WYKLADY.pdf

(4362 KB) Pobierz

Drewno –

materiał niejednorodny (różne właściwości w różnych

punktach),

materiał anizotropowy (różne właściwości w różnych

kierunkach)

L –

podłużny

R –

promieniowy

T –

styczny

Budowa włóknista, słoista

Środek

–

twardniel

(wytrzymała)

Biel

–

biologicznie czynna

Krążki owalne, koliste

(ciemne

–

późne; jasne

–

wczesne)

Jeden słój na rok

Uśrednione wykresy

�� − ��

dla drewna

iglastego przy

rozciąganiu i ściskaniu

wzdłuż włókien:

1 –

rozciąganie

(zerwanie włókien)

2 –

ściskanie (utrata

lokalna stateczności

włókien)

e) w kierunku stycznym; f) w kierunku promieniowym

Właściwości mechaniczne

–

najważniejsze w punktach rdzenia

konstrukcji:

Wytrzymałość: na ściskanie,

rozciąganie, zginanie, ścinanie,

Moduły sprężystości

Łupliwość

Udarność

Twardość

Ścieralność

Drewno iglaste: starsze, żywiczne (materiał odżywczy, konserwujący),

wąskie przyrosty słojów

Drewno liściaste: młodsze, garbniki (soki), słoje przyrostowe szerokie

Połączenie ciesielskie

–

płaszczyzna ścinania, przyjmujemy rozkład

naprężeń równomierny:

Wytrzymałość na zginanie statyczne w zal. od czasu trwania obciążen:

Próbki do bad. wytrz. na ścinanie podłużne w płaszczyźnie:

1) promieniowej, 2) stycznej

-globalnie –

zniszczenie

-lokalnie –

utrata stateczności włókien, wyboczenie

��

–

60% wytrz. doraźnej (zakr. sprężysty, sposób liniowo spręż.)

��

��⊥

zniszczenie

⊥

do włókien, potem wzmocnienie materiału

Warto zapamiętać:

Rodzaj drewna

Iglaste

Liściaste

Wytrzymałość na rozciąganie

Wzdłuż włókien %

100

W poprzek włókien

w kierunku

Wytrz. trwała

–

obc. statyczne, niezmienne, działające długo

Obc. qasi-statyczne

–

brak drgań elementu, łagodne zwiększenie

obciążenia, powoli narastające onciążenia

Naprężenia (liniowe, nieliniowe) Belki (lepszy dół)

Promieniowym %

10-20

Stycznym %

2,5

– 3

zgnieceni

Zgniecenie częściowe

docisk

w strefie rozciąganej mniej

sęków!

Moduły sprężystości również maleją, ale w łagodny sposób (od wilg.):

Zmęczenie materiału pod wpływem zjawisk dynamicznych:

Wilgotność drewna a wytrzymałość na ściskanie:

Próbka bez wad

–

wytrzymałości:

Drewno suche jest bardziej wytrzymałe, łupliwe, trudno wbić gwóźdź;

konstrukcyjne

–

wilg. 15%

Zmęczenie materiału

–

zniszczenie przy naprężeniach mniejszych niż

naprężenia statyczne, w materiale występują naprężenia zmienne,

naprężenia zmieniają swoją wielkość lub nawet znak.

Pęknięcie zmęczeniowe

–

zmęczenie zależy od: liczby cykli zmian

naprężeń, wartości naprężeń.

Wytrzymałość zmęczeniowa

–

zdolność do przeniesienia nieskoń-

czonej ilości zmian naprężeń. (obc. zmienne)

– 30-40%chwilowej.

Wytrzymałość trwała

–

obciążenie stałe (trwa nieskończenie długo)

60% doraźnej chwilowej

ŚCINANIE

–

Postacie ścinania zależą od ortotropii drewna:

��∗��

��

��∗��

��

;

��

ś��

��

;

��

= 1,5��

ś��

a) i b)

–

podłużne

–

płaszczyzna i kierunek ścinania są II do włókien

a) przez wszystkie słoje roczne

–

płaszczyzna

promieniowa

b) przez kilka słojów rocznych

–

płaszczyzna styczna

c) i d)

–

poprzeczne

–

płaszczyzna II, kierunek prostopadły

c) w kierunku promieniowym

–

przez roczne; d) w kierunku stycznym

e) i f)

–

w poprzek włókien

–

w płaszczyźnie prostopadłej do włókien

Wytrzymałość na zginanie lub

docisk zależna od a, l, i l

Pośrednia wytrzymałość

–

działanie obc. pod kątem

Wytrzymałość w zależności od

kąta nachylenia działa na obciąż.

