Rezistenca e llogaritur e drurit. vetitë e drurit

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-18 04:28

Kur projektoni, zhvilloni ose prodhoni struktura druri, është e rëndësishme të njihni vetitë e forcës së materialit - rezistenca e projektimit të drurit, e cila matet si një kilogram për centimetër katror. Për të studiuar treguesit, përdoren mostra të madhësive standarde, të sharruara nga dërrasat ose druri i klasës së kërkuar, pa defekte të jashtme, nyje dhe defekte të tjera. Më pas, kampioni testohet për rezistencë ndaj ngjeshjes, përkuljes, shtrirjes.

Llojet e drurit

Druri është një material i gjithanshëm që mund të përpunohet lehtësisht dhe përdoret në fusha të ndryshme prodhimi: ndërtim, mobilje, enë dhe sende të tjera shtëpiake. Zona e aplikimit varet nga lloji i drurit me veti të ndryshme fizike, kimike dhe mekanike. Në ndërtim, halorë të tillë si bredhi, kedri, pisha, larshi, bredhi janë veçanërisht të njohura. Në një masë më të vogël, pemë gjetherënëse - thupër, plepi, aspen, lisi, lajthia, bliri, alderi, ahu.

Varietetet halore përdoren në formën e lëndës drusore të rrumbullakët, lëndës drusore, dërrasave për prodhimin e shtyllave mbajtëse, dërrasave, shtyllave, urave, shtëpive, harqeve, objekteve industriale dhe strukturave të tjera të ndërtimit. Materialet e drurit të fortë përbëjnë vetëm një të katërtën e konsumit total. Kjo është për shkak të vetive fizike dhe mekanike më të këqija të drurit të fortë, kështu që ato po përpiqen të përdoren për prodhimin e strukturave me ngarkesë të ulët mbajtëse. Zakonisht ato shkojnë në nyjet e projektuara dhe të përkohshme të objekteve.

Përdorimi i lëndës drusore në ndërtim rregullohet me rregulla në përputhje me vetitë fizike dhe mekanike të drurit. Këto veti varen nga lagështia dhe prania e defekteve. Për elementët mbajtës, lagështia nuk duhet të kalojë 25%, për produktet e tjera nuk ka kërkesa të tilla, por ka standarde për defekte specifike të drurit.

Përbërja kimike

Në 99% të masës së drurit janë substanca organike. Përbërja e grimcave elementare për të gjithë shkëmbinjtë është e njëjtë: azoti, oksigjeni, karboni dhe hidrogjeni. Ata formojnë zinxhirë të gjatë të molekulave më komplekse. Druri përbëhet nga:

• Celuloza është një polimer natyral me një shkallë të lartë polimerizimi të molekulave të zinxhirit. Substancë shumë e qëndrueshme, nuk tretet në ujë, alkool apo eter.
• Linjina është një polimer aromatik me një strukturë molekulare komplekse. Përmban një sasi të madhe karboni. Falë tij shfaqet linjifikimi i trungjeve të pemëve.
• Hemiceluloza është një analog i celulozës së zakonshme, por me një shkallë më të ulët të polimerizimit të molekulave të zinxhirit.
• Nxjerrësesubstancat - rrëshirat, mishrat, yndyrat dhe pektinat.

Përmbajtja e lartë e rrëshirave në pemët halore ruan materialin dhe e lejon atë të ruajë vetitë e tij origjinale për një kohë të gjatë, duke ndihmuar në rezistencën ndaj ndikimeve të jashtme. Produktet e drurit të cilësisë së ulët me një numër të madh defektesh përdoren kryesisht në industrinë kimike të drurit si lëndë e parë për prodhimin e letrës, drurit të ngjitur ose nxjerrjen e elementeve kimike si taninet që përdoren në prodhimin e lëkurës.

Pamja

Dru ka këto veti të jashtme:

• Ngjyrë. Perceptimi vizual i përbërjes spektrale të reflektuar të dritës. E rëndësishme kur zgjidhni trungjet e sharrës si material përfundues.
• Ngjyrosja varet nga mosha dhe lloji i pemës, si dhe nga kushtet klimatike ku është rritur.
• Shkëlqe. Aftësia për të reflektuar dritën. Shkalla më e lartë vërehet te lisi, hiri, akacia.
• Teksturë. Modeli i formuar nga unazat vjetore të trungut.
• Mikrostrukturë. Përcaktuar nga gjerësia e unazës dhe përmbajtja e drurit të fundit.

