Занятие Расчет элементов деревянных конструкций Расчет деревянных элементов на сжатие и растяжение

8.1. Растянутые элементы — это нижние пояса ферм, затяжки
арок и некоторые стержни других сквозных конструкций. Растя
гивающие усилия N действуют вдоль оси элемента, и во всех
точках его поперечного сечения возникают растягивающие нормальные напряжения о, которые с достаточной точностью считаются одинаковыми по значению.
Древесина работает на растяжение почти как упругий материал и имеет высокую прочность. Разрушение растянутых элементов происходит хрупко, в виде почти мгновенного разрыва
наименее прочных волокон по пилообразной поверхности. На
рис. 8.1. показаны стандартный лабораторный образец и диаграмма деформаций растяжения чистой без пороков древесину. Из нее
видно, что зависимость деформаций от напряжений близка к линейной, а прочность отдельных образцов достигает 100МПа. Однако прочность реальной древесины при растяжении, в которой
имеются допускаемые пороки и которая работает длительное время,
а не несколько минут, как образец, при испытании значительно ниже.
Работа деревянных элементов при растяжении является наиболее ответственной, поскольку они разрушаются почти мгновенно, без заметных предварительных деформаций.



Рис. 8.1. Растянутый элемент
Поэтому растянутые элементы надо изготовлять, как правило, из наиболее прочной древесины 1-го сорта с нормативным сопро­тивлением R_p^н= 20 МПа и расчетным сопротивлением R_p=10 МПа. Однако при отсутствии такого материала допуска­ется в малонапряженных элементах применять древесину 2-го сорта с расчетным сопротивлением R_p=7 МПа.
Прочность растянутых элементов в тех местах, где они ослаб­лены отверстиями или врезками, снижается дополнительно в результате концентрации напряжений у их краев. Это учитывает­ся снижающим коэффициентом условий работы т_р=0,8. При этом расчетное сопротивление древесины растяжению R_p=8 МПа.
При наличии ослаблений в пределах длины, равной 20 см в разных сечениях, поверхность разрыва всегда проходит через них. Поэтому при определении ослабленной площади сечения А все ослабления на этой длине суммируются, как бы совмещаются в одном сечении (рис.8.1).
Расчет по прочности растянутых элементов производится на растягивающую силу N от расчетных нагрузок:

Для подбора сечений растянутых элементов пользуются этой же формулой, написанной относительно требуемой площади сече­ния, учитывая, что N и R_p известны. При этом А_тр = N/R_p. Наи­большее растягивающее усилие, которое может выдерживать растянутый элемент известных размеров, может определяться по этой же формуле, написанной относительно усилия N = AR_P. По деформациям растянутые элементы не проверяются.