Fundamenti tal-kalkolu statiku

L-injam huwa ħolqien naturali u, minħabba l-istruttura anatomika tiegħu, huwa materjal tal-bini mhux omoġenju. Jista’ jitqabbel ma’ mazz ta’ tubi, irranġati individwalment paralleli u annulari madwar il-qalba tas-siġra - ċrieki jew ċrieki annwali - li kullimkien għandhom cross-sections u ħxuna tal-ħajt differenti, jiġifieri injam bikri u tard.

Is-saħħa tal-injam tiddependi fuq il-kundizzjonijiet li fihom kiber l-injam, u fil-biċċa l-kbira tagħhom huma affettwati minn difetti tal-injam, irregolaritajiet fl-iżvilupp, l-età tal-injam fil-ħin tat-tqattigħ u l-użu u speċjalment l-umdità tiegħu.

Il-valur medju tas-saħħa mhuwiex biss differenti għal siġar individwali mill-istess żona, iżda wkoll għall-istess siġra jonqos mill-eħxen sa l-irqaq tarf. Fil-cross-section, l-iżgħar ċrieki annwali taħt il-qoxra jirrappreżentaw l-aħjar u l-aktar injam iebes. Espert tal-forestrija jista’ jinfluwenza l-proprjetajiet tal-injam biss sa ċertu punt, filwaqt li l-utent bilkemm ikun jista’ jibdel il-proprjetajiet tas-saħħa b’mezzi sempliċi.

Qawwa taħt pressjoni

Pressjoni fid-direzzjoni tal-fibri

Meta jiġu eżaminati l-kampjuni tat-test, li huma l-aktar kwadri f’sezzjoni trasversali, falliment iseħħ minħabba l-fatt li l-ħitan taċ-ċelluli tal-fibri jduru f’kavitajiet, fejn ma jistgħux jiġu determinati espansjonijiet trasversali espressi b’mod ċar qabel. Il-bidu ta ‘dan il-buckling iseħħ f’postijiet b’irregolaritajiet strutturali żgħar, li fil-biċċa l-kbira tal-każijiet lanqas biss jistgħu jiġu nnutati minn barra, jew jibda mill-wiċċ ippressat ta’ fuq jew t’isfel.

Il-pressjoni permissibbli tal-injam tal-koniferu — irrispettivament minn jekk huwiex spruce, arżnu jew żnuber — hija stabbilita għal 8,5 MPa, u għall-injam tal-larch għal 9 MPa. Għal injam iebes, ballut jew fagu, huwa 10 MPa.

B’mod ġenerali, is-saħħa kompressiva medja reali, għall-inqas għall-ballut, mhix ogħla minn dik għall-koniferi, iżda dan il-valur għadu ġġustifikat minħabba li l-injam iebes prattikament jintuża biss f’biċċiet żgħar fil-kostruzzjonijiet, għalhekk injam b’għoqod akbar jew injam bi żvilupp irregolari jista ’jiġi evitat. L-injam tal-ballut huwa overrated. Ballut żgħir, sa 30 snin, jidher li huwa konsiderevolment aktar iebsa u aktar b’saħħtu mill-injam ta ’siġar anzjani.

Il-klassi ta’ kwalità I tippermetti s-saħħa tal-injam tal-koniferi sa 11 MPa, għal-larch 11,5 MPa, u għall-ballut u l-fagu 12 MPa. Il-valuri ta’ 6 MPa għall-injam tal-koniferu, u 7 MPa għall-ballut u l-fagu ġew stabbiliti għall-klassi ta’ kwalità III.

Pressjoni perpendikolari għad-direzzjoni tal-fibra

Fid-direzzjoni perpendikolari għall-fibri, il-fenomeni fil-falliment huma differenti mill-fenomeni kkawżati mill-pressjoni fid-direzzjoni tal-fibri. Is-saħħa taħt pressjoni trasversa tiddependi prinċipalment fuq is-saħħa murija mill-ammont mhux kompatt ta ’injam bikri fiċ-ċirku annwali. L-injam tard, li fuqu jiddependi l-valur tas-saħħa taħt pressjoni axjali, taħt pressjoni trasversali għandu r-rwol ta ’distribuzzjoni tat-tagħbija.

Meta teżamina l-idejn li turi l-kobor tal-forza, kontinwament iżżomm l-ogħla pożizzjoni okkupata tagħha. Fil-każ ta’ sezzjoni kompletament mgħobbija, is-saħħa taħt pressjoni perpendikolari għall-fibri għall-koniferi tammonta għal1/7biex1/10valuri tas-saħħa fid-direzzjoni tal-fibri, u għall-injam iebes minn1/3biex1/5valuri tas-saħħa fid-direzzjoni tal-fibra.

