लाकडाची ताकद आणि परवानगीयोग्य ताण

स्थिर गणनेची मूलभूत तत्त्वे

लाकूड ही एक नैसर्गिक निर्मिती आहे आणि, त्याच्या शारीरिक रचनेमुळे, एक विसंगत बांधकाम साहित्य आहे. त्याची तुलना नळ्यांच्या बंडलशी केली जाऊ शकते, झाडाच्या गाभ्याभोवती स्वतंत्रपणे समांतर आणि कंकणाकृती मांडणी केली जाते — वार्षिक रिंग किंवा रिंग — ज्यांचे सर्वत्र क्रॉस-सेक्शन आणि भिंतीची जाडी वेगवेगळी असते, म्हणजे लवकर आणि उशीरा लाकूड.

संबंधित माहिती: लाकडाचे दोष · वुड ओलावा: ते समजून घेणे का महत्त्वाचे आहे?

सरासरी मजबुती मूल्य केवळ एकाच क्षेत्रातील वैयक्तिक झाडांसाठी भिन्न नाही तर त्याच झाडासाठी देखील ते सर्वात जाड ते पातळ टोकापर्यंत कमी होते. क्रॉस-सेक्शनमध्ये, सालाखालील सर्वात तरुण वार्षिक रिंग सर्वोत्तम आणि कठोर लाकडाचे प्रतिनिधित्व करतात. वनविज्ञान तज्ञ लाकडाच्या गुणधर्मांवर मर्यादित प्रमाणात प्रभाव टाकू शकतो, तर वापरकर्त्याला साध्या पद्धतींनी ताकद गुणधर्म बदलता येत नाही.

दबावाखाली ताकद

तंतूंच्या दिशेने दाब

चाचणीच्या नमुन्यांचे परीक्षण करताना, जे बहुतेक चौरस क्रॉस-सेक्शनचे असतात, तंतूंच्या सेल भिंती पोकळीत वळवल्या गेल्यामुळे बिघाड होतो, जेथे पूर्वी स्पष्टपणे व्यक्त केलेले ट्रान्सव्हर्स विस्तार निर्धारित केले जाऊ शकत नाही. या बकलिंगची सुरुवात लहान स्ट्रक्चरल अनियमितता असलेल्या ठिकाणी होते, जी बहुतेक प्रकरणांमध्ये बाहेरून लक्षातही येत नाही किंवा वरच्या किंवा खालच्या दाबलेल्या पृष्ठभागापासून सुरू होते.

शंकूच्या आकाराच्या लाकडाचा अनुज्ञेय दाब — मग तो ऐटबाज, पाइन किंवा फर असो — 8,5 MPa वर आणि लार्च लाकडासाठी 9 MPa वर सेट केला जातो. हार्डवुड, ओक किंवा बीचसाठी, ते 10 MPa आहे.

सर्वसाधारणपणे, वास्तविक सरासरी संकुचित शक्ती, कमीतकमी ओकसाठी, कॉनिफरपेक्षा जास्त नाही, परंतु हे मूल्य अद्याप न्याय्य आहे कारण हार्डवुड लाकूड व्यावहारिकपणे केवळ लहान तुकड्यांमध्ये बांधकामांमध्ये वापरले जाते, म्हणून मोठ्या गाठी असलेले लाकूड किंवा अनियमित विकासासह लाकूड टाळता येऊ शकते. ओक लाकूड overrated आहे. तरुण ओक, 30 वर्षांपर्यंतचे, जुन्या झाडांच्या लाकडापेक्षा खूपच कडक आणि मजबूत असल्याचे दिसून येते.

गुणवत्ता वर्ग I शंकूच्या आकाराचे लाकूड 11 MPa पर्यंत, लार्चसाठी 11,5 MPa, आणि ओक आणि बीचसाठी 12 MPa पर्यंत परवानगी देतो. शंकूच्या आकाराच्या लाकडासाठी 6 MPa आणि ओक आणि बीचसाठी 7 MPa ची मूल्ये दर्जेदार वर्ग III साठी स्थापित केली गेली.

फायबर दिशेला लंबवत दाब

तंतूंच्या लंब दिशेने, निकामी होण्याच्या घटना तंतूंच्या दिशेने दाबामुळे निर्माण होणाऱ्या घटनेपेक्षा भिन्न असतात. ट्रान्सव्हर्स प्रेशरखालील ताकद प्रामुख्याने वार्षिक रिंगमध्ये सुरुवातीच्या लाकडाच्या असंघटित प्रमाणाने दर्शविलेल्या ताकदीवर अवलंबून असते. लेट लाकूड, ज्यावर अक्षीय दाबाखाली ताकदीचे मूल्य अवलंबून असते, आडवा दाबाखाली लोड वितरणाची भूमिका असते.

चाचणी करताना, जो हात शक्तीची विशालता दर्शवितो तो सतत त्याची सर्वोच्च व्यापलेली स्थिती कायम ठेवतो. पूर्ण भारित विभागाच्या बाबतीत, कोनिफरसाठी तंतूंना लंब असलेल्या दाबाखालील ताकद किती असते1/7करण्यासाठी1/10तंतूंच्या दिशेने आणि हार्डवुडसाठी सामर्थ्य मूल्ये1/3करण्यासाठी1/5फायबर दिशेने शक्ती मूल्ये.

