Dasar-dasar itungan statik
Kayu mangrupa ciptaan alam jeung, alatan struktur anatomis na, mangrupa bahan wangunan inhomogeneous. Ieu bisa dibandingkeun jeung kebat tina tabung, individual disusun sajajar jeung annular sabudeureun inti tangkal - cingcin taunan atawa cingcin - nu madhab boga cross-bagian béda jeung ketebalan témbok, nyaéta kai mimiti jeung ahir.
Kakuatan kai gumantung kana kaayaan dimana kai tumuwuh, sareng sabagian ageung aranjeunna kapangaruhan ku cacat kai, irregularities dina pangwangunan, umur kai dina waktu motong sarta pamakéan sarta hususna kalembaban.
Nilai kakuatan rata-rata henteu ngan ukur béda pikeun tangkal individu ti daérah anu sami, tapi ogé pikeun tangkal anu sami, éta turun tina anu paling kandel ka tungtung anu paling ipis. Dina cross-bagian, cingcin taunan bungsu handapeun babakan ngagambarkeun kai pangalusna sarta hardest. Ahli kehutanan tiasa mangaruhan sipat kai ngan ukur dugi ka watesna, sedengkeun pangguna boro tiasa ngarobih sipat kakuatan ku cara anu sederhana.
Kakuatan dina tekenan
Tekanan dina arah serat
Nalika mariksa spésimén tés, anu biasana pasagi dina cross-section, kagagalan lumangsung kusabab kanyataan yén dinding sél serat pulas kana rongga, dimana ékspansi transversal anu jelas-jelas teu tiasa ditangtukeun. Awal buckling ieu lumangsung di tempat kalawan irregularities struktural leutik, nu di hal nu ilahar malah teu bisa noticed ti luar, atawa dimimitian ti luhur atawa handap permukaan dipencet.
Tekanan anu diidinan tina kai konifer - henteu paduli naha éta spruce, pinus atanapi fir - disetel dina 8,5 MPa, sareng pikeun kayu larch dina 9 MPa. Pikeun kayu atos, ek atanapi beech, éta 10 MPa.
Sacara umum, kakuatan compressive mean nyata, sahenteuna pikeun ek, teu leuwih luhur ti éta pikeun conifers, tapi nilai ieu masih diyakinkeun sabab kai hardwood praktis ngan dipaké dina potongan leutik dina constructions, jadi kai kalawan knots badag atawa kai kalayan ngembangkeun henteu teratur bisa dihindari. kai ek overrated. Ek ngora, umurna nepi ka 30 taun, katingalina jauh leuwih tangguh jeung leuwih kuat batan kai tangkal kolot.
Kelas kualitas I ngamungkinkeun kakuatan kai konifer dugi ka 11 MPa, pikeun larch 11,5 MPa, sareng pikeun ek sareng beech 12 MPa. Nilai 6 MPa pikeun kai coniferous, sarta 7 MPa pikeun ek jeung beech dijieun pikeun kualitas kelas III.
Tekanan jejeg arah serat
Dina arah jejeg serat, fenomena gagalna béda ti fenomena disababkeun ku tekanan dina arah serat. Kakuatan dina tekenan transverse utamana gumantung kana kakuatan ditémbongkeun ku jumlah uncompacted kai mimiti dina ring taunan. Kai telat, dimana nilai kakuatan dina tekanan axial gumantung, dina tekanan transversal boga peran distribusi beban.
Lamun examining leungeun nu nembongkeun gedena gaya, eta terus mertahankeun posisi pangluhurna na nempatan. Dina kasus bagian pinuh dimuat, kakuatan dina tekenan jejeg serat pikeun conifers jumlahna1/7ka1/10nilai kakuatan dina arah serat, sarta pikeun hardwood ti1/3ka1/5nilai kakuatan dina arah serat.
Kakuatan regangan
Kakuatan tensile diuji ka extent loba Lesser ti kakuatan compressive. Ieu bisa jadi sabagean alatan kanyataan yén produksi jeung nguji spésimén tés luyu téh consuming waktu jeung mahal.
Irregularity dina struktur kai ieu conspicuously manifested dina kakuatan tensile. Analog jeung kakuatan dina tekenan, sajaba rubak log, proporsi kai telat mangrupa krusial pentingna. Gagalna kai mimiti lumangsung saméméh kagagalan kai ahir, jadi kakuatan kai awal jeung ahir teu bisa ditambahkeun. Pangaruh knots sareng irregularities pangwangunan langkung jelas tibatan kakuatan compressive. Sagala ngalipet atawa gelombang disababkeun ku deukeutna knots, nu teu kudu dina iteuk, cukup pikeun ngurangan kakuatan megatkeun kana saparapat tina kakuatan tensile tina kai tanpa cacad.
Titik anu paling lemah tina elemen anu tegang nyaéta titik-titik tina struktur, dimana lemahna kusabab notches pikeun otak anu paling hébat. Di dieu, utamana dina pipi, nyaéta garters, aya stresses alatan bending nu itungan teu kaasup.
Tekenan anu diidinan pikeun kai konifer tina kelas kualitas I nyaéta:10,5 MNya, kumaha upami kayu ek sareng beech11 MMuhun. Pikeun elemen tensioned, pamakéan bahan tina kualitas kelas III teu kaasup.
Aparatur pikeun nguji kakuatan tarik kayu.