Treguesit përdoren në vlerësimin e jashtëm të cilësisë së prerjeve. Inspektimi vizual zbulon defekte dhe përshtatshmërinë e materialeve për përdorim të mëvonshëm.

Defekte druri

Megjithë avantazhet e dukshme ndaj materialeve të sintetizuara, druri, si çdo lëndë e parë natyrale, ka të metat e veta. Prezenca, shkalla dhe zona e lezionit është e rregulluardokumentet normative. Defektet kryesore të drurit përfshijnë:

• humbje, kalbje, kërpudha dhe dëmtues;
• zhdrejt;
• xhepa rrëshirë;
• nyje;
• çarje.

Nyja zvogëlon forcën e drurit, me rëndësi të veçantë është numri, madhësia dhe vendndodhja e tyre. Nyjet ndahen në lloje:

• Të shëndetshëm. Rriteni fort së bashku me trupin e pemës dhe rrini fort në xhepa, mos keni kalbje.
• Drop-down. Qëroni dhe bini pas sharrimit të materialit.
• E eksituar. Me ngjyrë të errët dhe me strukturë më të dendur në raport me drurin fqinj;
• Errësuar. Nyje me fazën fillestare të kalbjes.
• I lirshëm - i kalbur.

Sipas vendndodhjes, nyjet ndahen në:

• të qepur;
• kthehet;
• e rritur;
• njerkë.

Pjerrësia gjithashtu zvogëlon rezistencën në përkulje të drurit dhe karakterizohet nga prania e çarjeve dhe shtresave spirale në lëndën e rrumbullakët, në materialin e sharruar ato drejtohen në një kënd me brinjët. Produktet me një defekt të tillë janë të cilësisë së ulët, përdoren ekskluzivisht si fortifikime të përkohshme.

Shkaktarët e çarjeve varen nga kushtet e jashtme dhe llojet e drurit. Ato formohen si rezultat i tharjes së pabarabartë, ngricave, stresit mekanik dhe shumë faktorëve të tjerë. Ato shfaqen si në pemët e gjalla ashtu edhe në ato të prera. Në varësi të pozicionit në trung dhe formës, çarjet quhen:

• i ngrirë;
• sernitsa;
• metics;
• tkurret.

Çarjet jo vetëm që ulin cilësinë e drurit, por gjithashtu kontribuojnë në prishjen dhe shkatërrimin e shpejtë të fibrave.

Kalbja formohet si rezultat i infeksionit me kërpudha kalbëzuese dhe lloje të tjera që shfaqen në pemët në rritje dhe të prera. Kërpudhat që jetojnë në trungje të gjalla janë parazitare, të cilat infektojnë unazat vjetore dhe bëjnë që ato të zhvishen. Llojet e tjera vendosen tashmë në struktura të përfunduara dhe shkaktojnë kalbje, delaminim, çarje.

Arsyeja e shfaqjes së organizmave të dëmshëm është një mjedis i favorshëm për riprodhimin e tyre: lagështia mbi 50% dhe nxehtësia. Në lëndën drusore të tharë mirë, mikroorganizmat nuk zhvillohen. Një kategori e veçantë e dëmtuesve duhet të përfshijë insektet që preferojnë të vendosen në struktura druri, duke bërë lëvizje në to, duke dëmtuar fibrat dhe duke zvogëluar forcën e tyre.

