Medienos kaip statybinės medžiagos savybės

Mediena yra statybinė medžiaga per daugelį metų sukurta gyvos gamtos, naudojant pastovią saulės energiją.

Medžiai yra seniausi augalai pvz.: Kalifornijos kalnų pušų amžius siekia 4000 metų. Mūsų klimatinėje juostoje

medžio kamienas iki tinkamo statyboje naudoti dydžio išauga per 100 ir daugiau metų. Todėl medieną reikia

naudoti apgalvotai ir racionaliai. Galvojant apie pastato statinę schemą, konstrukcines ypatybes, veikiančias apkro-

vas ir estetinį įvaizdį būtina prisiminti gamtinę medienos prigimtį. Tai padės racionaliai išnaudoti teigiamas

medienos savybes, pvz.: medienos stiprumas yra didelis lenkiant ir gniuždant, mažas- lenkiant skersai pluošto.

Medžio kamieno sandara

Medžio kamienas skirstomas į žievę, brazdą, medieną ir šerdį. Brazdas- sluoksnis, kuriame skirtingu intensyvumu

gaminasi žievės ir medienos ląstelės. Mediena- pagrindinė kamieno dalis, esanti tarp šerdies ir brazdo. Medieną su-

daro tokie elementai:1. vandens indai- tai trachėjos ir trachėjidės. Jos pailgos, palyginti didelės, subrendusios

negyvos. 2.medienos plaušai- t.y. ramstinis medienos elementas, ilgos plonos sumedėjusiomis sienelėmis ląstelės,

subrendusios negyvos. 3. ląstelės- jos smulkios, gyvos, jose kaupiasi augalo atsarginės maisto medžiagos. Medžio

kamieno mediena skiriama į du sluoksnius: viduryje branduolys, o išorėje balana. Branduolinės medienos ląstelės

yra negyvos, jos vandens indai užsikimšę. Branduolinė mediena yra tamsesnė, sausesnė, sunkesnė, stipresnė,

ilgaamžiškesnė ir sunkiau apdirbama negu balanos mediena. Balanos medieną sudaro gyvos ląstelės ir jos vandens

indai neužsikimšę. Pagrindiniai elementai, kurie sudaro medieną yra: anglis (50%), deguonis (43%), vandenilis

(6%), azotas (1%). Šių elementų kiekis nepriklauso nuo medienos veislės. Paminėti elementai sudaro sudėtingus

organinius junginius iš kurių pagrindiniai :celiuliozė, kurios yra 46-50%, lignino-20-30%, hemiceliuliozės 23-35%,

ir kiti junginiai 5-10%. Šių junginių kiekis priklauso nuo medienos veislės ir augimo sąlygų. Medienos stiprumas

priklauso nuo celiuliozės (medienos karkaso) ir amorfinio lignino (klijinės medžiagos) išsidėstymo. Celiuliozė

suteikia medienai elastinės, o ligninas-plastines savybes. Visų medienos veislių tankis -1500kg/m3, o tūrio masė la-

bai svyruoja ir priklauso nuo medienos veislės, poringumo, drėgnumo, augimo sąlygų ir padėties kamiene. Di-

desnės tūrio masės mediena yra atsparesnė mechaniniams poveikiams. Lengviausia mediena- ochroma. Jos tūrio

masė virš 100-130kg/m3. Sunkiausia brantmedžio mediena, jo tūrio masė 1350kg/m

3, pušų tūrio masė - 500kg/m

3,

ąžuolo – 700kg/m3. Mediena yra aiškiai išreikšta anizotropinė medžiaga, t.y kad jos savybės skiriasi priklausomai

nuo krypties pluoštų atžvilgiu. Medienos savybės nagrinėjamos pagal tris pjūvius: 1. skersinis – jis statmenas

išilginiai kamieno ašiai. 2. radialinis-tai pjūvis einantis per kamieno ašį. 3. tangentinis-tai pjūvis lygiagretus

kamieno ašiai, einantis tam tikru atstumu nuo šios ašies. Statybinėms konstrukcijoms svarbiausią reikšmę turi

mech. savybės, o ypač stiprumas. Medienos stiprumas priklauso nuo jos veis-lės, tūrio, masės, drėgnumo, augimo

sąlygų ir struktūros nevienodumo, kuriam didelę įtaką turi medienos ydos: šakos, skerspluoštės, plušiai ir kitos.

Medienos drėgnumas

Medienos drėgnumas turi esminę įtaką medienos fizinėms ir mech. savybėms. Taip pat riboja jos tinkamumą k-jų

bei detalių gamybai. Medienoje esančio vandens svorio santykis su absoliučiai sau-sos medienos svoriu vad.

absoliutine drėgme. Ji skaičiuojama pagal formulę Wa=(G1-G2)/G2*100 , g1- bandinio svoris prieš džiovinimą, g2-

bandinio svoris jį išdžiovinus iki pastovaus svorio. Šio eksperimento metu mediena džiovinama 105 t.

Atsižvelgiant į absoliutinės drėgmės kiekį mediena skirstoma į:1.drėgna Wa> 25 . 2. pusiau drėgna Wa tarp 18

ir25 . 3. orasausė Wa 18 . 4. Absolučiai sausa Wa= 0 . Šviežiai nukirsto medžio Wa= 80-100 , plugdytos

Wa= 200 . Drėgmė medienoje gali būti trijuose būviuose: 1. kapiliarinė (laisvoji) – tai drėgmė užpildanti me-

dienoje esančias tuštumas. 2.higroskopinė (surišta) –drėgmė įmirkanti medienos ląstelių sieneles. 3.chemiškai

surišta – esanti medieną sudarančių junginių sudėtyje. Laisvą ir higroskopinę drėgmę galima pašalinti džiovinant

medieną prie 105 t. Didžiausias higroskopinės drėgmės kiekis mažai priklauso nuo medienos veislės ir 20 t. Šis

maksimalus kiekis yra Wa=28-30 ,šis drėgmės kiekis vadinamas pluoštų prisotinimo tašku arba higroskopiškumo

riba. Keičiantis kapiliarinės drėgmės kiekiui medienos tūris ir mechaninės savybės nesikeičia. Medienos tūris ir

mechaninės savybės keičiasi kintant higroskopinės drėgmės kiekiui. Esant higroskopinės drėgmės pokyčiui nuo 0 -

30 spygliuočių veislės medienos džiūvimo deformacijos yra išilgai pluošto 0,01 , radialine metinis sluoksnio

kryptimi medienos deformacijos siekia nuo 2 iki 8,5 , o tangentine yra 2,2 -14 . Deformacijos dydis labai

priklauso nuo medienos veislės. Vienos veislės medienos deformacijos tangentine kryptimi apie 2 kartus didesnės

radialine kryptimi. Didėjant medienos drėgnumui jos stiprumas ir tamprumo modulis mažėja pvz.:. Pasikeitus pu-

šies medienos drėgnumui nuo 10 iki 25 jos stiprumas gniuždant ir lenkiant sumažėja beveik dvigubai. Medienos

drėgnumas k-jom yra apribotas normomis, klijuotom k-jom medienos drėgnumas turi būti nuo 9 iki 15 , kitais

atvejais medienos drėgnumas parenkamas toks, kad eksploatacijos metu jis nesikeistų arba šiek tiek pa-didėtų.

Kam pavojingas drėgmės mažėjimas? Drėgmės pokyčių pasekoje atsirandančių deformacijų dydis priklauso nuo

elemento skerspjūvio formos ir jo padėties medžio kamiene. Kadangi mediena skirtingai deformuojasi pluoštų

atžvilgiu, pjaustiniai džiūdami pakeičia savo formą, išsikreivina, atsiranda vidiniai įtempimai, iššaukiantys plyšių

atsiradimą. Pjaustinių džiūvimo deformacijų neigiamos pasekmės žymiai sumažėja arba jų visai išvengiama,

teisingai konstruojant elementus. Pjaustiniai turi būti dedami taip, kad šerdis būtų nukreipta į jėgos veikimo pusę.