Kakuatan bending
Asumsi-asumsi dina dasar rumus itungan bending Navier’s lumaku kalawan pendekatan alus pikeun kai ogé, tapi ngan dina beban low. Dina beban nu leuwih luhur, displacements misalna lumangsung yén tegangan ujung sabenerna alatan tekanan leuwih handap diitung, sedengkeun gambar sabalikna dicandak pikeun stress alatan tegangan. Garis enol sabenerna pindah ka sisi kedap.
Gambar1jeung2- Narekahan unsur jeung sebaran stress salila bending.
Kakuatan bending diitung dina putus leuwih gede ti1,4ka2kali kakuatan compressive na, kalawan sababaraha iwal, kirang ti kakuatan tensile. Lamun knots jeung irregularities lumangsung deukeut moments maksimum sarta stresses ujung maksimum, reductions lumangsung nepi ka50%.
Ieu kudu emphasized yén kakuatan bending dina beban statik jangka panjang kira satengah tina kakuatan bending nu ditangtukeun dina cara biasa. Upami beban sadayana atanapi sabagian sering diulang, kapasitas beban bakal terus turun gumantung kana sajauh mana beban gerak nyumbang kana total beban.
Tegangan lentur anu diidinan pikeun kayu lemes kelas III kualitas nyaéta 7 MPa, sareng pikeun kelas kualitas II sareng I ditangtukeun masing-masing 10 MPa sareng 13 MPa. Pikeun pangrojong kontinyu tanpa sambungan ti dua kelas panungtungan, stresses of 11 MPa jeung 14 MPa disadiakeun, sabab ngarojong saperti nembongkeun kaamanan nu leuwih gede.
Nalika dimensioning balok kakeunaan bending, dina loba kasus teu tegangan bending nu dipaké, tapi deflection diidinan. Pikeun balok tina struktur mezzanine, defleksi alatan beban permanén atawa mangpaat teu kudu ngaleuwihan 1/300 rentang. Pikeun balok anu dirojong sacara bébas anu dimuat ku beban anu disebarkeun rata, babandingan antara bentang sareng jangkungna kedah maksimal 16, kalayan tegangan lentur anu diidinan 10 MPa.
Pikeun balok pondok, beban beurat sareng bagian melintang kompleks, tegangan geser penting pisan. Modulus élastisitas penting pikeun defleksi, kitu ogé pikeun kakuatan buckling jeung itungan konstruksi statically indeterminate. Ukuran modulus élastisitas, gumantung kana kualitas bahan, rupa-rupa lega. Modulus élastisitas konifer nyaéta 10.000 MPa, sarta jejeg serat nilai ieu 300 MPa pikeun kai coniferous jeung 600 MPa pikeun kayu ek jeung beech.
Aparatur pikeun nguji kakuatan lentur kayu.
Kakuatan geser
Nalika shearing, kai nembongkeun kakuatan saeutik. nilai kakuatan geser bisa greatly rupa-rupa alatan graininess tina kai.
wates luhur tina0,9 MNya, pikeun kayu lemes, sadaya tilu kelas kualitas. Pikeun kayu ek jeung beech kualitas II jeung III, nilai maksimum nyaéta1 MMuhun, éta1,2 MJadi keur kelas I.
Lamun overhangs teuing pondok dicandak pikeun tegangan ieu, eta disarankeun yén tegangan teu dipaké. Nalika tungtung overhangs pondok, aya bahaya hébat retakan shrinkage ngabentuk dina pesawat geser, nu bisa ngakibatkeun leungitna lengkep kapasitas beban-bearing.
Aparat pikeun nguji kakuatan geser kayu.
Kakuatan Buckling
Lamun rod anu kakeunaan tekanan, perlu mariksa deflection ku itungan. Tina pentingna nyaéta pilihan anu leres tina panjang bending. Batang kudu diamankeun ku couplings ngalawan deflections gurat. Upami ieu teu tiasa dilaksanakeun dugi ka cukup, panjang buckling anu langkung ageung kedah diasupkeun kana itungan.
Gambar3jeung4- Bagian melintang lengkep sareng kompleks kalayan sumbu material sareng henteu material.
Pikeun rod dipencet kompléks, itungan dipigawé dina hubungan sumbu bahan, x-sumbu dina gambar.4sareng abdi4b, sarua jeung pikeun bagian pinuh, whereby lebar sakabeh rod dicokot salaku jumlah tina lebar d sahiji elemen individu.
Pikeun buckling relatif ka sumbu immaterial, sumbu y dina gambar4jeung,4b abdi4c jeung x-sumbu dina gambar4c, Anjeun teu bisa cacah dina kombinasi sampurna bagian cross individu, sabab sambungan cross tina iteuk kai anu ngahasilkeun. Pikeun dua bagian cross-bagian nurutkeun gambar4sareng hubungan di handap ieu manglaku:
Rumus asli pikeun itungan dua bagian cross-section.
Sanyawa dipencet rod umumna dipaké ngan dimana sambungan merlukeun eta, nyaéta nalika elemen bagian pinuh dina dimensi diperlukeun teu bisa diala. Pikeun meunang sacaket mungkin ka bagian pinuh, sambungan longitudinal kontinyu salawasna dianjurkeun.
Topik nu patali: ngadukung struktur kai, wangunan antar lantai, cacat kayu, kelembaban kayu jeung gedong.