Основи на статичко пресметување
Дрвото е природна креација и поради својата анатомска структура е нехомоген градежен материјал. Може да се спореди со сноп цевки, поединечно наредени паралелно и прстенести околу јадрото на дрвото - годишни прстени или прстени - кои насекаде имаат различни пресеци и дебелини на ѕидовите, т.е. рано и доцно дрво.
Јачината на дрвото зависи од условите под кои растело дрвото и во голема мера тие се погодени од недостатоци на дрвото, неправилности во развојот, староста на дрвото за време на сечењето и употребата и особено неговата влажност.
Просечната вредност на јачината не е различна само за поединечни дрвја од истиот регион, туку и за исто дрво се намалува од најдебелиот до најтенок крај. Во пресек, најмладите едногодишни прстени под кората го претставуваат најдоброто и најтврдото дрво. Експерт за шумарство може да влијае на својствата на дрвото само во ограничена мера, додека корисникот тешко може да ги промени јакните својства со едноставни средства.
Јачина на притисок
Притисок во насока на влакната
При испитување на примероците за тестирање, кои се претежно со квадратен пресек, дефектот настанува поради фактот што клеточните ѕидови на влакната се извиткани во шуплини, каде што не може да се утврдат претходно јасно изразените попречни проширувања. Почетокот на ова свиткување се јавува на места со мали структурни неправилности, кои во повеќето случаи не можат ни да се забележат однадвор или започнуваат од горната или долната пресувана површина.
Дозволениот притисок на иглолистеното дрво — без разлика дали е смрека, бор или ела — е поставен на 8,5 MPa, а за дрво од ариш на 9 MPa. За тврдо дрво, даб или бука, тоа е 10 MPa.
Генерално, вистинската средна јакост на притисок, барем за дабот, не е поголема од онаа за четинарите, но оваа вредност сепак е оправдана бидејќи дрвото од тврдо дрво практично се користи само во мали парчиња во конструкциите, така што може да се избегне дрво со поголеми јазли или дрво со неправилен развој. Дабовото дрво е преценето. Младиот даб, стар до 30 години, се чини дека е значително потврд и појак од дрвото на постарите дрвја.
Класата на квалитет I овозможува цврстина на дрво од четинари до 11 MPa, за ариш 11,5 MPa и за даб и бука 12 MPa. Со квалитетна класа III, утврдени се вредностите на 6 MPa за иглолистеното дрво и 7 MPa за дабовото и буковото дрво.
Притисок нормално на правецот на влакната
Во насока нормална на влакната, појавите при дефект се разликуваат од појавите предизвикани од притисокот во насоката на влакната. Јачината под попречен притисок главно зависи од јачината што ја покажува ненабиената количина на рано дрво во годишниот прстен. Доцното дрво, од кое зависи вредноста на цврстината при аксијален притисок, при попречен притисок има улога на распоредување на товарот.
При испитување на раката што ја покажува големината на силата, таа постојано ја одржува својата највисока зафатена положба. Во случај на целосно натоварен дел, силата под притисок нормална на влакната за четинари изнесува1/7до1/10вредностите на јачината во насока на влакната, а за тврдо дрво од1/3до1/5вредности на силата во насока на влакната.
Јачина на истегнување
Јакоста на истегнување беше тестирана во многу помала мера од јакоста на притисок. Ова може делумно да се должи на фактот дека производството и тестирањето на соодветните примероци за тестирање одземаат многу време и скапи.
Неправилноста во структурата на дрвото видно се манифестира во јакоста на истегнување. Аналогно на силата под притисок, покрај ширината на трупците, од клучно значење е и пропорцијата на доцното дрво. Неуспехот на раното дрво се јавува пред неуспехот на доцното дрво, така што јаките страни на раното и доцното дрво не може да се додадат. Влијанието на јазлите и развојните неправилности е поизразено отколку во јакоста на притисок. Секое свиткување или бран предизвикано од близината на јазлите, кои не мора да се наоѓаат на стапот, се доволни за да се намали јачината на кршење на четвртина од вредноста на цврстината на истегнување на дрвото без дефекти.
Најслабите места на затегнатите елементи се јазлите на конструкцијата, каде што слабеењето поради засеците за мозоци е најголемо. Овде, особено во образите, т.е. подвезици, има напрегања поради свиткување кои во пресметката не се вклучени.
Дозволените напрегања за зимзелено дрво од класа на квалитет I се 10,5 MPa, а за дабово и буково дрво 11 MPa. За затегнатите елементи, исклучена е употребата на материјал од класа на квалитет III.
Апарат за испитување на цврстина на истегнување на дрво.