Lagështia e drurit

Një nga treguesit e rëndësishëm për rezistencën normative dhe projektuese të drurit. Ndikon në përqindjen e ujit në fijet e trungut. Lagështia - përqindja e masës së lagështisë ndaj materialit të thatë. Formula e llogaritjes duket si kjo: W=(m–m₀)/m₀ 100, ku m është masa fillestare e pjesës së punës, m 0 _{- pesha e mostrës së thatë absolute. Lagështia përcaktohet në dy mënyra: me tharje dhe duke përdorur matës të posaçëm elektronik të lagështisë.}

Druri ndahet në disa lloje sipas përmbajtjes së lagështisë:

• I lagur. Mepërmbajtje lagështie më shumë se 100%, që korrespondon me një qëndrim të gjatë në ujë.
• E sapo prerë. Me një përmbajtje nga 50 deri në 100%.
• Thajë në ajër. Me përmbajtje uji me fibra që varion nga 15 në 20%.
• tharje në dhomë. Me një përmbajtje lagështie prej 8 deri në 12%.
• Tretësisht e thatë. Me përmbajtje 0% ujë, e marrë nga tharja në 102°.

Uji është në pemë në formë të lidhur dhe të lirë. Lagështia e lirë është në qeliza dhe hapësirën ndërqelizore, e lidhur - në formën e lidhjeve kimike.

Ndikimi i lagështisë në vetitë e drurit

Ka disa lloje të vetive në varësi të përmbajtjes së lagështisë në strukturën e drurit:

• Tkurrja është një rënie në vëllimin e fibrave të tulit të drurit kur uji i lidhur hiqet prej tyre. Sa më shumë fibra, aq më shumë lagështi është lloji i lidhur. Heqja e lagështisë nuk jep një efekt të tillë.
• Deformim - një ndryshim në formën e drurit në procesin e tharjes. Ndodh kur trungjet nuk janë tharë ose sharruar siç duhet.
• Athithja e lagështisë - higroskopia e drurit ose aftësia për të thithur lagështinë nga mjedisi.
• Ënjtje - një rritje në vëllimin e fibrave të drurit kur materiali është në një mjedis të lagësht.
• Përthithja e ujit - aftësia e drurit për të rritur lagështinë e vet duke thithur lëngun që pikon.
• Densiteti - matet si masë për njësi vëllimi. Ndërsa lagështia rritet, dendësia rritet dhe anasjelltas.
• Përshkueshmëria - aftësia për të kaluar ujin përmes vetvetes nën presion të lartë.

Pas tharjesdruri humbet elasticitetin e tij natyror dhe bëhet më i ngurtë.

Ngurtësi

Koeficienti i fortësisë përcaktohet duke përdorur metodën Brinell ose testin Yankee. Dallimi themelor i tyre qëndron në teknikën e matjes. Sipas Brinell, një top çeliku i ngurtësuar vendoset në një sipërfaqe të sheshtë, prej druri dhe mbi të aplikohet një forcë prej 100 kilogramësh, pas së cilës matet thellësia e vrimës që rezulton.

Testi Yankee përdor një top 0,4 inç dhe mat se sa forcë, në paund, duhet për ta shtyrë topin gjysmën e diametrit në pemë. Prandaj, sa më i lartë të jetë rezultati, aq më e fortë është pema dhe aq më i madh është koeficienti. Megjithatë, brenda të njëjtit varietet, treguesit ndryshojnë, të cilët varen nga mënyra e prerjes, lagështia dhe faktorë të tjerë.

Më poshtë është një tabelë e fortësisë së drurit Brinell dhe Yankee për speciet më të zakonshme.

Emri	Fortësia Brinell, kg/mm2	Fortësia Yankee, paund
Akacia	7, 1
Thekpër	3	1260
thupër kareliane	3, 5	1800
Elm	3	1350
dardhë	4, 2
Lisi	3, 7-3, 9	1360
bredh		660
Linden		400
Larch	2, 5	1200
Alder	3	590
arre evropiane	5
arre spanjolle	3, 5
Aspen		420
bredhi		350-500
Rowan		830
Pine	2, 5	380-1240
qershi	3, 5
Pema e mollës		1730
Ash	4-4, 1	1320

Nga tabela e fortësisë së drurit shihet se:

• aspen, bredh bredh, pishë - pemë shumë të buta;
• thupër, bli, alder dhe larshi janë drurë të butë;
• elma dhe arra janë mesatare të forta;
• lisi, molla, hiri i qershisë, dardha dhe kanë një koeficient fortësie normale;
• ahu, karkaleca dhe yew janë varietete shumë të forta.