Gerosios ir blogosios medienos savybės

GEROSIOS: 1.didelis stiprumas, kuris ypač pasireiškia gniuždant ir lenkiant. 2.maža tūrio masė. Tai leidžia

pagaminti ekonomiškas k-jas ir perdengti dideles angas. 3. paprastas apdorojimas. Apdorojama nesudėtingai. 4.

galimybė tuoj pat eksploatuoti. Sumontuotas k-jas galima iš karto apkrauti pilna apkrova. Tai paprastina statybos

darbus. 5.lengvas demonstravimas ir pakartotinas panaudojimas. Tobuli sujungimo mazgai leidžia išardyti ir vėl

sujungti k-jas. 6.geras estetinis vaizdas. Mediena pati turi gerą estetinį vaizdą, o naudojant klijuotas k-jas galima

pagaminti įvairių formų elementus. 7. greita statyba. Naudojant surenkamus elementus, medinės k-jos montuo-

jamos labai greitai. 8.fizinės savybes-mažas šilumos laidumas, gera garso izoliacija, mažas temperatūrinis

plėtimosi koeficientas ir dielektrinės savybės. 9.didelis cheminis atsparumas. Mediena atspari daugeliui cheminių

medžiagų ir to-dėl medinės k-jos dažnai taikomos chemijos pramonės pastatuose. 10. skerspjūvio matmenų įtaka

degumui. Medinių elementų atsparumas ugniai didėja didėjant skerspjūvio matmenims. 11. didelis

ilgaamžiškumas. Gerai sukonstruotos, pastatytos ir eksploatuojamos k-jos tarnauja ne mažiau 50 metų, tačiau eks-

ploatavimo laikas gali būti skaičiuojamas ir šimtais metų. 12.geras kompleksinis panaudojimas su kitomis medžia-

gomis. Mediena dažniausia naudojama su metalu ir plastmasėmis. Tuo būdu maksimaliai išnaudojant kiekvienos

medžiagos privalumus. BLOGOSIOS SAV. 1. irimas veikiant grybams, vabzdžiams ir kitiems kenkėjams. Šio

irimo galima išvengti naudojant atitinkamas chemines priemones. 2. deformacija kintant drėgmei. Tai visais

atvejais nepageidaujamas reiškinys. 3.nevienodas stiprumas ir savybių nepastovumas, tai priklauso nuo medienos

ydų. 4.degumas (naudojant atitinkamas chemines priemones medieną galima padaryti sunkiai degančia medžiaga).

Anizotropijos įtaka

Įvertinama pluoštų krypties įtaka. Medienos mechanines savybės yra skirtingos priklausomai nuo puoštų krypties.

Medienos stiprumas yra didžiausias, kai veikiančios jėgos ir pluoštų kryptys sutampa. Pvz. tempiant išilgai pluoštų

skaičiuojamasis stiprumas yra 9 MPa, tempiant skersai 90 kampu pluoštų atžvilgiu, stiprumas yra 0,3MPa.

Gniuždymo atveju: gniuždant išilgai pluoštų Rc,o= 14MPa, gniuždant skersai Rc,90= 1,8MPa.

Ilgalaikis medienos stiprumas

Veikiant trumpalaikei apkrovai padidėja medienos tamprumas, stiprumas. Reikia iškarto pasakyti, kad didėjant

apkrovos veikimo trukmei medienos stiprumas mažėja iki ilgalaikio stiprumo ribos R ilg. Veikiant atitinkamo

didumo pastoviai ar ilgalaikei apkrovai, kai medienos deformacijos gali didėti tol, kol elementas suirs.

Drėgnumo ir temperatūros įtaka

Medienos drėgnumui didėjant nuo 0 iki 30 jos stiprumas ir tamprumo modulis mažėja. Drėgnumo didėjimas virš

30 beveik neturi įtakos medienos mechaninėms savybėms. Medienos drėgnumas turi labai mažą įtaką tempiant

išilgai pluoštų arba veikiant smūgine apkrova, kitais atvejais drėgnumui pakitus 1 stiprumas pasikeičia nuo 3 iki

5 . Lyginant įvairaus drėgnumo medienos fizinius, mechaninius rodiklius gauti bandymo rezultatai paskai-

čiuojami į sąlyginį 12 drėgnumą. 12= w 1+ (w-12) w -medžiagos savybė esant medienos drėgnumui w. -

pataisos koeficientas, jis yra 0,05 gniuždant išilgai pluoštus, 0,04- lenkiant, 0,03- skeliant. Ši formulė galioja kai

drėgnumas yra nuo 8 iki 23 . Didėjant temperatūrai medienos stiprumas ir tamprumo modulis taip pat mažėja,

gauti bandymo rezultatai paskaičiuojami į sąlyginę 20 temperatūrą. 20= T+ (T-20), -koeficientas, jis priklauso

nuo medienos veisės ir būvio, jos reikšmė nuo 2,5 iki 4MPa, išskyrus skilimo atveju, kur =0,4MPa. Ši formulė

galioja kai temperatūra nuo 10 iki 50 C, perskaičiavimas į 20 temp. atliekamas perskaičiavus į 12 drėgnumą.

Kai medienos drėgnumas didelis ir temperatūra neigiama, drėgmė medienoje virsta ledu. Šiuo atveju medienos

stiprumas gniuždant, lenkiant ir skeliant padidėja, bet sušalusi mediena yra trapi ir mažiau atspari smūgiams.

Deformacijų moduliai

Medienos tamprumo modulis priklauso nuo įtempimų būvio kampo tarp veikiančios jėgos ir medienos pluoštų, jos

tankio, drėgnumo kokybės ir veislės. Spygliuočių veislės medienos tamprumo modulis išilgai yra nuo 6000 iki

16000MPa pluošto, kietųjų lapuočių (ąžuolo, buko) nuo 800 iki 22000MPa. Skaičiuojant statybines k-jas

priimamas vienas tamprumo modulis išilgai pluoštų E0=10000 (išilgai). Tamprumo modulis skersai pluoštų ura

žymiai mažesnis E90=400 MPa. Veikiant jėgai kampu pluoštų atžvilgiu tamprumo modulis skaičiuojamas pagal

formulę Eα=(E0*E90) /(E0*sin3

+E90 *cos3t), E0- tamprumo modulis išilgai pluoštų, E90- tamprumo modulis skersai

pluoštų. Medienai nėra tikslaus ryšio tarp tamprumo ir šlyties modulio kaip pvz: plienui, šis santykis yra E/G=nuo

12 iki 35, medienai E/G= =20. Spygliuočių veislės medienos šlyties modulis G=500MPa. Jo reikšmė taip pat

priklauso nuo elemento skerspjūvio aukščio ir pločio santykio. Pvz: vieniems elementas šis santykis: h/b=2, G=330

MPa. Klijuotiems elementams h/b=4, G=500Mpa. Kai tempimai veikia išilgai pluoštų Puasano koeficientas skersai

pluoštų - 90=0,5. jis įvertina skerspjūvio sumažėjimą tempiant ir jo padidėjimą gniuždant. Tempiant skersai

pluoštų Puasano koeficientas išilgai pluoštų 0= 0,02. Skaičiuojant k-jų pastovumą priimama E1=300 Rc , Rc –

skaičiuojamasis stiprumas medieną gniuždant išilgai pluoštų. Šlyties modulis skersai ir išilgai pluoštų priimamas

G0,90=0,05E1.