तन्य शक्ती

संकुचित शक्तीपेक्षा तन्य शक्तीची चाचणी खूपच कमी प्रमाणात केली गेली. हे अंशतः योग्य चाचणी नमुन्यांचे उत्पादन आणि चाचणी वेळ घेणारे आणि महाग आहे या वस्तुस्थितीमुळे असू शकते.

लाकडाच्या संरचनेतील अनियमितता तन्य शक्तीमध्ये स्पष्टपणे प्रकट होते. दबावाखाली सामर्थ्याशी समानता, लॉगच्या रुंदीच्या व्यतिरिक्त, उशीरा लाकडाचे प्रमाण निर्णायक महत्त्व आहे. लवकर लाकडाची बिघाड उशीरा लाकूड अयशस्वी होण्यापूर्वी उद्भवते, म्हणून लवकर आणि उशीरा लाकडाची ताकद जोडली जाऊ शकत नाही. संकुचित शक्तीपेक्षा गाठ आणि विकासाच्या अनियमिततेचा प्रभाव अधिक स्पष्ट आहे. गाठींच्या समीपतेमुळे होणारे कोणतेही वाकणे किंवा लाट, ज्याला काठीवर असणे आवश्यक नसते, ते दोष नसलेल्या लाकडाच्या तन्य शक्तीच्या एक चतुर्थांश ब्रेकिंग स्ट्रेंथ कमी करण्यासाठी पुरेसे असतात.

तणावग्रस्त घटकांचे सर्वात कमकुवत बिंदू म्हणजे संरचनेचे नोड्स, जेथे मेंदूच्या खाचांमुळे कमकुवत होणे सर्वात मोठे आहे. येथे, विशेषत: गालांवर, म्हणजे गार्टर्समध्ये, वाकल्यामुळे तणाव आहेत ज्याचा गणनामध्ये समावेश नाही.

दर्जेदार वर्ग I पासून सॉफ्टवुडसाठी अनुज्ञेय ताण आहेत:10,5 Mबरं, ओक आणि बीच लाकडाचे काय?11 Mविहीर. तणावग्रस्त घटकांसाठी, दर्जेदार वर्ग III मधील सामग्रीचा वापर वगळण्यात आला आहे.

लाकडाची तन्य शक्ती तपासण्यासाठीचे उपकरण.

वाकण्याची ताकद

Navier’s बेंडिंग कॅल्क्युलेशन फॉर्म्युला अंतर्निहित गृहीतके लाकडालाही चांगल्या अंदाजे लागू होतात, पण फक्त कमी भारावर. जास्त भारावर, असे विस्थापन होते की दाबामुळे वास्तविक काठावरील ताण मोजणीपेक्षा कमी असतो, तर तणावामुळे तणावासाठी उलट चित्र प्राप्त होते. वास्तविक शून्य रेषा घट्ट बाजूला सरकते.

चित्रे1आणि2- घटकाचे फ्रॅक्चर आणि वाकताना तणावाचे वितरण.

ब्रेकवर गणना केलेली झुकण्याची ताकद पेक्षा जास्त आहे1,4करण्यासाठी2संकुचित शक्तीच्या पटीने आणि, काही अपवादांसह, तन्य शक्तीपेक्षा कमी आहे. जर गाठी आणि अनियमितता जास्तीत जास्त क्षणांजवळ आणि जास्तीत जास्त काठाच्या ताणाच्या जवळ आढळल्यास, पर्यंत कपात होते50%.

यावर जोर दिला पाहिजे की दीर्घकालीन स्थिर लोडिंग अंतर्गत झुकण्याची ताकद नेहमीच्या पद्धतीने निर्धारित केलेल्या झुकण्याच्या शक्तीच्या अंदाजे अर्धी असते. जर संपूर्ण किंवा काही प्रमाणात भार वारंवार पुनरावृत्ती होत असेल तर, एकूण लोडमध्ये हलणारे लोड किती प्रमाणात योगदान देते यावर अवलंबून लोड क्षमता कमी होत राहील.

दर्जेदार वर्ग III च्या शंकूच्या आकाराच्या लाकडासाठी अनुज्ञेय वाकणारा ताण 7 MPa आहे आणि दर्जेदार वर्ग II आणि I साठी तो अनुक्रमे 10 MPa आणि 13 MPa निर्धारित केला जातो. शेवटच्या दोन वर्गातील सांध्याविना सतत समर्थनासाठी, 11 MPa आणि 14 MPa चे ताण दिले जातात, कारण असे समर्थन जास्त सुरक्षितता दर्शवतात.