1-ściskanie,

2-zginanie,

3-rozciąganie

Połączenia na czopy i gniazda zastrzałów z belką podwalinową

Nośność takiego połączenia będzie zależeć od: wytrzymałości drewna

na docisk i momentu uplastycznienia trzpienia

Wielkości gwarantowane

–

występują w 95% przypadków

Metoda stanów granicznych

–

wielkości fikcyjne, efektywnie określić

prawdopodobieństwo przekroczenia stanów granicznych

Metoda naprężeń dopuszczalnych

–

naprężenia obliczeniowe

Użytkowalności

–

rzeczywiste (charakterystyczne)

Współczynnik jakości wytrzymałościowej

��½

��/��,

gdzie:

R-

wytrz. drewna;

��-gęstość

drewna

Model materiału anizotropowego

��

��/2(1

��)

��

0; 0,5

Kwadratow Siła do wbicia

Na obciążenie

Siła na wyrywanie

y skręcony, gwoździa

poprzeczne

-śrubowy,

(2 uderzenia)

-prążkowy

Śrubowe: 50% większa nośność połączenia, w nienawiercone.

Krawędź jest obciążona, jeżeli trzpień łącznika działa na drewno w

stronę tej krawędzi.

Środek ciężkości łączników powinien być na osi pręta, zachować

symetrię, w konieczności

–

uwzględniać moment i dodatkowe el.

��

naprężenia w kierunkach

��

naprężenia styczne

��

–

równoległe,

prostopadłe

Wsp. sprężystości drewna pod

kątem:

Materiał

złożony

drewno

włókien

moduł spr. W kier

Tworzenie danych wielkości:

w kier.

poprzecznym

ŁĄCZNIKI:

mod

–

współczynnik modyfikacyjny = 0,5do1,1

Zależy od klasy użytkowania i trwania obciążenia

Większa nośność

na ścinanie

–

odwrotnie źle

Łączniki trzpieniowe

–

gwoździe, wkręty, sworznie, śruby

Oddziaływanie drewna na trzpień:

Gwoździe

–

okrągłe, trójkątne,

prostokątne, przy górze okrągły.

Ciasno umieszczony w drewnie,

Ulega zginaniu, ścinaniu,

po długim czasie

obciążenia

–

zwiększenie ugięcia

��

Ugięcie od obc.

stałego i

zmiennego

Rozciąganie osiowe: *w kier równoległ do włókien:

��

��0��

��

≤ ��

��

;

*w kierunku prostopadłym do włókien:

��

��90��

≤ ��

��90��

, gdzie

N-

obl. Siła rozciągająca; A

pole przekroju rozciąganego netto;

��

wytrz obl. drewna wzdłuż;

��

��90��

wytrz obl. drewna w poprzek

��

Ściskanie osiowe:

��

��0��

��

≤ ��

��0��

��

∗��

��

Współczynniki długości wyboczeniowych:

��

�� ∗ ��

Gwóźdź wbity

bezpoś-

Gwóźdź w

otwo-

Gwóźdź w otwo-rze o

rednio w drewno:

rze nawierconym średnicy mniejszej

–

-nie

uwzględnia się

średnica otworu = około 0,9:

przekroju netto,

średnica trzpieni:

-najlepsza

sytuacja,

-może

dojść do

-można

wbijać

-można

wbijać bliżej

rozwarstwienia,

bliżej siebie,

siebie,

-nie

wbijać zbyt blisko w

-uwzględnienie

-większa

nośność

jednej linii

przekroju netto

Gwoździe: d>5mm

–

nawiercone; <5mm

–

dowolnie.

Naprężenia ściskające pod kątem do włókien:

-l/h>20 -

��

384∗��∗��

Ugięcie belki podpartej od obciążenia równomiernie rozłożonego q:

-l/h<20 -

��

�½1

+ 19,2

∗ �½

��

�½ �½

ℎ 2

0��

5∗��∗��

-Zmiażdżenie

drewna

-uplastycznienie

trzpienia

-zmiażdżenie

drewna

-brak

uplastycznienia trzpienia

Przy dwukierunkowym zginaniu:

��

�½��

��

Nośność połączeń na łączniki trzpieniowe:

określenie średnicy gwoździa:

��

��[7��,

(13��

−

30)��

��

/400]

Zależy od:

-wymiarów

el. drewnianych,

-wymiarów

gwoździ,

-rodzaju

zniszczenia złącza,

-wytrzymałości

gwoździ na docisk,

-momentu

uplastycznienia trzpienia gwoździa.

Układy wbijania gwoździ i oznaczenie odległości:

Układ prostokątny

Układ przestawiony:

Kalenica

–

przecięcie płaszczyzn połaci dachowych

Koniec obciąż.

Nieobciążony

Krawędź

obciąż.

Nieobciążona

Płatew kalenicowa oparta na

ścianie

–

różny rozstaw krokwi

Kalenica oparta na słupie >5m

długość

Wiązary pełne

–

słupy + miecze + kleszcze

–

gwarantuje geometryczną

niezmienność. W nim krokwie leżą w tej samej płaszczyźnie.

Konstrukcja dachu musi być stateczna

–

ścianę montujemy do więźby

Wytrzymałość na docisk:

t<0,5d

t>d

t<0,5d

1- 1

słup, płatwiowo

–

kleszczowy.