Saħħa tat-tensjoni

Is-saħħa tat-tensjoni ġiet ittestjata sa ċertu punt ħafna inqas minn saħħa kompressiva. Dan jista ‘jkun parzjalment minħabba l-fatt li l-produzzjoni u l-ittestjar ta’ kampjuni tat-test xierqa jieħdu ħafna ħin u jiswew ħafna flus.

Irregolarità fl-istruttura ta ’l-injam hija manifestata b’mod evidenti fis-saħħa tat-tensjoni. Analoga għas-saħħa taħt pressjoni, minbarra l-wisa ‘taz-zkuk, il-proporzjon ta’ injam tard huwa ta ’importanza kruċjali. Il-falliment tal-injam bikri jseħħ qabel il-falliment tal-injam tard, għalhekk il-qawwiet tal-injam bikri u tard ma jistgħux jiġu miżjuda. L-influwenza tal-għoqod u l-irregolaritajiet tal-iżvilupp hija aktar evidenti milli fis-saħħa kompressiva. Kwalunkwe liwja jew mewġa kkawżata mill-prossimità ta ‘l-għoqiedi, li m’għandhomx għalfejn ikunu fuq il-stick, huma biżżejjed biex inaqqsu s-saħħa tat-tkissir għal kwart tas-saħħa tat-tensjoni ta’ l-injam mingħajr difetti.

L-iktar punti dgħajfa tal-elementi tensjoni huma n-nodi tal-istruttura, fejn id-dgħjufija minħabba l-talji għall-imħuħ hija l-akbar. Hawnhekk, speċjalment fil-ħaddejn, jiġifieri garters, hemm tensjonijiet minħabba liwi li l-kalkolu ma jinkludix.

It-tensjonijiet permissibbli għall-injam tal-koniferu mill-klassi ta’ kwalità I huma:10,5 MUkoll, xi ngħidu dwar l-injam tal-ballut u tal-fagu11 MUkoll. Għal elementi tensjoni, l-użu ta ‘materjal mill-klassi ta’ kwalità III huwa eskluż.

Kampjun tat-test tal-injam imqabbad f’apparat tal-ittestjar tas-saħħa tat-tensjoni

Apparat għall-ittestjar tas-saħħa tat-tensjoni tal-injam.

Saħħa tal-liwi

Is-suppożizzjonijiet sottostanti għall-formula tal-kalkolu tal-liwi ta’ Navier japplikaw b’approssimazzjoni tajba għall-injam ukoll, iżda biss f’tagħbijiet baxxi. F’tagħbija ogħla, tali spostamenti jseħħu li l-istress tat-tarf attwali minħabba l-pressjoni huwa aktar baxx minn dak ikkalkulat, filwaqt li l-istampa opposta tinkiseb għall-istress minħabba tensjoni. Il-linja żero attwali timxi lejn in-naħa stretta.

Skeċċi tal-ksur tal-element u d-distribuzzjoni tal-istress fuq il-ġnub ikkompressati u tensjoni waqt il-liwi tal-injam

Stampi1u2— Ksur tal-element u distribuzzjoni tal-istress waqt il-liwi.

Is-saħħa tal-liwi kkalkulata fil-waqfa hija akbar minn1,4biex2darbiet is-saħħa kompressiva u, bi ftit eċċezzjonijiet, hija inqas mis-saħħa tat-tensjoni. Jekk l-għoqod u l-irregolaritajiet iseħħu ħdejn il-mumenti massimi u l-istress massimu tat-tarf, it-tnaqqis iseħħ sa50%.

Għandu jiġi enfasizzat li s-saħħa tal-liwi taħt tagħbija statika fit-tul hija bejn wieħed u ieħor nofs is-saħħa tal-liwi li hija determinata bil-mod tas-soltu. Jekk it-tagħbija kollha kemm hi jew parzjalment tiġi ripetuta ta ’spiss, il-kapaċità tat-tagħbija tkompli tonqos skont il-punt sa fejn it-tagħbija li tiċċaqlaq tikkontribwixxi għat-tagħbija totali.

L-istress permissibbli tal-liwi għall-injam artab tal-klassi ta’ kwalità III huwa 7 MPa, u għall-klassijiet ta’ kwalità II u I huwa determinat 10 MPa u 13 MPa, rispettivament. Għal appoġġi kontinwi mingħajr ġonot mill-aħħar żewġ klassijiet, huma pprovduti tensjonijiet ta’ 11 MPa u 14 MPa, minħabba li tali appoġġi juru sigurtà akbar.

Meta d-dimensjonar tar-raġġi esposti għall-liwi, f’ħafna każijiet mhuwiex l-istress tal-liwi li jintuża, iżda d-deflessjoni permissibbli. Għal travi ta’ strutturi mezzanini, id-deflessjoni minħabba tagħbija permanenti jew utli m’għandhiex teċċedi l-firxa 1/300. Għal travu appoġġjat liberament mgħobbi b’tagħbija mqassma b’mod ugwali, il-proporzjon bejn il-firxa u l-għoli għandu jkun massimu ta’ 16, bi stress ta’ liwi permissibbli ta’ 10 MPa.

Għal travi qosra, mgħobbija ħafna u sezzjonijiet trasversali kumplessi, l-istress shear huwa ta ’importanza kruċjali. Il-modulu ta ‘elastiċità huwa importanti għad-deflessjoni, kif ukoll għas-saħħa tal-buckling u l-kalkolu ta’ kostruzzjonijiet statikament indeterminati. Id-daqs tal-modulu ta ‘elastiċità, skond il-kwalità tal-materjal, ivarja ħafna. Il-modulu ta’ elastiċità tal-koniferi huwa 10.000 MPa, u perpendikulari mal-fibri dan il-valur huwa 300 MPa għall-injam tal-koniferi u 600 MPa għall-injam tal-ballut u tal-fagu.

Raġġ tal-injam imqiegħed f’apparat tal-laboratorju għall-ittestjar tas-saħħa tal-liwi

Apparat għall-ittestjar tas-saħħa tal-liwi tal-injam.

Qawwa tas-saħħa

Meta tqatta ’, l-injam juri ftit saħħa. Il-valuri tas-saħħa ta ’shear jistgħu jvarjaw ħafna minħabba l-granulità tal-injam.

Il-limitu ta ’fuq ta’0,9 MUkoll, għall-injam artab, it-tliet klassijiet ta ’kwalità. Għall-injam tal-ballut u tal-fagu tal-kwalità II u III, il-valur massimu huwa1 MUkoll, jiġifieri1,2 MAllura għall-klassi I.

Jekk jinkisbu sporġenza qosra wisq għal dawn il-vultaġġi, huwa rakkomandat li l-vultaġġi ma jintużawx. Meta l-overhangs tat-tarf huma qosra, hemm periklu kbir ta ‘xquq li jinxtorob li jiffurmaw fil-pjan ta’ shear, li jista ‘jwassal għal telf sħiħ ta’ kapaċità li ġġorr it-tagħbija.

Apparat tal-laboratorju u kampjun tal-injam għall-ittestjar tas-saħħa tal-qtugħ

Apparat għall-ittestjar tas-saħħa tal-qtugħ tal-injam.

Qawwa tal-irbit

Jekk il-vireg huma esposti għall-pressjoni, huwa meħtieġ li tiċċekkja d-deflessjoni bil-kalkolu. Ta ‘importanza partikolari hija l-għażla korretta tat-tul tal-liwi. Il-vireg għandhom ikunu mwaħħla b’akkoppjar kontra d-deflessjonijiet laterali. Jekk dan ma jkunx jista’ jitwettaq b’mod suffiċjenti, għandu jiddaħħal tul akbar ta’ buckling fil-kalkolu.

Skeċċi ta’ cross-sections solidi u kumplessi ta’ bsaten tal-injam b’assi x u y immarkati

Stampi3u4— Sezzjonijiet trasversali sħaħ u kumplessi b’assi materjali u immaterjali.

Għal vireg ippressati kumplessi, il-kalkolu jsir fir-rigward tal-assi tal-materjal, l-assi x fl-istampi4u i4b, l-istess bħal għal sezzjonijiet sħaħ, fejn il-wisa ’tal-virga sħiħa hija meħuda bħala s-somma tal-wisgħat d tal-elementi individwali.

Għall-buckling relattiv għall-assi immaterjali, l-assi y fl-immaġini4u,4b i4ċ u x-assi fil-figura4c, ma tistax toqgħod fuq taħlita perfetta ta ’sezzjonijiet trasversali individwali, minħabba li l-konnessjonijiet trasversali tal-bsaten tal-injam qed jagħtu. Għal cross-section f’żewġ partijiet skond l-istampa4u japplikaw ir-relazzjonijiet li ġejjin:

Formuli oriġinali għall-mument ta’ inerzja ta’ cross-section f’żewġ partijiet ta’ stikka tal-injam

Formuli oriġinali għall-kalkolu ta’ cross-section f’żewġ partijiet.

Vireg komposti ppressati ġeneralment jintużaw biss fejn il-konnessjonijiet jeħtieġu dan, jiġifieri meta ma jistgħux jinkisbu elementi ta ’sezzjoni sħiħa fid-dimensjonijiet meħtieġa. Biex tersaq kemm jista ’jkun lejn sezzjonijiet sħaħ, konnessjonijiet lonġitudinali kontinwi huma dejjem rakkomandati.

Suġġetti relatati: sostenn ta’ strutturi tal-injam, kostruzzjonijiet bejn sulari, difetti fl-injam, umdità tal-injam u bini.