Medienos stiprumas lenkiant

Grynos medienos stiprumo riba lenkiant yra t=75MPa. Lenkiamų elementų stiprumas mažėja didėjant medienos

drėgnumui. Didžiausią stiprumą turi strypai kai jų drėgnumas 6 . Drėgnumui didėjant iki 25 kiekvienas

drėgnumo procentas sumažina lenkiamo elemento stiprumas 4 . Lenkiamas elementas irimo stadijoje būna su

didele stiprumo atsarga. Apkrovai didėjant elementas išlinksta, įtempimai pasiskirsto pagal kreivę ir neutrali ašis

pasislenka tempiamos zonos link. Gniuždomoje zonoje atsiranda plastinės deformacijos. Apskaičiuosime lenkimo

elemento, esančio ribiniame stiprumo būvyje stačiakampio skerspjūvio momentą. R=h-3/8*0,6h-

1/3*0,4h 0,642h. Gniuždymo atstojamoji gali būti išreikšta formule Nc 2/3*0,6hb c 0,4bh c, b – elemento

plotis. Lenkimo momentas jei įstatysime r reikšmes ir suprastinsime, gausime H Nc*r 0,257bh2/wp* c , c- tai

veikiančio lenkimo momento išraiška, wp- plastinėje stadijoje(prieš iri-mą). Matome, kad atsparumo momentus

gauname wp 1,5wt,tai reiškia, kad irimo stadijoje lenkiami elementai turi 1,5 karto stiprumo atsargą ir tai yra

vienas iš lenkiamų elementų privalumų. Lenkiamuose elementuose atsiranda ir tangentinių įtempimų jie ypač

pavojingi koncentruotos apkrovos veikimo atveju ne-toli atramų. f 3/4*gl2/bh

2, T 3/4*gl/ /bh. Tangentinių ir

normalinių įtempimų santykis f /T l/h 13,0/2,4 5,4. Jei vietoj įtempimų įrašysime skaičiuojamuosius stiprumus

gausime l 5,4 h – ši lygybė reiškia, kad stačiakampio skerspjūvio lenkiamų elementų skilimo įtempimai yra

pavojingi, kai strypo ilgis neviršija 5,4h.

Lenkiant, priklausomybė tarp įtempimų ir įlinkių yra daugiau išlenkta. Dėl palyginti mažo medienos tamprumo

modulio lenkiamų strypų skerspjūvio matmenys dažnai parenkami ne pagal stiprumą, o pagal ribinį įlinkį t.y.

strypuose veikiantys įtempimai yra mažesni už skaičiuojamuosius stiprumus. Išvados: 1.lenkiami elementai prieš

suirimą dirba plastinėje būklėje 2.ydų įtaka nelabai didelė 3.dažnai matmenys nustatomi pagal ribinį įlinkį, todėl

lenkiami elementai yra patikrinti ir dažnai naudojami. Jų skaičiuojamasis stiprumas f 75MPa, Rt 13MPa.

Medienos stiprumas tempiant

Grynos medienos stiprumo riba tempiant yra gana didelė. t =100MPa. Tačiau tempiami elementai vartojami gana

retai, nes suku įtvirtinti elementų galus ir elementai suyra ne dėl pluoštų įtrūkimo, bet dėl medienos nuglemžimo

arba nuskėlimo įtvirtinimo vietose. Ši priklausomybė rodo, kad medieną tempiant dirba kaip trapi medžiaga.

Drėgnumo įtaka medienos stiprumui tempiant yra nedidelė. Stiprumui didesnę įtaką turi medienos ydos,

priklausomai nuo jų dydžių ir išsidės-tymo skerspjūvyje. Medienos ydų įtaką, esant vienam ar kitam įtempimų

būviui priklauso nuo jų dydžio ir išsidėstymo. Medienos stiprumo priklausomybė nuo skerspluoščio tempiant

išilgai pluoštų. Išvada : tempiami elementai yra nepatikimi ir retai naudojami. Pagrindinės priežastys:1.tempiami

elementai dirba kaip trapi medžiaga, 2.didelė ydų įtaka, 3.sunku įtvirtinti galus. Dėl visų šių priežasčių medienos

stiprumas tempiant išilgai pluoštų t=100MPa, Rt=7Mpa

Medienos stiprumas gniuždant

Grynos medienos stiprumas gniuždant vidutiniškai yra c 40MPa, tačiau gniuždomi strypai yra patikimi ir dažnai

naudojami. Gniuždomų strypų deformacija yra lenkta kreivė. 1.prieš suirimą atsiranda plastinės deformacijos

2.ilgesni gniuždomi apskaičiuojami pastovumui. Jų skerspjūvio matmenys nustatomi esant mažesniems

įtempimams negu skaičiuojamieji stiprumai, tai didina gniuždomų stiprumų patikimumą. Medienos stiprumas

didėja, didėjant medienos tankiui, mažėjant drėgnumui. Didžiausias medienos stiprumas yra prie 8 drėgnumo, o

mažiausias, kai drėgnumas nuo 24 iki 30 . Medienos ydos gniuždomų strypų stiprumui turi mažesnę įtaką negu

tempiamiems strypams. 1.gniuždant išilgai pluoštų atsiranda plastinės deformacijos 2.gniuždomi elementai

apskaičiuojami pastovumui 3.ne-didelė ydų įtaka. Todėl skaičiuojamasis stiprumas gniuždant yra toks pats kaip

lenkiant c 40MPa ; Rc 13MPa. Nors grynos medienos stiprumas nėra didelis.

Medienos stiprumas glemžiant

Glemžimu yra vadinama gniuždymo deformacija medžiagos paviršiuje. Glemžimas išilgai pluoštų mažai kuo ski-

riasi nuo gniuždymo išilgai pluoštų. Projektavimo normos tarp jų skirtumų nedaro. Medienos stiprumas glemžiant

skersai pluoštų yra mažas, nes šiuo metu suardoma medienos struktūra, todėl pradžioje medienos deformacijos yra

didelės, esant nedideliems įtempimams. Pluoštams susispaudus stiprumas vėl padidėja.

Norminė stiprumo riba glemžiant skersai pluoštų, priimami įtempimai atitinkantys sąlyginę proporcingumo ribą.

K-jų elementuose glemžimas skersai pluoštų skirstomas į: 1. glemžimą visu paviršiumi, 2.glemžimą ilgio dalyje,

3.glemžimą ilgio ir pločio dalyje. Panagrinėjus šiuos tris atžvilgius, matome , kad pirmu atveju dirba visi pluoštai

po plokštele, antru atveju įsijungia ir šalutiniai plotai. Trečiu atveju įsijungia pluoštai pluoštų peri-metru. Veikiant

gniuždymo jėgai arti glemžiamo elemento krašto, viršutiniai glemžiamo elemento pluoštai gali atplyšti, todėl laiko-

masi sąlygų, kad elemento ilgis turi būti ne mažiau kaip 3 glemžiamos plokštumos ilgiai l 3lp, o atstumas tarp

gniuždomo ir glemžiamo elementų kraštų a h ir a lp.. projektuojant medienos k-jas dažnai pasitaiko glemžimo

kampu pluoštų atžvilgiu.

Kai yra glemžimas pluoštų atžvilgiu medienos skaičiuojamasis stiprumas yra tarpinis dydis tarp glemžiamo skersai

ir išilgai. Jis skaičiuojamas Rp Rp0/1+(Rp0/Rp90-1) sin3

.

Medienos stiprumas skeliant

Skėlimo įtempimai atsiranda kai išorinės jėgos veikdamos elementą dviem priešingomis kryptimis ir skirtingose

plokštumose stengiasi vieną elemento dalį perstumti kitos dalies atžvilgiu. Skėlimas dažniausia pasitaiko san-

dūrose.