2słupy, 0,5l/l, brak płatwi kalenicowej

3słupy, płatew kalenicowa, pośrednia, stopowa

14do16m, płatwie pośrednie

Nośność obliczeniowa na docisk w złączach drewno-drewno:

Usztywnienie w kierunku podłużnym

–

płatwie + słupy + miecze =

ściana stolcowa. Miecze

–

zmniejszenie rozpiętości płatwi.

Strop –

przenosi obc. pionowe, tworzy sztywną tarczę = przeponę

Dach płatwiowo

kleszczowy z płatwią

kalenicową

t>d

i B-

trzpień gwoździa bardzo sztywny, zniszczenie w drewnie w 1el.

C- trzpień gwoździa sztywny, naprężenie w drewnie w obu

elementach, lokalne zniszczenie drewna

D i E-

el. słabszym

–

uszkodzenie drewna, w mocniejszym

–

uplastycznienie gwoździa

F-

w obu el.

–

uplastycznienie gwoździa (trzpień cienki), zniszczenie

obu elementów drewnianych

Połączenie w jednej płaszczyźnie

docisk + siła pionowa

Układ belek stropowych

Obciążenie wiatrem

Obc. pionowe

z kołkiem

Wrąb czołowy,

czop i gniezdo

łączenie w narożu

kryty czop

Pod kątem,

podwójny,

prosty,

przegub-przes. Poł. krokwi

Połączenia ciesielskie

–

kształtowe (naprężenie ściskające i ścinające),

Siła rozciągająca

–

tylko jaskółczy ogon. Zamki zapobiegają

przesuwowi elementów względem siebie.

Konstrukcje dachowe:

-rozporowe –

obc. pionowe wywołuje poziome reakcje podporowe.

Krokwiowe i jętkowe

Z blachą:

-nieroporowe –

brak poziomych reakcji od pionowych obc. Płatwiowe

Kołki z twardego

liściastego:

Płatew stopowa na belce stropowej

więźba płatw.

–

kleszczowa z płatwią kalenicową opartą na kleszczach

Oparcie słupów: zlicowane w osi belki, krótszy niż otwór(0,5��

∗

0,5��

)

w wiązarach pełnych, siły poziome w kleszczach.

Krokwie długie

–

belka dwuprzęsłowa:

płatew kalenicowa podparta słupem w środku, 3 ściany stolcowe

Zastrzał

–

gwarantuje usztywnienie w kierunku poprzecznym

–

Wiązar

Pełny, przenosi obciążenia poziome

Krokiew w WP jest zginana i rozciągana (ściskana)

Wrąb czołowy prosty z czopem i gniazdem

(tradycyjnie);para sił

–

zginanie b. stropowych

OBCIĄŻENIA: wiązar pełny

–

z ciężaru własnego, z sąsiednich

wiązarów pustych; belka stropowa

–

ze słupa, obc. wł ze stropu

Więźba płatwiowo

–

kleszczowa

-słup

na ścianie

–

dajemy belkę pod słup

-słup

bez ściany

–

dajemy 1, 2 lub 3 belki, najlepiej połączone

Oparcie płatwi na ścianie

na ceowniku

–

po 2 śruby

<- w razie czego musi

być śruba, żeby zastrzał

się nie zsunął

Belka wydłużona

>20cm

Wrąb cofnięty:

Ciesielski sposób oparcia płatwi na

słupie

krótki odcinek belki podwali nowej

–

odpowiednio zakotwiona

Wrąb podwójny

Starannie dobrana śruba:

Węzeł przy kalenicy:

Połączenie na jaskółczy ogon

Nacięcie końcówki słupa

Duże napr. prostopadłe

włókien Poł. Zastrzału ze słupem:

Oparcie krokwi

Łączenie łat na krokwiach

warunki wbijania gwoździa

Wrąb cofnięty prosty:

Więźba płatwiowo

–

kleszczowa:

Na slupach leżących jest oparta płatew (tak samo jak na piono-

wym). Słup połączony kleszczami z krokwiami. Są miecze:

a<0,5l

–

nie trzeba dawać płatwi kalenicowej

słupy leżące

ścianka kolankowa gwarantuje nam sztywność w kierunku podłużnym

Dachy pulpitowe

Krokwie i miecze

Konstrukcja na słupach leżących (płatew oparta na slupach, między

słupem a płatwią jest miecz)

kleszcze w postaci el. pion. poł. ze stropem w sposób przesuwny

-kleszcze

pełnią

funkcję belki

rozporowej, są one

podwieszone,

między elem.

Kleszczy są

przewiązki.

-kleszcze –

podciąg

dla stropu i

jednocześnie belka

rozporowa, dolne

odcinki słupów

leżących jako belki

złożone

Więźby dachowe ze ściankami kolankowymi

więźba musi być usztywniona zastrzałami,

ścianka kolankowa może mieć różne

wysokości >90cm. Kleszcze

Modelowa konstrukcja ze ścianą kolankową:

Ścianka kolankowa z zastrzałami:

Płatwiowo

–

kleszczowa ze ścianką kolankową ze słupami leżącymi:

WYKLADY.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: