Mga Batayan ng static na pagkalkula
Ang kahoy ay isang likas na likha at, dahil sa anatomical na istraktura nito, ay isang hindi magkakatulad na materyal sa gusali. Maihahalintulad ito sa isang bundle ng mga tubo, indibidwal na nakaayos parallel at annular sa paligid ng core ng puno — taunang singsing o singsing — na kahit saan ay may iba’t ibang cross-section at kapal ng pader, ibig sabihin, maaga at huli na kahoy.
Ang lakas ng kahoy ay nakasalalay sa mga kondisyon kung saan lumago ang kahoy, at sa malaking lawak sila ay apektado ng mga bahid ng kahoy, mga iregularidad sa pag-unlad, ang edad ng kahoy sa oras ng pagputol at paggamit at lalo na ang kahalumigmigan nito.
Ang average na halaga ng lakas ay hindi lamang naiiba para sa mga indibidwal na puno mula sa parehong lugar, ngunit para din sa parehong puno ito ay bumababa mula sa pinakamakapal hanggang sa pinakamanipis na dulo. Sa cross-section, ang pinakabatang taunang singsing sa ilalim ng bark ay kumakatawan sa pinakamahusay at pinakamatigas na kahoy. Ang isang dalubhasa sa kagubatan ay maaaring makaimpluwensya sa mga katangian ng kahoy sa isang limitadong lawak, habang ang gumagamit ay halos hindi maaaring baguhin ang mga katangian ng lakas sa pamamagitan ng simpleng paraan.
Lakas sa ilalim ng presyon
Presyon sa direksyon ng mga hibla
Kapag sinusuri ang mga specimen ng pagsubok, na halos parisukat sa cross-section, ang kabiguan ay nangyayari dahil sa katotohanan na ang mga cell wall ng mga fibers ay umiikot sa mga cavity, kung saan ang dating malinaw na ipinahayag na transverse expansions ay hindi matukoy. Ang simula ng buckling na ito ay nangyayari sa mga lugar na may maliliit na iregularidad sa istruktura, na sa karamihan ng mga kaso ay hindi mapapansin mula sa labas, o nagsisimula mula sa itaas o mas mababang pinindot na ibabaw.
Ang pinahihintulutang presyon ng coniferous wood — hindi alintana kung ito ay spruce, pine o fir — ay nakatakda sa 8,5 MPa, at para sa larch wood sa 9 MPa. Para sa hardwood, oak o beech, ito ay 10 MPa.
Sa pangkalahatan, ang tunay na ibig sabihin ng lakas ng compressive, hindi bababa sa para sa oak, ay hindi mas mataas kaysa sa para sa mga conifer, ngunit ang halaga na ito ay makatwiran pa rin dahil ang hardwood na kahoy ay halos ginagamit lamang sa maliliit na piraso sa mga constructions, kaya ang kahoy na may mas malalaking buhol o kahoy na may hindi regular na pag-unlad ay maaaring iwasan. Ang kahoy na oak ay overrated. Ang batang oak, hanggang 30 taong gulang, ay mukhang mas matigas at mas malakas kaysa sa kahoy ng mas lumang mga puno.
Ang klase ng kalidad na pinapayagan ko para sa lakas ng kahoy na conifer hanggang 11 MPa, para sa larch 11,5 MPa, at para sa oak at beech 12 MPa. Ang mga halaga ng 6 MPa para sa coniferous wood, at 7 MPa para sa oak at beech ay itinatag para sa kalidad na klase III.
Presyon patayo sa direksyon ng hibla
Sa direksiyong patayo sa mga hibla, ang mga phenomena sa pagkabigo ay iba sa mga phenomena na dulot ng presyon sa direksyon ng mga hibla. Ang lakas sa ilalim ng transverse pressure ay higit sa lahat ay nakasalalay sa lakas na ipinapakita ng hindi pa nasusukat na dami ng maagang kahoy sa taunang singsing. Ang huli na kahoy, kung saan nakasalalay ang halaga ng lakas sa ilalim ng axial pressure, sa ilalim ng transverse pressure ay may papel na pamamahagi ng load.