Medienos stiprumas skeliant labai priklauso nuo medienos ydų ypač plyšių, todėl medieną skeliant dirba

nepatikimai ir reikia vengti skėlimo įtempimų jungiant elementus. Atsižvelgiant į jėgos veikimo kryptį pluoštų

atžvilgiu, skėlimas gali būti išilgai, skersai ar kampu pluoštų atžvilgiu. Didžiausios deformacijos būna, kai

skeliama skersai pluoštų, jeigu jėga veikia kampu pluoštų atžvilgiu medienos skaičiuojamasis stiprumas skeliant

apskaičiuojamas pagal formulę : Rs rs0/1+ (Rs0/Rs90-1)*sin3

.

Skiriami du skėlimo atvejai; 1.vienpusis skėlimas – pasitaiko tempiamuose elementuose.

2. dvipusis skėlimas – jis būdingas gniuždomiems elementams.

Skėlimo įtempimai paskaičiuojami pagal formulę: r = T/As Rs

vid.; Rs

vid.= Rs/(1+ (ls/e); įvertina skėlimo

atvejį. Dažnai skėlimą lydi atplėšimo įtempimai. Skeliamos plokštumos atplėšimui išvengti rekomenduojama skė-

limo plokštumos ilgį ne mažiau kaip 3 skeliančių jėgų petys ls 3e, be to sandūras reikia konstruoti taip, kad

atsirastų skeliamos plokštumos prispaudimas.

Spygliuočiai

Pušis. Geriausias mechanines savybes pušis įgyja turėdama 120 – 180metų. Per tą laiką ji išauga iki 30 32m

aukščio, o skersmuo 35 40 cm. Pušies mediena yra sakinga, mažai šakota, lengvai apdirbama, metinės rievės

plonos, gerai matomos visuose pjūviuose. Pjaustiniuose šakos yra pailgos, ovalo formos. Eglė: geriausias savybes

įgyja turėdama 100 120 metų. Per tą laiką išauga iki 30 m, skersmuo siekia 30 35 cm. Eglės mediena yra baltos

spalvos kartais su silpnu gelsvu ar rausvu atspalviu. Ji yra sakinga, metinės rievės stambios matosi blogiau negu

pušies. Eglės mediena yra minkštesnė, lengvesnė, šakotesnė, labiau pleišėja už pušies mediena. Šakos pjaustiniuose

dažniausiai apskritos. Kėnis. Medienos sandaros, masė, spalvos, tekstūros ir kitos savybių atžvilgiu kėnis yra labai

artimas eglei ir pjaustiniuose sunkiai nuo jos atskiriamas. Skirtumas tas, kad mediena labiau šakota, džiovinant

labai deformuojasi ir pleišėja. Maumedis. Geriausias savybės 100 150 metų. Išauga iki 32 m aukščio, iki 45 cm

skersmens. Paprastai maumedžio kamienas yra lygus ir teisus, metinės rievės siauros ir aiškiai skiriamos visuose

pjūviuose. Mediena sakinga, t.p. sunkesnė, kietesnė, stipresnė ir atsparesnė drėgmei negu pušies mediena. Mediena

yra sunkiai mechaniškai apdorojama, džiovinant deformuojasi ir pleišėja. Taip pat ji yra skali, todėl negali būti

naudojama elementams sukalamiems vinimis. Ji gerai tinka drėgnoje eksploatacinėje aplinkoje, naudojama po-

liams, hidrotechniniams statiniams ir rūsių k-joms. Dėl gerų fizinių – mechaninių savybių jis gali būti uosio ar

ąžuolo pakaitalu.

Lapuočiai

Ąžuolas. Geriausias mech. savybes turi 100 250 metų, per tą laiką užauga iki 25 35 m aukščio, skersmuo siekia

30 40 cm. Ąžuolo mediena yra sunkiausia, kiečiausia ir stipriausia iš visų vietinių medienos veislių. Mediena

elastinga, atspari puvimui, bet dėl sunkaus apdorojimo naudojama tik smulkioms ir svarbioms k-jų dalims, kur

reikalingas didelis stiprumas. Eksploatavimo metu ąžuolo mediena labai pleišėja. Uosis. Geriausias savybės kai

amžius siekia 80 100 metų, aukštis 28 30 m, skersmuo 40 45 cm. Mediena kieta, tampri, atspari puvimui,

mažai pleišėja. Savo savybėmis uosis artimas ąžuolui ir dažnai būna jo pakaitalas. Beržas. Geriausias savybes įgyja

60 80 metų, pasiekia 25 m aukštį, skersmuo 30 35 cm. Mediena balta su gelsvu ar rausvu atspalviu, gana kieta.

Lengviau apdorojama, tačiau mažai atspari puvimui. Metinės rievės tankios ir beveik neatskiriamos. Jo mediena

dažniausiai naudojama faneros gamybai.

Medienos sortimentas

Statyboje naudojama mediena skiriama į apvalią ir pjautinę. Konstrukcijų gamybai naudojama apvali ir pjautinė

mediena. Pagal standartą rąstai skirstomi pagal skersmenis pabaigoje. Kai šis skersmuo yra 6 -12 cm yra smulkūs

rąstai, kai skersmuo 14 - 24 cm vidutiniai, kai >26cm stambūs. Rąstų ilgis paprastai bū-na 4 6,5 m, ilgio

gradacijos kas 0,5 m. Skersmens gradacija kas 2 cm. Prie apvalios miško medžiagos priskiriami ir pusrąsčiai, tai

rasto dalys gaunamos perpjovus rąstą išilgai. Pjautinė mediena – tai išilgai pjaustant ar smulkinant rąstus gauti

medienos gabalai. Šonas – tai bet kuri iš dviejų priešingų ir plačiausių išilgai apipjautų plokštumų, taip pat kvadra-

tinio skerspjūvio pjautinės medienos bet kuri išilginė plokštuma. Kraštas – bet kuris iš dviejų priešingu ir

siauriausiu išilgai apipjautu ar obliuotų pjautinės medienos plokštumų. Briauna – tai pjautinės medienos dviejų

gretimų plokštumų susikirtimo linija. Skerspjūvis – tai plokštuma statmena pjautinės medienos gabalo išilginei

ašiai. Pjautinės medienos matmenys. Storis – tai yra atstumas tarp dviejų šonų nustatytoje matavimo vietoje. Plotis

– atstumas tarp dviejų kraštų nustatytoje matavimo vietoje.

Ilgis – trumpiausias atstumas tarp galų arba tarp įsivaizduojamus išilginei ašiai statmenus pjūvius.

Pjautinė mediena skirstoma į: 1) tašus; 2) tašelius; 3) lentas; jų ilgis nuo 1 iki 6m. Ilgio gradacija kas 0,25 m. Dvi-

šoniniai tašai gaunami apipjovus rąstus iš dviejų pusių.

Aštriabriauniai tašai (be pažievio ir tašai su požieviu) gaunami apipjovus rąstus iš 4 pusių.Tašų plotis ir storis di-

desnis kaip 10 cm ir plotis nedidesnis kaip dvigubas storis. Tašeliai – tai 4 pusių apipjauta mediena, kurios storis

nedidesnis kaip 10 cm, o plotis nedidesnis kaip dvigubas storis. Lenta – yra pjautinė mediena, kurios storis

nedidesnis kaip 10 cm, o plotis didesnis kaip dvigubas storis. Jos gali būti apipjautos, ir išpjautos. Projektuojant k –

jų elementus pjautinės medienos skerspjūvio matmenys turi būti parenkami pagal sortimentus.

Fanera

Tai sluoksniuota lakštinė medžiaga gaunama suklijavus plonus 0,5 – 1,5mm medienos lakštus. Lakštai tarpusavyje

išsidėsto taip, kad gretimuose lakštuose medienos pluoštų kryptys būtų statmenos. Fanera gaminama iš lapuočių

t.y. beržo ir spygliuočių t.y. maumedžio ir pušies mediena. Lakštų skaičius nuo 3 iki 11. dėka kryžminės struktūros

fanera turi eilę teigiamų savybių: tai maža anizotropijos įtaka, mažas išlinkimas didelis stiprumas, maža masė,

atsparumas vandeniui ir cheminiai aplinkai, mažas temperatūros plėtimosi koeficientas. Pagal naudojamus klijus

fanera skirstoma į tris markes: 1. FSF – suklijuota fenolio formaldehido klijais, atspari vandeniui. 2. FK –

suklijuota karbamido klijais, vidut. atsparumas vandeniui. 3. FBA – suklijuota albumino kazeino klijais, vidut. Ats-

parumas vandeniui. Fanera gaminama tokių storių : 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 12; 15; 18; ......45mm. FSF

markės fanera naudojama laikančioms k-joms, neapsaugo-toms nuo atmosferinių poveikių jas nudažant, t.p lai-

kančioms k-joms apsaugotoms nuo tiesioginių atmosferos poveikio, kai patalpų oro santykinė drėgmė neviršija

70 , nedažant. Naudojamos sienoms ir kitoms išorinėms pastatų dalims jas nudažant, stogų skydams juos

padengiant hidroizoliacija t.p inventoriniams klojiniams juos nudažant. FK ir FBA naudojama sienų vidiniam

apmušui, pertvaroms ir kitoms vidinėms pastato dalims.

Medienos ydos

Medienos ydos skirstomos į šias grupes : 1.Šakos – savo ruoštu jos klasifikuojamos pagal eilę požymių t.y. pagal

formą, pagal padėtį pjaustinyje, pagal suaugimo su kamieno mediena laipsnį, pagal medienos būklę puvimo atžvil-

giu. 2. XI plyšiai išilgai medienos pluoštų. 3.stiebo formos ydos – tai nenormalus kamieno laibėjimas, kuris viršija

0,8 , tai jau skaitoma kamieno yda, kuri vadinasi nuolaibis. 4. staigus drūtgalio pastorėjimas vad. kambiškumu. 5.

kreivumas. Medienos augimo ydos 1.tai skerspluoštis 2. šerdis 3. metinių rievių kreivumas. Gyvūnų padaryti

sužalojimai 1. kirsugraužos 2.paukščių sužalojimai 3. žvėrių sužalojimai.

Puvimas ir apsauga

Medienos puvimas viena pagrindinių priežasčių mažinančių eksploatacijos trukmę. Puvimą sukelia grybai, kurie

ardo tvirčiausią medienos komponentą – celiuliozę. Grybai medienoje vystosi kai yra trys pagrindinės sąlygos: 1)

pakankamai oro 2) medienos drėgnumas Wa = 18 70 3) aplinkos temperatūra t = 5 45 oC. Jei nėra bent

vienos iš šių sąlygų medieną ardantys grybai nesivysto ir neardo medienos. Tačiau grybai ne-žūva ir atsiradus

palankioms sąlygoms toliau vystosi ir pūdo medieną. Grybų sporos žūva, kai mediena įkaitinama iki 80 ir daugiau

laipsnių. Tokia temperatūra pasiekiama džiovinant medieną kamerose. Mediniams elementams specialios apsaugos

prieš puvimą nereikia jeigu eksploatacijos metu nėra būtinų grybams vystytis sąlygų. Mediena nepūva jeigu ji ap-

saugota nuo sudrėkimo, transportavimo, sandėliavimo, montavimo ir eksploatacijos metu. Taip pat jei yra pastoviai

gėlame vandenyje arba amžino įšalo zonoje. Puvėsis dažniausiai pažeidžia šias k – jų vietas: horizontalių elementų

pusę ypač ten kur yra džiūvimo plyšių, elementų įpjovos įkirčius, įvairias tuštumas į kurias gali patekti vanduo, taip

pat vertikalių elementų galinius paviršius. Konstrukcinės priemonės prieš elementų puvimą tai visų pirma elementų

apsauga nuo pastovaus ar sistemingai pasikartojančio drėkinimo, o t. p. geras elementų vėdinimas. Dėl to būtina 1)

k – joms naudoti sausą medieną, apsaugant nuo sudrėkimo statybos ir eksploatacijos metu. 2) konstruoti taip, kad

mediniai elementai turėtų tiesioginį kontaktą su oru. Daugiasluoksnėse atitvarinėse k – jose teisingai išdėstyti

šilumą ir drėgmę izoliuojančias medžiagas. Apipjauti išsikišusių į išorę elementų viršutinę dalį, o apatinėje dalyje

daryti įpjovas, kad nesikauptų vanduo. 3) naudoti tik nužievintą medieną. 4) užglaistyti medienoje esančius plyšius

ir nelygumus. Cheminės apsaugos priemonės. Mediena chemiškai apdorojama antiseptikais. Jie naudojami kai

eksploatacijos metu negalima užtik-rinti normalaus drėgnumo rėžimo. Antiseptikai skirstomi į tirpius vandenyje ir

riebalinius. Tirpūs antiseptikai naudojami elementams apsaugoti nuo tiesioginio atmosferinės drėgmės veikimo.

Statyboje dažniausiai naudojamos floro ir fenolio druskos. Paprastai į tirpalą dedama dažų, kad pagal spalvą būtu

galima atskirti antiseptintą medieną. K-joms esančioms atvirame ore tiesiogiai besiliečiančioms su gruntu, taip pat

k-joms besiliečiančioms su betonu, mūru ar metalu vartojami riebaliniai antiseptikai. Statyboje naudojamas akmens

anglies antraceno ir skalūno aliejus. Dėl riebalinių antiseptikų nemalonaus kvapo gyvenamų ir kultūrinių buitinių

pastatų statyboje juos galima naudoti tik izoliuotiems nuo patalpų elementams antiseptinti. Medinių k – jų

elementai antiseptinami mechaniškai, juos apdo-rojus. Gilus elementų įmirkymas atliekamas karštose – šaltose

voniose arba autoklavuose esant aukštam slėgiui. Elementų paviršinis antiseptinimas atliekamas purkštukų arba

teptukų pagalba. Po antiseptinimo mediena džiovinama. Cheminės apsaugos priemonės negali pilnai pašalinti puvi-

mo pavojaus, tik k – nių eksploatacinių ir cheminių apsaugos priemonių bendras taikymas gali užtik-rinti ilgą

medinių elementų eksploataciją.

Vabzdžiai kenkėjai ir apsauga nuo jų

Medieną žaloja įvairių rūšių vabzdžiai, tai daugiaplakys, kirvarpa, ožiaragis. Tropikų rajonuose ypač stipriai

medieną ardo termitai. Šiltų jūrų povandenines statinių dalis ardo moliuskų ir vėžiagyvių klasės gyvūnai. Prieš

vabzdžius kenkėjus mediena apsaugoma įmirkius ją antraceno aliejuje. Paprastesnis būdas yra medienos paviršiaus

padengimas vabzdžius naikinančiais aptepais. Termitai naikinami ant jų lizdų užpilant naftą.

Medienos degumas, atsparumas ugniai ir jo didinimo budai

Statybinių laikančiųjų konstrukcijų atsparumas ugniai- tai laikas, per kurį gaisro metu konstrukcijos patenkina

eksplotacijos reikalavimus. Neapsaugotų medinių konstrukcijų atsparumas ugniai 20-70min. Medienos atsparumas

ugniai priklauso nuo jos drėgnumo, tankio, paviršiaus ploto ir tūrio santykio, aplinkos temperatūros, deguonies

kiekio; užsidegimui ir degimo greičiui labai svarbu elemento paviršiaus ir tūrio santykis. Kuo jis didesnis, tuo

greičiau elementas užsidega, greičiau netenka eksploatacinių savybių. Todėl masyvesni elementai yra atsparesni

ugniai. Ypač atsparus ugniai yra klijuoti elementai. Degančios medienos paviršiuje susidaro anglies sluoksnis. Kuo

jis storesnis, tuo lėčiau įkaista medienos paviršius, ji lėčiau dega. Medienos atsparumas ugniai padidėja, įmirkinus

antipirinu tirpalais. Statyboje dažniausiai elementai dengiami pastomis, emaliais, lakais, kurie padidina medienos

atsparumą ugniai, apsaugo nuo drėgmės. Medinius elementus patartina dengti chemiškai atspariu riebalu, dervos

laku, polimeriniu tirpalu.

Medinių k – jų apskaičiavimo teorijos pagrindai

Medinės k-jos apskaičiuojamos ribinių būvių metodu. Ribiniu būviu vad. toks k-jos būvis kurio metu k-ja nustoja

atitikti eksploataciniams reikalavimams. Skiria-mos dvi ribinių būvių grupės: 1) ribiniai būviai pagal atlaikymo ga-

lią, tikrinamas k-jos stiprumas ir pastovumas. 2) pagal deformacijas tikrinami įlinkiai ir pasis-linkimai. Skai-

čiavimo pagal ribinių būvio reikalavimai pasireiškia tuo, kad įrąžos ir įtempimai, įlinkiai ir pasislinkimai nuo

įvertinamų apkrovų ir poveikių neviršytų ribinių reikšmių, kurios nustatytos projektavimo normose. Tuo pačiu k-jų

pagaminimui ir montavimui turi būti sunaudojama minimalus medžiagų, darbo ir laiko kiekis. Ribiniai būviai gali

atsirasti veikiant visai eilei faktų pagrindiniai iš jų yra: 1) išorės apkrovos 2) medžiagų mech. savybės, kokybė ir

elementų matmenys 3) k-jos ir jos elementų darbo sąlygos. Išorinės apkrovos duodamos normose norinių apkrovų

pavidalu pvz. sniegas Sn . Skaičiuojamosios apkrovos gaunamos normines apkrovas padauginus iš apkrovų pa-

tikimumo koeficiento, kuris įvertina galimus apkrovimų nukrypimus nuo norminių dydžių. S = Sn f. Skai-

čiavimas pagal pirmą ribinį būvį atliekamas priimant skaičiuojamąsias apkrovas, o pagal antrą ribinį būvį priimant

normines apkrovas. K-jos skaičiuojamos nepatogiausiems apkrovų deriniams (nuosavas svoris, sniegas, vėjas,

naudinga apkrova), kurių tikimybę įvertina derinių koeficientai pateikti normose. Medžiagų mech. savybės, kokybė

ir elementų matmenys. Medienos stiprumą nustato bandant standartinių, mažų išmatavimo bandinių, bandymo ma-

šinose. Medienos stiprumas normose pateikiamas norminio stiprumo pavidalu, kuris apskaičiuojamas iš bandinio

rezultatų. Rn = Rtr.(1 – 2,25Cv); Rtr. – trumpalaikio stiprumo reikmių vidurkis. Cv – variacijos koeficientas, kuris

įvertina bandymo metu gautų rezultatų išsibarstymą. Pereinant nuo norminio prie skaičiuojamojo stiprumo, reikia

įvertinti visą eilę faktų: 1) apkrovos veikimo trukmę 2) medienos ydas 3) pereinant nuo mažų standartinių bandinių

prie realių k–nių elementų (maži elementai stipresni už didelius). Visus šiuos faktorius įvertina medžiagos pati-

kimumo koeficientas K, iš kurio dalinamas norminis stiprumas K >1 visada, R = Rn/K; K – jos ir jos elementų

darbo sąlygos. Temperatūros, drėgnumo, aplinkos cheminio agresyvumo ir kitų poveikių įtaką medinėms k–joms

įvertina darbo sąlygų koeficientai, iš kurių būtinais atvejais papildomai dauginami norminiai ir skaičiuojamieji

stiprumai. Statybos normų taisyklėse SN ir T 11-25-80 pa-teikia skaičiuojamuosius stiprumus pušies, eglės,

europinio ir japoniško maumedžio medienai priklausomai nuo medienos rūšies. Normos pateikia visą eilę darbo

sąlygų koeficientų: 1) medienos veislę įvertina koeficientas mv 2) eksploatacijos drėgmines sąlygas – md 3)

eksploatacijos temperatūra – mt 4) ilgalaikių ir trumpalaikių apkrovų santykį – mi 5) trumpalaikių apkrovų veikimą

– ma 6) elementų skerspjūvių aukštį – mb 7) klijuotų elementų sluoksnių storiai – msl 8) lenktų elementų kreivumas

– ml 9) skerspjūvio susilpninimus – mo 10) gilų įmirkimą antipirenais – mq

Centriškai gniuždomų elementų skaičiavimas

Tokie elementai skaičiuojami pagal formulę: c=N/Ant Rc – tinka trumpiems strypams, kurių ilgis l 7 . Tokią

formulę naudojame todėl, kad trumpi strypai neklumpa. Ilgesni strypai skaičiuojami pastovumui: c= N/( Ad)

Rc. - klupumo koeficientas apskaičiuojamas žinant elemento liaunumą. = lo/rmin ; skaičiuojamojo ilgio reikšmė

priklauso nuo elemento galų įtvirtinimo, lo = *l ; rmin = 0,289 b; gauname , kai jį turim apskaičiuojam

koeficientą ; = 3000/2 , kai > 70. = 1 – 0,8 ( /100)

2, 70.

Ad – skaičiuojamasis skerspjūvio plotas. Jis skaičiuojamas: 1) kai susilpninimai yra ne strypo šone galimi du

atvejai a) kai As 25 Abr, Ad = Abr b) As > 25 Abr, Ad = (4/3) Ant.

2) Kai susilpninimai yra strypo šonuose: Ad = Ant tokiu atveju, kai susilpninimai išsidėsto nesimetriškai reikia

atsižvelgti į lenkimo momentą ir skaičiuoti kaip necentriškai gniuždomą elementą.

Centriškai tempiamų elementų skaičiavimas

Tempiami elementai skaičiuojami įvertinant skerspjūvių susilpninimo įtaką. t = N/Ant Rt ; susilpninimai laikomi

sutapatinti viename pjūvyje, jeigu jie išdėstyti 200 mm ilgio strypo dalyje S>200 mm, Ant=b(h–2d); S 200mm,

Ant=b(h-3d); esant susilpninimams skaičiuojamasis stiprumas sumažinamas 20 , tuo būdu įvertinant įtempimų

koncentracijos įtaką mo = 0,8 reikia pažymėti, kad jungiant elementus vinimis skerspjūvio plotas nemažinamas.

