Дәріс. Ағаштан және пластмассадан жасалған құралымдар есебiнiң негiздерi

Материалдардың есептiк сипаттамалары

Жобалау кезiнде қ олданылытын, материалдардың есептiк кедергiсi, серпiмдiлiк модулi, ығ ысу модулi, кө лденең деформацияның кө рсеткiшi (Пуассон коэффицентi), олардың негiзгi есептiк сипаттамалары болып табылады.

Есептiк кедергi R нақ тылы конструкциялар бө лшектерiнiң материалдарындағ ы шектi кернеу болып саналады. Нақ ты конструкциялар бө лшектерiнiң стандартты ү лгiлерден айырмашылығ ы, олардың ө лшемдерiнiң ү лкендiгiнде жә не мү мкiн шамадағ ы тү рлi ақ аулардың болуында. Сонымен қ атар есептiк кедергiде жү ктеменiң ұ зақ ә сер етуi мен пайдалану шарттары да есепке алынғ ан.

Стандартты ү лгiлердi тә жiрибеханада-лабораторияда сынау арқ ылы материалдардың уақ ытша кедергiсiнiң (R_u) мә нi, яғ ни берiктiк шегi анық талады. Статистикалық ө ң деу нә тижесiнде уақ ытша кедергiнiң орташа арифметикалық шамасы () жә не кернеудiң орташа квадратты ауытқ у шамасы (s^¢ ) табылады. Осыдан кейiн ө згергiш коэффициентi анық талады

V=s^¢ / . (30.1)

Уақ ытша кедергiнiң мү мкiн болатын ең аз шамасы материалдың мө лшерлi кедергiсi R_u деп аталады. Ол мына ө рнек бойынша есептеледi

R_n = (1 - av), (30.2)

ағ аш ү шiн a коэффициентi 2, 25-ке тең.

Жү ктеменiң ұ зақ ә сер еткен жә не қ ызу мен ылғ алдың қ алыпты жағ дайында пайдаланғ ан кездерiндегi ағ аш пен фанердiң есептiк кедергiсi мына ө рнек бойынша анық талады

R_t = R_tn/g_t, (30.3)

мұ нда g_t - материал бойынша сенiмдiлiк коэффициентi. Бұ л коэффициент материалдың берiктiгiне ә сер ететiн қ ұ рамы мен қ ұ рылымының ә ртектiгiн, ақ аулар мен саң ылаулардың болуын, масштаб факторларын, ұ зақ тық кедергiсiн есепке алады. Ә р тү рлi кернеулi жағ дайларғ а байланысты

g_t = 2, 2 ¸ 5, 5.

Қ НжЕ-де есептiк кедергi қ арағ ай, шырша, европалық жә не жапондық балқ арағ ай ағ аштарының сортына қ арай берiлген. Сол есептiк кедергiлердi СНиП II-25-80 4-кестесiнде берiлген аудару g_r коэффициентiне кө бейту арқ ылы ағ аштың басқ а тұ қ ымдарының есептiк кедергiлерi табылады. Есептiк кедергi статикалық жү ктеменiң ұ зақ уақ ыт ә сер еткен кезiндегiге берiлген.

Ағ аш конструкцияларының пайдалану жағ дайы, есептiк кедергiлерiн келесi жұ мыс шарттары коэффициенттерiне кө бейту арқ ылы ескерiледi:

а) ә р тү рлi пайдалану жағ дайлары (қ ызу – ылғ ал жағ дайлары) ү шiн g_t1 коэффициентiне (5-кесте, Қ НжЕ II-25-80);

ә) конструкцияны пайдаланғ ан кезiндегi ауаның қ алыптасқ ан қ ызуы +35°С-ге дейiн - g_t2=1-ге, ал қ ызу +50°С-да - g_t2=0, 8-ге. Осы аралық тағ ы қ ызу ү шiн g_t2 коэффициентiнiң шамасын интерполяциялау арқ ылы табады;