Kapag sinusubukan, ang kamay na nagpapakita ng magnitude ng puwersa ay patuloy na nagpapanatili ng pinakamataas na posisyon nito. Sa kaso ng isang fully load na seksyon, ang lakas sa ilalim ng presyon na patayo sa mga fibers para sa mga conifer ay umaabot sa1/7sa1/10mga halaga ng lakas sa direksyon ng mga hibla, at para sa hardwood mula sa1/3sa1/5mga halaga ng lakas sa direksyon ng hibla.
Lakas ng makunat
Ang lakas ng makunat ay nasubok sa mas mababang lawak kaysa sa lakas ng compressive. Ito ay maaaring bahagyang dahil sa ang katunayan na ang paggawa at pagsubok ng angkop na mga specimen ng pagsubok ay matagal at mahal.
Ang iregularidad sa istraktura ng kahoy ay kapansin-pansing ipinakita sa lakas ng makunat. Katulad ng lakas sa ilalim ng presyon, bilang karagdagan sa lapad ng mga log, ang proporsyon ng huli na kahoy ay napakahalaga. Ang pagkabigo ng maagang kahoy ay nangyayari bago ang pagkasira ng huli na kahoy, kaya ang mga lakas ng maaga at huli na kahoy ay hindi maidaragdag. Ang impluwensya ng mga buhol at mga iregularidad sa pag-unlad ay mas malinaw kaysa sa lakas ng compressive. Ang anumang liko o alon na dulot ng kalapitan ng mga buhol, na hindi kailangang nasa stick, ay sapat na upang bawasan ang lakas ng pagbasag sa isang-kapat ng lakas ng makunat ng kahoy na walang mga depekto.
Ang pinakamahina na mga punto ng mga naka-tensyon na elemento ay ang mga node ng istraktura, kung saan ang pagpapahina dahil sa mga notches para sa mga utak ay ang pinakamalaking. Dito, lalo na sa cheeks, i.e. garters, may mga stress dahil sa baluktot na hindi kasama sa kalkulasyon.
Ang mga pinahihintulutang stress para sa softwood mula sa kalidad ng klase I ay:10,5 MWell, ano ang tungkol sa oak at beech wood11 MWell. Para sa mga tensioned na elemento, ang paggamit ng materyal mula sa kalidad ng klase III ay hindi kasama.
Kasangkapan para sa pagsubok sa tensile strength ng kahoy.
Lakas ng baluktot
Ang mga pagpapalagay na pinagbabatayan ng Navier’s baluktot na kalkulasyon formula ay nalalapat na may mahusay na approximation sa kahoy pati na rin, ngunit lamang sa mababang load. Sa isang mas mataas na load, ang mga naturang displacement ay nangyayari na ang aktwal na gilid ng stress dahil sa presyon ay mas mababa kaysa sa kinakalkula, habang ang kabaligtaran na larawan ay nakuha para sa stress dahil sa pag-igting. Ang aktwal na linya ng zero ay gumagalaw sa masikip na bahagi.
Mga larawan1at2— Pagkabali ng elemento at pamamahagi ng stress sa panahon ng baluktot.
Ang kinakalkula na lakas ng baluktot sa break ay mas malaki kaysa sa1,4sa2beses ang lakas ng compressive at, na may ilang mga pagbubukod, ay mas mababa kaysa sa lakas ng makunat. Kung ang mga buhol at iregularidad ay nangyari malapit sa pinakamataas na sandali at pinakamataas na mga stress sa gilid, ang mga pagbawas ay magaganap hanggang sa.50%.
Dapat itong bigyang-diin na ang lakas ng baluktot sa ilalim ng pangmatagalang static loading ay humigit-kumulang kalahati ng lakas ng baluktot na tinutukoy sa karaniwang paraan. Kung ang load sa kabuuan o sa bahagi ay madalas na paulit-ulit, ang load capacity ay patuloy na bababa depende sa lawak kung saan ang gumagalaw na load ay nag-aambag sa kabuuang load.
Ang pinahihintulutang bending stress para sa softwood ng dekalidad na klase III ay 7 MPa, at para sa dekalidad na klase II at I ito ay tinutukoy na 10 MPa at 13 MPa, ayon sa pagkakabanggit. Para sa tuluy-tuloy na mga suporta na walang mga joint mula sa huling dalawang klase, ang mga stress ng 11 MPa at 14 MPa ay ibinibigay, dahil ang mga naturang suporta ay nagpapakita ng higit na kaligtasan.