Lenkiamų elementų skaičiavimas

Lenkiami elementai apskaičiuojami standumui ir stiprumui. Skaičiuojant normalinius įtempimus yra daromos dvi

prielaidos 1) skaitoma, kad tempiamos ir gniuždomos zonų tamprumo moduliai yra lygūs. 2) priimamas

tiesialinijinis į-tempimų paskirstymas elemento aukštyje. Elementų, kurių pastovumas užtikrinamas skaičiuojamas

pagal formulę: f= M/Wnt Rf; Rf – skaičiuojamasis stiprumas lenkint. Wnt- nustatomas įvertinant susilpninimus

jei atstumas tarp susilpninimų yra iki 200mm, tai jie sutapatinami viename pjūvyje. Elemento stiprumas tikrinamas

maksimalaus lenkimo momento veikimo vietoje ir pjūviuose su susilpninimais. Kada elemento ilgis yra l 5,4h

arba šiuos elementus veikia koncentruotos apkrovos netoli apkrovos skaičiuojamas stiprumas skėlimui. = (Q

Sbr)/(Ibr b) Rs; standumui lenkiami elementai skaičiuojami pagal formulę f = k(qn l4)/(E Ib) < frib; k – priklauso

nuo apkrovimo pobūdžio. qn – norminė apkrova.

Istrižai lenkiamų elementų skaičiavimas

Įstrižai lekiamus elementus skaičiuojame – tuo atveju kai apkrovos veikimo kryptys nesutampa su vienos pjūvio

ašies kryptimi gaunamas įstrižas lenkimas.

Skaičiuojami normaliniai į-tempimai: f= (Mx/Wx ) + (My/Wy) Rf . Įlinkis lygus įlinkiui nuo apkrovos x ir y

kryptimi geometriniai sumai. F= fx2 + fy

2frib; Įstrižo lenkimo atveju mažiausias elemento skerspjūvio plotas gau-

namas: 1) Skaičiuojant stiprumai h/b = ctg ; 2 ) Skaičiuojant standumui h/b = ctg ; Įstrižo lenkimo atveju ele-

mento laikančioji galia išnaudojama neracionaliai, todėl konstrukcinėmis priemonėmis reikia stengtis išvengti įstri-

žo lenkimo.

Necentriškai gniuždomų elementų skaičiavimas

Kai vienu metu elementą veikia lenkimo momentas ir išilginė gniuždymo jėga turime necentriškai gniuždomo

elemento atvejį. Lenkimo momentai gniuždomuose elementuose gali atsirasti dėl necentriškai pridėtos ašinės jėgos,

dėl necentriško skerspjūvio susilpninimo ir kt. Tokį elementą visada galima skaičiuoti kaip veikiamą lenkimo

momento ir centriškai pridėtos ašinės jėgos.

Taip apkrauto elemento darbą galime suskirstyti į atskirus etapus. 1) nuo skersinės apkrovos veikimo strypas

išlinksta dydžiu Rq. Veikiant ašinei jėgai atsiranda lenkimo momentas M=N fq; Šis atsiradęs momentas padidina

įlinkį iki dydžio f1. kadangi pa-didėja įlinkis, tai atsiranda lenkimo momentas M1 = N f1; Šis momentas įlinkį vėl

padidina iki dydžio f2. Didėja tol, kol nusistovi pusiausvyra ir gaunam galutinį įlinkį fg,N, nuo bendro skersinių ir

ašinių jėgų veikimo. Necentriškai gniuždomi elementai skaičiuojami remiantis sąlyga, kad kraštiniai didžiausi

gniuždymo įtempimai neturi viršyti skaičiuojamųjų stiprumų gniuždant. Atrodo, kad įtempimus galima

apskaičiuoti: c=(N/A)+ +(Mq/W) +(N fg,N/W); Tačiau mes nežinome dydžio fg,N. Todėl išvesta formulė

skaičiuojama necentriškai gniuždomiems elementams: c = N/A+Md/W Rc ; Md – lenkimo momentas nuo

skersinės ir išilginės apkrovos apskaičiuojame pagal elemento deformacijos schemas. Md = Mq/ ; - įvertina

papildomą lenkimo momentą dėl elemento išlinkimo.

=1-N /( Rc Ah); Apskaičiuojame skersines jėgas, taip pat įvertinama išilginius jėgos įtempimus. Q = Qq/ ; Įlin-

kiai irgi skaičiuojami įvertinant išilginės jėgos įtaką. f = k (qn* l4)/(EI ). Necentriškai gniuždomi elementai turi būti

patikrinti pastovumui. Tikrinama pagal tokią formulę: N/ ( y Rc Abr) + (M/( M Rf* Wh))n 1; Ah -elemento

skerspjūvio plotas ilgyje lt, lt – atstumas tarp elemento įtvirtinimo taškų. Wh – max atsparumo momentas ilgyje lt. n

= 2, kai tempiama zona neįtvirtinta. n = 1, kai tempiama zona įtvirtinta. y = (3000/ 2) – lt ; M = 140 (b2/lth) kf

kpM; kf – priklauso nuo apkrovimo pločio. kpM - skaičiuojamas pagal formulę.

Necentriškai tempiamų elementų skaičiavimas

Analogiškai su necentrišku gniuždomu elementu galima skaityti, kad juose veikia lenkimo momentas ir centriškai

pridėta ašinė tempimo jėga.

Dėl ašinės jėgos veikimo šis įlinkis sumažės. Šiuo atveju tempimo jėga iššauks priešingos krypties lenkimo mo-

mentus, tai yra mažinanti veikiančius įtempimus. Tačiau tempiant didelę įtaką turi medienos ydos, todėl necen-

triškai tempiami elementai skaičiuojami neįvertinant papildomo lenkimo momento nuo ašinės jėgos veikimo. t =

N/Ant + MqRf/WntRf Rf; Susilpninus esančius 200mm ilgyje sutapdinami į vieną pjūvį. Apskaičiuoti įlinkį

papildomo lenkimo momento įtaka taip pat neįvertinama.

7.3. Pasvirusios sijos

Jos naudojamos stogams, dedamos statmenai kraigui ir jos yra gegnės arba pagalbiniai stogo elementai. Tokiose si-

jose nuo vertikalios apkrovos veikia lenkimo momentas ir ašinė jėga, kurios kryptis ir dydis priklauso nuo šių sijų

galų įtvirtinimo.

Viena iš dedamųjų iššaukia lenkimo momentą o kita ašinę jėgą. Kai įtvirtinama viršuje ir apačioje, tada įrąža keičia

ženklą.

Pasvirusios sijos skaičiuojamos kaip ne-centriškai gniuždomi arba necentriškai tempiami elementai. Jei posvyrio

kam-pas neviršija 450 išilginė įrąža apskaičiuojama sijos neįvertinama.

Suporinti nekarpyti ilginiai.

Jie sudaryti iš dviejų lentų pastatytų ant kraštų ir sujungtų tarpusavyje sukalant vinimis 50cm žingsniu.

Kiekviena lentų eilė yra sudaryta pagal konsolinio sijinio ilginio principų su paeiliui išdėstytomis sandūra.

Suporinti nekarpyti ilgin. skaičiuojami kaip vienodų įlink. konsol. sijiniai ilginiai. Mmax=ql2/12, f=qn*l

4/38

4*EJ f

rib. Kraštinė anga turi būti sumažinta 0,79l. Lentų sandūra atliekama vinimis ir ji turi būti apskaičiuota skersinių

jėgų perėjimui. Vinių skaičius kiekvienoje sandūros pusėje nustatomas skaitant, kad vienai lentų eilei tenkanti

skersinė jėga lygi Q=Mdta/2Xv, Xv- sandūros atstumas nuo atramos Q=nv* Tv, Tv – atlaikymo jėga,

nv=Matn/(2Xv*Tv).

Konsoliniai sijiniai ilginiai

Konsoliniai sijiniai ilginiai – kada laikina apkrova nejudama ir tolygiai išskirstyta visame ilginio ilgyje, tikslinga

naudoti šiuos ilginius

Elementai sujungiami įstrižu įkirčiu. Sutvirtintas sustiprintu varžtu.

