარულად ეს მნიშვნელობა არის 300 MPa წიწვოვანი მერქნისთვის და 600 MPa მუხისა და წიფლის ხისთვის.
აპარატი ხის მოსახვევში სიმტკიცის შესამოწმებლად.
ათვლის სიმტკიცე
გაპარსვისას ხე აჩვენებს დაბალ სიმტკიცეს. ჭრის სიმტკიცის მნიშვნელობები შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ხის გახეთქვის გამო.
0,9 MPa-ის ზედა ზღვარი დაწესდა სამივე ხარისხის კლასის რბილი ხისთვის. II და III ხარისხის მუხისა და წიფლის ხისთვის მაქსიმალური მნიშვნელობა არის 1 MPa, შესაბამისად 1,2 MPa I კლასისთვის.
თუ მიიღება ძალიან მოკლე გადახრები ამ ძაბვებისთვის, რეკომენდებულია ძაბვების არ გამოყენება. როდესაც ბოლო გადახურვები მოკლეა, არსებობს ათვლის სიბრტყეში შეკუმშვის ბზარების წარმოქმნის დიდი საფრთხე, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ტვირთამწეობის სრული დაკარგვა.
აპარატი ხის თხრილის სიმტკიცის შესამოწმებლად.
შეკუმშვის სიმტკიცე
თუ წნელები ექვემდებარება ზეწოლას, აუცილებელია გათვლებით შემოწმდეს მოხრილი. განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს მოსახვევის სიგრძის სწორ არჩევანს. ღეროები უნდა იყოს დამაგრებული შეერთებით გვერდითი გადახრის წინააღმდეგ. თუ ეს ვერ განხორციელდება საკმარისად, გამოთვლაში უნდა იყოს შეყვანილი უფრო დიდი მოღუნვის სიგრძე.
ფიგურები 3 და 4 — სრული და კომპოზიტური კვეთები მატერიალური და არამატერიალური ღერძებით.
რთული დაპრესილი ღეროებისთვის გამოთვლა ხდება მასალის ღერძთან მიმართებაში, სურათებში x-ღერძი.4და მე4b, იგივე რაც სრულ მონაკვეთებზე, რომლის მიხედვითაც მთელი ღეროს სიგანე აღებულია ცალკეული ელემენტების d სიგანეების ჯამად.
არამატერიალურ ღერძთან მიმართებაში შეკუმშვისთვის, გამოსახულებებში y-ღერძი4და,4ბ ი4c და x-ღერძი ფიგურაში4გ, ცალკეული ჯვარედინი მონაკვეთების სრულყოფილ კომბინაციას ვერ ითვლით, რადგან ხის ჯოხების ჯვარედინი კავშირები კარგავს. სურათის მიხედვით ორნაწილიანი კვეთისთვის4და გამოიყენება შემდეგი ურთიერთობები:
_ორიგინალური ფორმულები ორნაწილიანი კვეთის გამოსათვლელად.
კომპოზიციური დაწნეხილი წნელები ძირითადად გამოიყენება მხოლოდ იქ, სადაც კავშირები ამას მოითხოვს, ანუ მაშინ, როდესაც საჭირო ზომების სრული მონაკვეთის ელემენტების მიღება შეუძლებელია. სრულ მონაკვეთებთან რაც შეიძლება ახლოს მისასვლელად, ყოველთვის რეკომენდებულია უწყვეტი გრძივი კავშირები.
დაკავშირებული თემები: ხის კონსტრუქციების საყრდენი, სართულიანი კონსტრუქციები, ხის ხარვეზები, ხის ტენიანობა და შენობა.