Druri i fortë është i qëndrueshëmndaj stresit mekanik dhe përdoret për komponentët kritikë të strukturave prej druri.

Densiteti

Densiteti lidhet drejtpërdrejt me përmbajtjen e lagështisë së fibrave. Prandaj, për të marrë tregues homogjenë të matjes, thahet në një nivel prej 12%. Një rritje në densitetin e drurit çon në një rritje të masës dhe forcës së tij. Sipas lagështisë, druri ndahet në disa grupe:

• Shkëmbinjtë me densitet më të ulët (deri në 510 kg/m³). Këto përfshijnë bredhin, pishën, bredhin, plepin, kedrin, shelgun dhe arrën.
• Të kuqe me densitet mesatar (në rangun 540-750 kg/m³). Këtu përfshihen larshi, yew, elm, thupër, ahu, dardha, lisi, hiri, rowan, molla.
• Shkëmbinj me densitet të lartë (më shumë se 750 kg/m³). Kjo kategori përfshin thupër dhe stoqe.

Më poshtë është një tabelë dendësie për lloje të ndryshme pemësh.

Emri i racës	Dendësia e shkëmbinjve, kg/m3
Akacia	830
Thekpër	540-700
thupër kareliane	640-800
Ahu	650-700
qershi	490-670
Elm	670-710
dardhë	690-800
Lisi	600-930
bredh	400-500
Willow	460
Kedri	580-770
panje evropiane	530-650
panje kanadeze	530-720
panje fushore	670
Larch	950-1020
Alder	380-640
arre	500-650
Aspen	360-560
bredhi	350-450
Rowan	700-810
Jargavan	800
Kumbull	800
Pine	400-500
Plep	400-500
Thuya	340-390
qershia e shpendëve	580-740
qershi	630
Pema e mollës	690-720

Llojet halore kanë dendësinë më të ulët, ndërsa speciet gjetherënëse kanë densitetin më të lartë.

Stabilitet

Rezistenca e llogaritur e drurit përfshin një gjë të tillë si stabiliteti ndajekspozimi ndaj lagështirës. Shkalla matet në një shkallë me pesë pikë kur lagështia e ajrit ndryshon:

1. Paqëndrueshmëri. Shfaqet deformime të konsiderueshme edhe me një ndryshim të lehtë të lagështisë.
2. Stabilitet mesatar. Një shkallë e dukshme deformimi shfaqet me një ndryshim të lehtë të lagështisë.
3. Stabilitet relativ. Shfaqet një shkallë e lehtë deformimi me një ndryshim të lehtë në lagështi.
4. Stabilitet. Nuk ka deformim të dukshëm me ndryshim të lehtë në lagështi.
5. Stabilitet absolut. Nuk ka absolutisht asnjë deformim edhe me një ndryshim të madh të lagështisë.

Më poshtë është një grafik i qëndrueshmërisë së llojeve të zakonshme të drurit.

Emri i racës	Shkalla e stabilitetit
Akacia	2
Thekpër	3
thupër kareliane	3
Ahu	1
qershi	4
Elm	2
dardhë	2
Lisi	4
bredh	2
Kedri	4
panje evropiane	2
panja kanadeze	2
panje fushore	1
Larch	2-3
Alder	1
arre amerikane	4
Brazil Nut	2
arre	4
arre evropiane	4
arre spanjolle	3
Aspen	1
bredhi	2
Plep	1
qershia e shpendëve	1
qershi	2
Pema e mollës	2

Shifrat janë llogaritur për dru me përmbajtje lagështie prej 12%.

