काठको बल र स्वीकार्य तनाव

स्थिर गणनाको आधारभूत कुरा

काठ एक प्राकृतिक सृष्टि हो र, यसको शारीरिक संरचनाको कारण, एक असंगत निर्माण सामग्री हो। यसलाई ट्युबको बन्डलसँग तुलना गर्न सकिन्छ, व्यक्तिगत रूपमा रूखको मूल वरिपरि समानान्तर र कुण्डाकार व्यवस्थित गरिएको — वार्षिक घण्टी वा छल्ले — जसको जताततै विभिन्न क्रस-सेक्शन र पर्खाल मोटाई हुन्छ, अर्थात् प्रारम्भिक र ढिलो काठ।

सम्बन्धित जानकारी: काठ को दोषहरु · काठको आर्द्रता: किन यो बुझ्न महत्त्वपूर्ण छ?

औसत बल मान एउटै क्षेत्रका व्यक्तिगत रूखहरूको लागि मात्र फरक हुँदैन, तर एउटै रूखको लागि पनि, यो सबैभन्दा बाक्लो देखि पातलो छेउमा घट्छ। क्रस-सेक्शनमा, छाल अन्तर्गत सबैभन्दा कान्छो वार्षिक औंठीहरूले सबैभन्दा राम्रो र कडा काठको प्रतिनिधित्व गर्दछ। एक वानिकी विशेषज्ञले काठको गुणहरूलाई सीमित मात्रामा मात्र प्रभाव पार्न सक्छ, जबकि प्रयोगकर्ताले साधारण माध्यमबाट बल गुणहरू परिवर्तन गर्न गाह्रो हुन्छ।

संकुचित शक्ति

फाइबरको दिशामा दबाब

परीक्षण नमूनाहरू जाँच गर्दा, जुन प्रायः वर्ग क्रस-सेक्शनको हुन्छ, विफलता यस तथ्यको कारणले हुन्छ कि फाइबरको सेल पर्खालहरू गुफाहरूमा मोडिन्छ, जहाँ पहिले स्पष्ट रूपमा व्यक्त ट्रान्सभर्स विस्तारहरू निर्धारण गर्न सकिँदैन। यो बकलिंगको सुरुवात सानो संरचनात्मक अनियमितता भएका ठाउँहरूमा हुन्छ, जुन धेरै जसो अवस्थामा बाहिरबाट पनि देख्न सकिँदैन, वा माथिल्लो वा तल्लो थिचिएको सतहबाट सुरु हुन्छ।

कोनिफेरस काठको अनुमतियोग्य दबाब - चाहे त्यो स्प्रस, पाइन वा फर होस् — 8,5 MPa मा र लार्च काठको लागि 9 MPa मा सेट गरिएको छ। कडा काठ, ओक वा बीचको लागि, यो 10 MPa हो।

सामान्यतया, वास्तविक अर्थ कम्प्रेसिभ बल, कम्तिमा ओकको लागि, कोनिफरहरूको लागि भन्दा उच्च छैन, तर यो मूल्य अझै पनि जायज छ किनभने दृढ काठको काठ व्यावहारिक रूपमा केवल निर्माणहरूमा सानो टुक्राहरूमा प्रयोग गरिन्छ, त्यसैले ठूला गाँठहरू भएको काठ वा अनियमित विकासको साथ काठ बेवास्ता गर्न सकिन्छ। ओक काठ ओभररेट गरिएको छ। जवान ओक, 30 वर्ष सम्म पुरानो रूखको काठ भन्दा धेरै कडा र बलियो देखिन्छ।

गुणस्तर वर्ग I ले 11 MPa सम्म कोनिफर काठको बल, लार्च 11,5 MPa, र ओक र बिच 12 MPa को लागि अनुमति दिन्छ। कोनिफेरस काठको लागि 6 MPa, र ओक र बिचका लागि 7 MPa गुणस्तर कक्षा III को लागि स्थापित गरिएको थियो।

फाइबर दिशामा लम्बवत दबाब

फाइबरको सीधा दिशामा, विफलताको घटना फाइबरको दिशामा दबाबको कारणले हुने घटना भन्दा फरक हुन्छ। ट्रान्सभर्स प्रेसर अन्तर्गतको बल मुख्यतया वार्षिक औंठीमा प्रारम्भिक काठको असंकुचित मात्राले देखाइएको बलमा निर्भर गर्दछ। ढिलो काठ, जसमा अक्षीय दबाव अन्तर्गत बल मूल्य निर्भर हुन्छ, ट्रान्सभर्स दबाब अन्तर्गत लोड वितरणको भूमिका हुन्छ।

परीक्षण गर्दा, बलको परिमाण देखाउने हातले निरन्तर आफ्नो उच्च कब्जा गरिएको स्थिति कायम राख्छ। पूर्ण रूपमा लोड गरिएको खण्डको अवस्थामा, कोनिफरहरूको लागि फाइबरको लम्बवत दबाब अन्तर्गतको बल कति हुन्छ।1/7को1/10फाइबरको दिशामा बलियो मानहरू, र कडा काठको लागि1/3को1/5फाइबर दिशामा शक्ति मानहरू।

तन्य शक्ति

तन्य शक्ति कम्प्रेसिभ बल भन्दा धेरै कम हदसम्म परीक्षण गरिएको थियो। यो आंशिक रूपमा उपयुक्त परीक्षण नमूनाहरूको उत्पादन र परीक्षण समय-उपभोग र महँगो भएको तथ्यको कारण हुन सक्छ।

काठको संरचनामा अनियमितता तानात्मक शक्तिमा स्पष्ट रूपमा प्रकट हुन्छ। दबाब अन्तर्गत बलको अनुरूप, लगहरूको चौडाइको अतिरिक्त, ढिलो काठको अनुपात महत्त्वपूर्ण महत्त्वको छ। प्रारम्भिक काठको विफलता ढिलो काठको विफलता अघि हुन्छ, त्यसैले प्रारम्भिक र ढिलो काठको बलहरू थप्न सकिँदैन। गाँठ र विकास अनियमितता को प्रभाव कम्प्रेसिभ बल मा भन्दा बढी स्पष्ट छ। गाँठको निकटताले गर्दा हुने कुनै पनि झुकाव वा लहरहरू, जुन स्टिकमा हुनु हुँदैन, कुनै दोष बिना काठको तन्य शक्तिको एक चौथाईमा तोड्ने शक्ति कम गर्न पर्याप्त हुन्छ।

तनाव भएका तत्वहरूको सबैभन्दा कमजोर बिन्दुहरू संरचनाको नोडहरू हुन्, जहाँ दिमागका लागि निशानहरूको कारण कमजोर हुनु सबैभन्दा ठूलो हुन्छ। यहाँ, विशेष गरी गालाहरूमा, अर्थात् गार्टरहरूमा, झुकेका कारण तनावहरू छन् जुन गणना समावेश गर्दैन।

गुणस्तर वर्ग I बाट सफ्टवुडको लागि स्वीकार्य तनावहरू हुन्:10,5 Mखैर, ओक र बिच काठको बारेमा के हो11 Mराम्रो। तनावपूर्ण तत्वहरूको लागि, गुणस्तर कक्षा III बाट सामग्रीको प्रयोग बहिष्कार गरिएको छ।

काठको तन्य शक्ति परीक्षणको लागि उपकरण।

झुकाउने शक्ति

Navier’s झुकाउने गणना सूत्र अन्तर्निहित अनुमानहरू काठमा पनि राम्रो अनुमानको साथ लागू हुन्छन्, तर कम भारमा मात्र। उच्च भारमा, त्यस्ता विस्थापनहरू हुन्छन् कि दबावको कारणले वास्तविक किनाराको तनाव गणना गरिएको भन्दा कम हुन्छ, जबकि तनावको कारण तनावको लागि विपरीत चित्र प्राप्त हुन्छ। वास्तविक शून्य रेखा तंग पक्षमा सर्छ।

तस्बिरहरू1र2- झुकावको समयमा तत्वको फ्र्याक्चर र तनाव वितरण।

ब्रेकमा गणना गरिएको झुकाउने शक्ति भन्दा ठूलो छ1,4को2पटक कम्प्रेसिभ बल र, केहि अपवादहरु संग, तन्य शक्ति भन्दा कम छ। यदि गाँठहरू र अनियमितताहरू अधिकतम क्षणहरू र अधिकतम किनाराको तनावको नजिक देखा पर्छन् भने, घटाउन सकिन्छ।50%।

यो जोड दिनुपर्छ कि लामो-अवधि स्थिर लोडिङ अन्तर्गत झुकाउने शक्ति सामान्य तरिकामा निर्धारण गरिएको झुकाउने शक्तिको लगभग आधा हो। यदि पूरै वा आंशिक रूपमा लोड बारम्बार दोहोर्याइएको छ भने, भार क्षमता कुल लोडमा कुन हदसम्म चलिरहेको लोडले योगदान गर्दछ भन्ने आधारमा घट्दै जानेछ।

गुणस्तर वर्ग III को कोनिफर काठको लागि स्वीकार्य झुकाव तनाव 7 MPa हो, र गुणस्तर वर्ग II र I को लागि यो क्रमशः 10 MPa र 13 MPa निर्धारण गरिन्छ। अन्तिम दुई कक्षाहरूबाट जोइन्टहरू बिना निरन्तर समर्थनहरूको लागि, 11 MPa र 14 MPa को तनावहरू प्रदान गरिन्छ, किनभने त्यस्ता समर्थनहरूले बढी सुरक्षा देखाउँछन्।

झुकावमा पर्दा डाइमेन्शनिङ बीमहरू, धेरै अवस्थामा यो झुकाउने तनाव होइन, तर अनुमतियोग्य विक्षेपन हो। मेजेनाइन संरचनाहरूको बीमहरूका लागि, स्थायी वा उपयोगी लोडको कारण विक्षेपन 1/300 दायरा भन्दा बढी हुनु हुँदैन। समान रूपमा वितरित लोडको साथ लोड गरिएको स्वतन्त्र रूपमा समर्थित बीमको लागि, स्प्यान र उचाइ बीचको अनुपात 10 MPa को झुकाउने कारणले स्वीकार्य तनावको साथ, अधिकतम 16 हुनुपर्छ।

छोटकरीमा, भारी लोड भएका बीमहरू र जटिल क्रस-सेक्शनहरू, कतरनी तनाव महत्त्वपूर्ण महत्त्वको हुन्छ। लोचको मोड्युलस विक्षेपनको लागि महत्त्वपूर्ण छ, साथै बकलिंग बल र स्थिर रूपमा अनिश्चित निर्माणहरूको गणनाको लागि। लोच को मोड्युलस को आकार, सामाग्री को गुणस्तर मा निर्भर गर्दछ, व्यापक रूपमा भिन्न हुन्छ। सफ्टवुडको लोचको मोड्युलस 10.000 MPa हो, र फाइबरहरूमा लम्बवत यो मान सफ्टवुडको लागि 300 MPa र ओक र बिच काठको लागि 600 MPa हो।

काठको झुकाउने शक्ति परीक्षणको लागि उपकरण।

कतरनी शक्ति

कपाल काट्दा, काठले थोरै बल देखाउँछ। काठको दानापनको कारण शियर बल मानहरू धेरै फरक हुन सक्छ।

0,9 MPa को माथिल्लो सीमा सबै तीन गुणस्तर वर्गका कोनिफरहरूको लागि स्थापित गरिएको थियो। गुणस्तर II र III को ओक र बिच काठको लागि, अधिकतम मान 1 MPa, वा कक्षा I को लागि 1,2 MPa हो।

यदि यी भोल्टेजहरूको लागि धेरै छोटो ओभरह्याङ्गहरू प्राप्त गरिन्छ भने, यो सिफारिस गरिन्छ कि भोल्टेजहरू प्रयोग नगर्नुहोस्। जब अन्तिम ओभरह्याङ्गहरू छोटो हुन्छन्, त्यहाँ सियर प्लेनमा संकुचन दरारहरू बन्ने ठूलो खतरा हुन्छ, जसले लोड-वाहक क्षमता पूर्ण रूपमा गुमाउन सक्छ।

काठ कतरनी शक्ति परीक्षणको लागि उपकरण।

लचक शक्ति

यदि छडहरू दबाबमा परेका छन् भने, यो गणना द्वारा विक्षेपन जाँच गर्न आवश्यक छ। विशेष महत्व झुकाउने लम्बाइ को सही छनोट हो। रडहरू पार्श्व विचलनहरू विरुद्ध युग्मनहरूसँग सुरक्षित हुनुपर्छ। यदि यो पर्याप्त हदसम्म गर्न सकिँदैन भने, गणनामा ठूलो बकलिंग लम्बाइ प्रविष्ट गर्नुपर्छ।

छविहरू 3 र 4 — सामग्री र अभौतिक अक्षहरूसँग पूर्ण र समग्र क्रस-सेक्शनहरू।

जटिल थिचिएका रडहरूका लागि, गणना भौतिक अक्षको सम्बन्धमा गरिन्छ, चित्रहरूमा x-अक्ष 4a र 4b, ठोस खण्डहरूको लागि जस्तै, जहाँ सम्पूर्ण रडको चौडाइ व्यक्तिगत_wd को योगफलको रूपमा लिइन्छ। तत्वहरू।

अभौतिक अक्षको सम्बन्धमा बकलिंगको लागि, चित्रमा y-अक्ष 4a, 4b र 4c र चित्रमा x-अक्ष 4c को एकल खण्डमा पूर्ण गणना गर्न नसकिने हुनाले। काठको डण्डीहरूको जडानहरू फल्दैछन्। चित्र 4a अनुसार दुई-भाग क्रस-सेक्शनको लागि, निम्न सम्बन्धहरू लागू हुन्छन्:

दुई-भाग क्रस-सेक्शनको गणनाको लागि मूल सूत्रहरू।

कम्पाउन्ड प्रेस गरिएको रडहरू सामान्यतया जडानहरूलाई आवश्यक पर्ने ठाउँमा मात्र प्रयोग गरिन्छ, अर्थात् आवश्यक आयामहरूमा पूर्ण खण्ड तत्वहरू प्राप्त गर्न सकिँदैन। पूर्ण खण्डहरूमा सकेसम्म नजिक पुग्न, निरन्तर अनुदैर्ध्य जडानहरू सधैं सिफारिस गरिन्छ।

सम्बन्धित विषयहरू: लोड-बेयरिङ टिम्बर संरचना, interstore structures, काठको दोष, काठको नमी काठ।