Јачина на свиткување
Претпоставките во основата на формулата за пресметување на свиткување Navier се применуваат со добро приближување и на дрвото, но само при мали оптоварувања. При поголемо оптоварување се случуваат такви поместувања што вистинското напрегање на работ поради притисокот е помало од пресметаното, додека за напрегањето поради затегнатоста се добива спротивна слика. Вистинската нулта линија се движи на тесната страна.
Слики1и2— Кршење на елементот и распределба на напрегањето при свиткување.
Пресметаната јачина на свиткување при прекин е поголема од1,4до2пати поголема од јакоста на притисок и, со неколку исклучоци, е помала од јакоста на истегнување. Ако се појават јазли и неправилности во близина на максималните моменти и максималните напрегања на работ, се случуваат намалувања до50%.
Треба да се нагласи дека јакоста на свиткување при долгорочно статичко оптоварување е приближно половина од јакоста на свиткување што се одредува на вообичаен начин. Ако товарот целосно или делумно често се повторува, носивоста ќе продолжи да се намалува во зависност од степенот до кој товарот што се движи придонесува за вкупниот товар.
Дозволениот напрегање на свиткување за четинарното дрво со квалитетна класа III е 7 MPa, а за класите на квалитет II и I е определено 10 MPa и 13 MPa, соодветно. За континуирани потпори без спојници од последните две класи, обезбедени се напрегања од 11 MPa и 14 MPa, бидејќи таквите потпори покажуваат поголема безбедност.
При димензионирање на греди изложени на свиткување, во многу случаи напрегањето на свиткување не е стандардно, туку дозволеното отклонување. За греди на меѓукатни конструкции, отклонот поради трајно или корисно оптоварување не смее да го надмине опсегот 1/300. За слободно потпирана греда оптоварена со еднакво распределено оптоварување, односот помеѓу распонот и висината мора да биде максимум 16, со дозволен напрегање на свиткување од 10 MPa.
За кратки, тешко оптоварени греди и сложени пресеци, напрегањето на смолкнување е од клучно значење. Модулот на еластичност е важен за отклонување, како и за јакоста на свиткување и пресметување на статички неодредени конструкции. Големината на модулот на еластичност, во зависност од квалитетот на материјалот, варира многу. Модулот на еластичност на четинарите е 10.000 MPa, а нормално на влакната оваа вредност е 300 MPa за иглолистеното дрво и 600 MPa за дабовото и буковото дрво.
Апарат за тестирање на јачината на свиткување на дрво.
Јачина на смолкнување
Дрвото покажува мала цврстина кога се стриже. Вредностите на јакоста на смолкнување може многу да варираат поради пукање на дрвото.
Горната граница од 0,9 MPa е воспоставена за иглолистен дрво од сите три класи на квалитет. За дабово и буково дрво со квалитет II и III, максималната вредност е 1 MPa, соодветно 1,2 MPa за класа I.
Доколку се добијат прекратки настрешници за овие напони, се препорачува да не се користат напоните. Кога крајните настрешници се кратки, постои голема опасност од појава на пукнатини за собирање во рамнината на смолкнување, што може да доведе до целосно губење на носивоста.
Апарат за испитување на цврстина на смолкнување на дрво.
Јачина на свиткување
Доколку прачките се изложени на притисок, потребно е да се провери свиткувањето со пресметка. Од особена важност е правилниот избор на должината на свиткување. Прачките мора да бидат прицврстени со спојки против странични отклонувања. Ако ова не може да се изврши во доволна мера, треба да се внесе поголема должина на свиткување во пресметката.
Слики 3 и 4 — Целосни и композитни пресеци со материјални и нематеријални оски.
За сложени пресувани прачки, пресметката се прави во однос на материјалната оска, x-оската на сликите4и јас4b, исто како и за целосните делови, при што ширината на целата прачка се зема како збир од ширините d на поединечните елементи.
За свиткување во однос на нематеријалната оска, y-оската на сликите4и,4b i4c и x-оската на сликата4в, не можете да сметате на совршена комбинација на поединечни пресеци, бидејќи попречните врски на дрвените стапчиња попуштаат. За дводелен пресек според сликата4и важат следните врски:
Оригинални формули за пресметување на дводелен пресек.
Сложените пресувани прачки обично се користат само онаму каде што тоа го бараат приклучоците, односно кога не може да се добијат елементи со целосен пресек во бараните димензии. За да се приближите што е можно повеќе до целосните делови, секогаш се препорачуваат континуирани надолжни врски.
Поврзани теми: потпорни дрвени конструкции, меѓукатни градби, недостатоци на дрво, влага на дрво и зграда.