Работа древесины при смятии и скалывании.

СМЯТИЕ. Смятие древесины может происходить под любым углом к главным осям анизотропии. Сопротивление смятию вдоль волокон мало отличается от сопротивления сжатию древесины вдоль волокон, поэтому действующий СНиП не делает между ними различия. Сопротивление древесины смятию вдоль волокон имеет наибольшую величину.

Наиболее слабо древесина сопротивляется смятию поперек волокон. Работа древесины на смятие поперек волокон характеризуется весьма значительными деформациями. Предельные напряжения назначаются по величине деформаций, ограниченных эксплуатационными требованиями.

а) Смятие по всей площади образца. Сопротивление смятию наименьшее. Для древес. хвойных = 1,8 МПа. б) Смятие на части длины, но по всей ширине образца. Расчетное сопротивление ↑ вдвое →3МПа. (жесткость волокон) в) Смятие на части длины и части ширины образца. – наиболее высокая величина расчетного сопротивления → 4МПа. (жесткость межволоконных связей). Жесткость межволоконных связей ниже жесткости волокон.

Сопротивление древесины смятию под углом к волокнам занимает промежуточное значение между сопротивлениями вдоль и поперек волокон. R_{СМ α}= R_СМ / 1+ ((R_СМ / R_{СМ 90}) -1) ·sin³α.

СКАЛЫВАНИЕ. При скалывании древес. раб. как хрупкий мат-л. Наиболее высокое сопротивление при этом соответствует направлению усилий вдоль волокон, наиболее низкое – поперек волокон. Скалывание под углом к волокнам занимает промежуточное значение и м.б. описано аналогичной формулой смятию под углом: R_{СК α}= R_СМ / 1+ (R_СК / R_{СК 90}-1) ·sin³α.

Различают 2 вида скалывания: скалывание при изгибе и скалывание в соединениях деревянных конструкций.

Скалывание при изгибе деревянных эл-в вполне удовлетворяет классическим понятиям строительной механики. Возникающие при этом касательные напряжения с удовлетворительной достоверностью описываются формулой Журавского: τ = QS^отс/Jb.

При определении скалывающих усилий в соединениях элементов деревянных конструкций величину касательных напряжений находят через отношение скалывающего усилия. T_СК к площади скалывания F_СК: τ = T_СК / F_СК. Распределение касательных напряжений по площадкам скалывания в этих случаях происходит неравномерно. В случае двустороннего (промежуточного) скалывания неравномерность распределения напряжений оказывается меньшей, чем в случае одностороннего. Скалывание сопровождается «отдиранием» древесины в направлении поперек волокон. Причина: действие изгибающего момента М=Т*e возникающего в результате эксцентричного приложения равнодействующей скалывающих усилий.

Для уменьшения влияния «отдирания» рекомендуется при проектировании предусматривать создание «прижимы» на площадке скалывания. Учитывают неравномерность распределения касательных напряжений по площадке скалывания и влияние отрывающего изгибающего момента путем сравнения средних скалывающих напряжений с средними расчетными сопротивлениями скалыванию R_СК^СР. → T_СК/F_CR ≤ R_СК^СР. R_СК^СР = R_СК/1+β∙(l_СК/е).

R_СК – расчетное сопротивление скалыванию, l_СК – длина площадки скалывания, е – эксцентриситет приложения равнодействующей скалывающих усилий, β – коэф-т, учитывающий неравномерность распределения направлений по площадке скалывания.