Kapag nalantad ang pagdimensyon ng mga beam sa baluktot, sa maraming pagkakataon ay hindi ang bending stress ang ginagamit, ngunit ang pinahihintulutang pagpapalihis. Para sa mga beam ng mga istruktura ng mezzanine, ang pagpapalihis dahil sa permanenteng o kapaki-pakinabang na pagkarga ay hindi dapat lumagpas sa saklaw ng 1/300. Para sa isang malayang suportadong sinag na nilagyan ng pantay na distributed load, ang ratio sa pagitan ng span at taas ay dapat na maximum na 16, na may pinapayagang bending stress na 10 MPa.
Para sa maikli, mabigat na load na mga beam at kumplikadong mga cross-section, ang shear stress ay napakahalaga. Ang modulus ng elasticity ay mahalaga para sa pagpapalihis, pati na rin para sa buckling strength at ang pagkalkula ng statically indeterminate constructions. Ang laki ng modulus ng elasticity, depende sa kalidad ng materyal, ay malawak na nag-iiba. Ang modulus ng elasticity ng conifers ay 10.000 MPa, at patayo sa mga fibers ang value na ito ay 300 MPa para sa coniferous wood at 600 MPa para sa oak at beech wood.
Kasangkapan para sa pagsubok sa lakas ng baluktot ng kahoy.
Lakas ng gupit
Kapag naggugupit, ang kahoy ay nagpapakita ng kaunting lakas. Ang mga halaga ng lakas ng paggugupit ay maaaring mag-iba nang malaki dahil sa butil ng kahoy.
Ang pinakamataas na limitasyon ng0,9 MWell, para sa softwood, lahat ng tatlong klase ng kalidad. Para sa oak at beech na kahoy ng kalidad II at III, ang pinakamataas na halaga ay1 MWell, iyon ay1,2 MKaya para sa klase I.
Kung masyadong maikli ang mga overhang ay nakuha para sa mga boltahe na ito, inirerekomenda na ang mga boltahe ay hindi ginagamit. Kapag ang dulo na mga overhang ay maikli, mayroong isang malaking panganib ng pag-urong mga bitak na nabubuo sa shear plane, na maaaring humantong sa isang kumpletong pagkawala ng kapasidad na nagdadala ng pagkarga.
Kasangkapan para sa pagsubok ng lakas ng paggugupit ng kahoy.
Lakas ng bukol
Kung ang mga rod ay nakalantad sa presyon, kinakailangan upang suriin ang pagpapalihis sa pamamagitan ng pagkalkula. Ang partikular na kahalagahan ay ang tamang pagpili ng haba ng baluktot. Ang mga tungkod ay dapat na secure na may mga coupling laban sa lateral deflections. Kung hindi ito maisakatuparan sa isang sapat na lawak, isang mas malaking haba ng buckling ang dapat ipasok sa pagkalkula.
Mga larawan3at4— Buo at kumplikadong mga cross-section na may materyal at hindi materyal na mga palakol.
Para sa mga kumplikadong pinindot na baras, ang pagkalkula ay ginagawa na may kaugnayan sa materyal na axis, x-axis sa mga larawan4at i4b, katulad ng para sa buong mga seksyon, kung saan ang lapad ng buong baras ay kinuha bilang kabuuan ng mga lapad d ng mga indibidwal na elemento.
Para sa buckling na nauugnay sa hindi materyal na axis, ang y-axis sa mga larawan4at,4b i4c at x-axis sa figure4c, hindi ka makakaasa sa isang perpektong kumbinasyon ng mga indibidwal na cross section, dahil ang mga cross connection ng mga kahoy na stick ay nagbubunga. Para sa dalawang bahagi na cross-section ayon sa larawan4at ang mga sumusunod na relasyon ay nalalapat:
Mga orihinal na formula para sa pagkalkula ng dalawang-bahaging cross-section.
Ang mga compound pressed rod ay karaniwang ginagamit lamang kung saan kinakailangan ito ng mga koneksyon, ibig sabihin, kapag hindi makuha ang buong mga elemento ng seksyon sa kinakailangang mga sukat. Upang makakuha ng mas malapit hangga’t maaari sa buong mga seksyon, ang tuluy-tuloy na mga longitudinal na koneksyon ay palaging inirerekomenda.
Mga kaugnay na paksa: sumusuporta sa mga istrukturang kahoy, mga inter-storey constructions, wood flaws, kahoy na kahalumigmigan at gusali.