वाकण्याच्या संपर्कात असलेल्या बीमचे आकारमान करताना, बर्याच बाबतीत तो वाकणारा ताण मोजला जात नाही, परंतु परवानगीयोग्य विक्षेपण मोजला जातो. मेझानाइन स्ट्रक्चर्सच्या बीमसाठी, कायमस्वरूपी किंवा उपयुक्त लोडमुळे विक्षेपण 1/300 श्रेणीपेक्षा जास्त नसावे. समान प्रमाणात वितरित लोडसह लोड केलेल्या मुक्तपणे समर्थित बीमसाठी, स्पॅन आणि उंचीमधील गुणोत्तर जास्तीत जास्त 16 असणे आवश्यक आहे, 10 MPa च्या वाकल्यामुळे स्वीकार्य ताणासह.

थोडक्यात, मोठ्या प्रमाणावर लोड केलेले बीम आणि जटिल क्रॉस-सेक्शन, कातरणे तणाव निर्णायक महत्त्व आहे. लवचिकतेचे मापांक विक्षेपण, तसेच बकलिंग स्ट्रेंथसाठी आणि स्थिरपणे अनिश्चित बांधकामांच्या गणनेसाठी महत्त्वाचे आहे. सामग्रीच्या गुणवत्तेवर अवलंबून, लवचिकतेच्या मॉड्यूलसचा आकार मोठ्या प्रमाणात बदलतो. सॉफ्टवुडच्या लवचिकतेचे मॉड्यूलस 10.000 MPa आहे आणि तंतूंना लंबवत हे मूल्य सॉफ्टवुडसाठी 300 MPa आणि ओक आणि बीचच्या लाकडासाठी 600 MPa आहे.

लाकडाची झुकण्याची ताकद तपासण्यासाठीचे उपकरण.

कातरणे ताकद

कातरताना, लाकूड थोडी ताकद दाखवते. लाकडाच्या कणखरपणामुळे कातरण्याची ताकद मूल्ये मोठ्या प्रमाणात बदलू शकतात.

ची वरची मर्यादा0,9 Mविहीर, सॉफ्टवुडसाठी, सर्व तीन दर्जेदार वर्ग. दर्जेदार II आणि III च्या ओक आणि बीच लाकडासाठी, कमाल मूल्य आहे1 Mबरं, ते आहे1,2 Mतर इयत्ता पहिली साठी.

या व्होल्टेजसाठी खूप लहान ओव्हरहँग्स मिळाल्यास, व्होल्टेज न वापरण्याची शिफारस केली जाते. जेव्हा शेवटचे ओव्हरहँग्स लहान असतात, तेव्हा शिअर प्लेनमध्ये संकोचन क्रॅक तयार होण्याचा मोठा धोका असतो, ज्यामुळे भार सहन करण्याची क्षमता पूर्णपणे नष्ट होऊ शकते.

लाकडाची कातरण्याची ताकद तपासण्यासाठीचे उपकरण.

बकलिंग ताकद

जर रॉड्स दाबाच्या संपर्कात असतील तर, गणनाद्वारे विक्षेपण तपासणे आवश्यक आहे. विशेष महत्त्व म्हणजे वाकलेल्या लांबीची योग्य निवड. रॉड्स पार्श्विक विक्षेपन विरूद्ध कपलिंगसह सुरक्षित करणे आवश्यक आहे. जर हे पुरेसे प्रमाणात केले जाऊ शकत नसेल, तर गणनामध्ये मोठी बकलिंग लांबी प्रविष्ट केली पाहिजे.

चित्रे3आणि4— भौतिक आणि अभौतिक अक्षांसह पूर्ण आणि जटिल क्रॉस-सेक्शन.

कॉम्प्लेक्स दाबलेल्या रॉड्ससाठी, गणना मटेरियल अक्षाच्या संबंधात केली जाते, चित्रांमधील x-अक्ष 4a आणि 4b, घन विभागांप्रमाणेच, जेथे संपूर्ण रॉडची रुंदी वैयक्तिक_d च्या बेरजेसह घेतली जाते. घटक.

अभौतिक अक्षाच्या संबंधात बकलिंगसाठी, चित्रांमधील y-अक्ष 4a, 4b आणि 4c आणि चित्रातील x-अक्ष 4c च्या क्रॉस विभागात, संकलित संरचनेच्या एका भागावर परिपूर्ण गणना करू शकत नाही. लाकडी दांड्यांची जोडणी उत्पन्न देत आहेत. 4a चित्रानुसार दोन-भागांच्या क्रॉस-सेक्शनसाठी, खालील संबंध लागू होतात:

दोन-भागांच्या क्रॉस-सेक्शनच्या गणनेसाठी मूळ सूत्रे.

कंपाऊंड दाबलेल्या रॉड्सचा वापर सामान्यत: कनेक्शनला आवश्यक असलेल्या ठिकाणीच केला जातो, म्हणजे जेव्हा आवश्यक परिमाणांमध्ये पूर्ण विभाग घटक मिळू शकत नाहीत. पूर्ण विभागांच्या शक्य तितक्या जवळ जाण्यासाठी, सतत अनुदैर्ध्य कनेक्शनची शिफारस केली जाते.

संबंधित विषय: लोड-बेअरिंग लाकूड संरचना, इंटरस्टोरी स्ट्रक्चर्स, लाकूड दोष, लाकूड ओलावा लाकूड.