Karakteristikat mekanike

Cilësia e drurit përcaktohet nga treguesit e mëposhtëm:

• Rezistenca ndaj konsumit - aftësia e drurit për t'i rezistuar konsumimit gjatë fërkimit. Me një rritje të fortësisë së materialit, veshja e tij zvogëlohet me një shpërndarje të pabarabartë mbi sipërfaqen e mostrës. Përmbajtja e lagështisë së drurit gjithashtu ndikon në rezistencën ndaj konsumit. Sa më e ulët të jetë, aq më e lartë është rezistenca.
• Deformueshmëria - aftësia për të rivendosur formën pas zhdukjes së forcave vepruese. Kur druri është i ngjeshur,deformimi i pjesës së punës, i cili zhduket me ngarkesën. Treguesi kryesor i deformueshmërisë është elasticiteti, i cili rritet me përmbajtjen e lagështisë së drurit. Me tharjen graduale humbet elasticiteti, gjë që çon në uljen e rezistencës ndaj deformimit.
• Fleksibilitet - aftësia natyrale e drurit për t'u përkulur nën ngarkesa. Speciet gjetherënëse kanë performancë të mirë, halorët në një masë më të vogël. Këto aftësi janë të rëndësishme në prodhimin e produkteve të përkulura, të cilat fillimisht njomet dhe më pas përkulen dhe thahen.
• Forca në goditje - aftësia për të thithur forcën e goditjes pa copëtuar dru. Testimi kryhet duke përdorur një top çeliku, i cili hidhet në pjesën e punës nga një lartësi. Varietetet gjetherënëse tregojnë rezultate më të mira se halorët.

Ngarkesat e vazhdueshme përkeqësojnë gradualisht vetitë e drurit dhe çojnë në lodhje të materialit. Edhe pema më e qëndrueshme nuk është në gjendje të përballojë ndikimet e jashtme.

Specifikimet rregullatore

Treguesit e rezistencës normative janë të domosdoshëm për prodhimin e llojeve të ndryshme të strukturave. Druri konsiderohet i përshtatshëm nëse treguesit nuk janë më të ulët se vlerat e llogaritura. Në teste, përdoren vetëm mostra standarde me një përmbajtje lagështie jo më shumë se 15%. Për dru me një vlerë të ndryshme lagështie, përdoret një formulë e veçantë për rezistencën e projektimit, më pas treguesit konvertohen në vlera standarde.

Kur dizajnoni strukturat e drurit, është e rëndësishme të njihni vlerat aktuale të forcës së materialit burimor. Në realitet, ato janë më pak se ato normative të marra në mostrat e testimit. Të dhënat e referencëstë marra nga ngarkimi dhe deformimi i mostrave të madhësive standarde.

Karakteristikat e projektimit

Rezistenca e projektimit të drurit është sforcimet në rrafshe të ndryshme të mostrave të drurit të krijuara nga ngarkesa të caktuara që një pemë mund të përballojë çdo kohë derisa të shkatërrohet plotësisht. Këto shifra ndryshojnë për shtrirjen, ngjeshjen, përkuljen, prerjen dhe shtypjen.

Shifrat aktuale fitohen duke shumëzuar të dhënat normative me koeficientët e kushteve të punës.

Emri	Koeficienti i projektimit të rezistencës së drurit
	Stresi përgjatë fibrave	Tension nëpër fibra	Portim
Larch	1, 2	1, 2	1
kedri siberian	0, 9	0, 9	0, 9
Pine	0, 65	0, 65	0, 65
bredhi	0, 8	0, 8	0, 8
Lisi	1, 3	2	1, 3
Maple, Ash	1, 3	2	1, 6
Akacia	1, 5	2, 2	1, 8
Ahu, thupër	1, 1	1, 6	1, 3
Elm	1	1, 6	1
Plep, alder, aspen, bli	0, 8	1	0, 8

Kushtet e punës ndikohen nga një listë e tërë faktorësh. Koeficientët e mësipërm marrin parasysh faktorë të tillë. Çdo ekspozim ndaj lagështisë në struktura rezulton në një ulje të performancës përfundimtare.

Përfundim

Gjatë projektimit të strukturave prej druri, është e rëndësishme të njihni treguesit e llogaritur të materialeve të përdorura në ndërtim. Nyjet individuale do të përjetojnë ngarkesa të përhershme ose të përkohshme që mund të çojnë në shkatërrimin e tyre të plotë. Të dhënat e specifikuara në GOST dhe SNiP janë marrë duke testuar mostrat standarde. Sidoqoftë, vlerat aktuale do të ndryshojnë shumë nga ato normative. Prandaj, formulat e dhëna nga standardet përdoren për llogaritje.