б) конструкциялар бө лшектерiнде тұ рақ ты жә не ұ зақ мерзiмдi жү ктемелер ә серлерiнiң кернеуi барлық жинақ жү ктемелер кернеуiнiң 80%-нан асатын болса, онда g_t3=0, 8-ге;

в) конструкцияларды есептеу ү шiн қ ысқ а мерзiмдi мен сейсмика жү ктемелерiнiң ә серiн қ оса есептегенде g_t4 коэффициентке (Қ НжЕ-гi 6-кесте);

г) иiлетiн немесе майысатын, ортасынан тыс сығ ылатын, сығ ыла-иiлетiн жә не сығ ылатын желiмделген қ имасы тiкбұ рышты элементтердiң қ има биiктiгi 50 см-ден артық болса, онда g_t5 коэффициентiне (Қ НжЕ-гi 7-кесте);

ғ) қ абаттардың қ алың дығ ына байланысты иiлетiн немесе майысатын, ортасынан тыс сығ ылатын, сығ ыла-иiлетiн жә не сығ ылатын желiмделген элементтер ү шiн g_t6 коэффициентiне (Қ НжЕ-гi 8-кесте);

д) майыстырылғ ан элементтер ү шiн g_t7 коэффициентiне (Қ НжЕ-гi 9-кесте);

Ағ аштың серпiмдiлiк модулi: талшық тары бойымен Е=10000 МПа=1000 КН/см²-ге, талшық тарына кө лденең бағ ытта Е₉₀=400 МПа-ғ а тең. Ал, ысыру модулi G=500 МПа-ғ а тең. Конструкцияларды орнық тылығ ына жә не деформацияланғ ан сұ лбасы бойынша есептеген жағ дайда

Е^¢ = 300 R_t, (30.4)

мұ нда R_t-талшық тарын бойлай сығ уғ а есептiк кедергiсi.

Жоғ арыда кө рсетiлген (30.2) ө рнекпен пластмассалардың мө лшерлi кедергiсiн анық тағ ан кезде, берiктiгi жоғ ары пластмассалардан (СВАМ, ДСП-Б) жасалғ ан ө те кернелген конструкциялар ү шiн қ асиетiн 99, 7% қ амтамасыздандырып, a-ны 3-ке тең; полиэфирлi шыныпластиктерден жасалғ ан орташа кернелген конструкциялар элементтерi ү шiн қ асиетiн 98, 7% қ амтамасыздандырып, a-ны, 2, 5-ғ а тең; аз кернелген конструкциялар элементерi (ү ш қ абатты панельдегi қ атаң пенопласт) ү шiн a-ны 2, 25-ке тең етiп қ абылдайды.

Конструкциялық пластмассалардың есептiк кедергiсiн R_р табу ү шiн, басқ а материалдардағ ыдай мө лшерлi кедергiлерiн R_рn материал бойынша сенiмдiлiк коэффициентiне (g_р = 1, 3¸ 1, 7) бө лу арқ ылы анық тайды

R_р= , (30.5)

мұ нда R_рn-пластмассаның қ ысқ а мерзiмдi мө лшерлiк кедергiсi;

g_ℓ -ұ зақ тылық кедергi коэффициентi (g_ℓ =0, 2 ¸ 0, 8).

Пластмассалардың серпiмдiлiк жә не ысыру модульдерiн стандартты ү лгiлердi қ ысқ а уақ ытта сынау арқ ылы табады. Ал, олардың ұ зақ уақ ыттағ ы мә ндерiн Е жә не G –нi g_ℓ коэффициентiне кө бейту арқ ылы анық тайды. Кө птеген пластмассалардың серпiмдiлiк модулi ағ аштан бiрнеше есе кем келедi. Мысалы, термопластта (органикалық шыны, винипласт) Е=1, 4× 10³ МПа-ғ а тең.