Skaitoma, kad sandūros yra šarnyrai ir gaunam statiškai išsprendžiamą sistemą. Jeigu šarnyrai išdėstyti atstumu x

nuo atramos kuris lygus 0,15l. Atramoje gaunami lenkimo momentai lygūs (angoje ir atramoje). Gaunami vienodo

momento ilginiai. Kraštinės angos turi būti sumažinamos iki 0,85l. Taip išdėsčius sandūras varžtai sandūroje turi

būti nesuveržiami, nes toje vietoje bus ilginio ašies lūžis. Šiuo atveju lenkimo momentai skaičiuojami: Matr.=ql2/16;

Mang.= ql2/16; fįlinkis= 2qnl

4/384EI; Jei atstumas x = 0,21l ir kraštinės angos sumažinamos 0,79l. Gaunami vienodų

įlink. ilginiai. Šiuo atveju varžtas sandūr. yra suveržtas, nes šioje vietoje ilginis neturi lūžio. Matr.= ql2/12; Mang.=

ql2/24; fįlinkis= 2qnl

4/384EI; Konsolinius sijinių ilginių trūkumas yra tas, kad esant pjautinei medienai ilgio iki 6,5m

perdengiamos angos dydis neviršija 4,5m.

Sijos sustiprintos pasijomis

Kad sumažinti sijų lenkimo momentų ir įlinkių reikšmes, karpytoms sijoms naudojamos pasijos, jos dedamos ant

atramų sijų sujungimo vietose ir tuo būdu sumažina skaičiuojamų sijų angas.

Kada veikia tolygiai išskirstyta

apkrova atskiros sijos deformuojasi simetriškai.

Pasijos konsolės ilgis a nustatomas iš sąlygos, kad bendra konsolės ir sijos liestinės linija būtų konsolės gale.

Tačiau pakankamai gniuždomos zonos užtikrinimui konsolės ilgis priimamas 100mm didesnis. Sijos posvirio

kampas s, konsolės posvirio kampas k. Sulyginę s= k ir išsprendę šią lygtį gauname konsolės ilgį a. Kada sijos

ir pasijos momentai lygūs, tai a=0,17l. Max momentas pasijose atsiranda kai pilnai apkraunamos visos angos, tai

yra: Mp.s= -ql/2a. O max momentas sijose apskaičiuojamas kai gretimose angose veikia tik pastovi apkrova, tada si-

ja deformuojasi nevienodai, vidurinėje angoje deformuojasi daugiau, o kraštinėse mažiau, o pasija šiek tiek pas-

vyra.

pasija atsiremia pačiu galu a2 = a+100. tada lenkimo momentas sijose bus Ms=q(l-2a1)

2/8. a1 randamas iš pasijos

pusiausvyros sąlygos kai pilnai apkrauta skylės anga, o gretimose angose nėra laikinos apkrovos. a2=a+100,

a1=q/q*a2= =q/g+v*a2.

Medinių elementų jungimas

Didelių angų medinių k-jų gamyba yra neįmanoma be atskirų elementų sujungimo. Elementai gali būti jungiami:

1.skersine kryptimi, padidinamas elemento skerspjūvis 2.išilgine kryptimi 3.junginiai kampu. Pagal įrąžos

perdavimo pobūdį skiriami sekantys jungimo būdai: 1.kontaktinis būdas 2.mechaninės jungtys, tai įvairūs

sprausteliai,virbalai, varžtai, vinys, plokštelės ir kt. 3.jungimas klijais yra vienintelis standus jungimo būdas.

Sujungimus laikančioji galia nustatoma skaičiuojant jungiamus elementus glemžimui ir skilimui. Sujungtų

elementų pasislinkimas vienas kito atžvilgiu neturi viršyti 1,5- 2mm. Įrąža, kuri įšaukia ribinį pasislinkimą

priimama kaip sujungimo laikančioji galia. Sujungimų skaičiavimas susiveda į veikiančių elementų įrąžų

nustatymą ir jų palyginimą sujungimo laikančiąja galia.

Jungimas įkirčiu.

Įkirčiu vadinamas sujungimas kai gniuždomas elementas įrąža kitam elementui perduoda be papildomų įdėklų ar

kitų ryšių.

Įkirtis netenka atlaikymo galios, pasiekęs vieną iš trijų ribinių būvių: 1. tai atraminės plokštumos suglemžimas 2.

skėlimo plokštumos nuskėlimas 3.tempimo elemento susilpninto įkirčiu suirimas. Pagal pirmą sąlyga nustatomas

įkirčio gylis (hi). Reikalingas glemžimo plotas apskaičiuojamas Ap= Nc/Rp* . Kadangi gniuždymo įrąža lygi

N=NT/cos , o glemžimo plokštuma lygi Ap= b*hi /cos , hį Nt/b*Rp* , hį 1/3hbr. Išlaikant šią sąlygą ir teisingai

centruojant mazgą, tempiamas elementas paprastai dirba su atsarga, tai yra tenkinami trečiojo ribinio būvio reika-

lavimai. Skėlimo jėga yra Ts=Nc * cos =Nt. Skėlimo įtempimas tai yra s=Ts/As=Nt/ls*b Rsvid

= Rs/(1+ + (ls/es),

es–skėlimo brėžiniai.

ls Nt/Rsvid

*b* (Nt/es). Papildomas varžtas atlieka avarinę funkciją, į darbą jis įsijungia tik nuskėlus įkirčio dangtį.

Varžtas skaičiuojamas tempimo įrąžai, kurios dydis yra : Nv= Nc*tg(59 - ) . pagal šią įražą nustatomas varžto

skerspjūvis ir poveržlių dydis.

Jungimas sprausteliais.

Sprausteliais vadinami į-dėklai, neleidžiantys jungiamiems elementams pasislinkti vienas kito atžvilgiu.

Sprausteliai daromi iš medienos, metalo arba plastmasės.

Sprausteliai įstatomi į iš anksto paruoštus lizdus, kurių gylis 2cm hi 1/5h - tašuose, lizdų gylis rąstuose 3cm

hi 1/4*d. Visų spraustelinių sujungimų požymių yra skėtimas, kuris atsiranda dėl ekscentriškai pridėtų jėgų, kurios

stengiasi spraustelį pasukti

Kiekvieną spraustelį veikia šlyties jėgų pora, kuri stengiasi spraustelį pasukti ir jungiamus elementus išskėsti.

Skėtimo jėga apskaičiuojama iš spraustelio pusiausvyros sąlygos, kurią galima užrašyti Ts*hsp /2=2/3(V*lsp); čia

hsp/2=h, V=2/3*(hi/lsp)*T, įvertinant trinties jėgas reikšmė priimama V=hi/lsp*T. Skėtimo jėgą V atlaiko su-

veržiamieji varžtai, kurių diametras 12mm,kuo ilgesni sprausteliai tuo mažesnė skėtimo jėga lsp hi. Sujungimo

sprausteliais atlaikymo galias skaičiuojame iš glemžimo sąlygos (priklauso nuo spraustelio įleidimo gylio hi) ir

skėlimo sąlygos (priklauso nuo spraustelio ilgio ir matomo atstumo tarp spraustelių). Šios sąlygos užrašomos taip:

glemžimo sąlyga : T=b*hi*Rp, b- elemento plotis iš šitos sąlygos apskaičiuojamas spraustelio įleidimo gylis. Skė-

limo sąlyga: T=b*lsp*Rs iš šios sąly-gos apskaičiuojame reikiamą spraustelio ilgį. Medienos skėlimo tarp

spraustelių sąlyga : T= b*ls*Rs – randam atstumą tarp spraustelių. Pastaruoju metu naudojami tėjinės formos

metaliniai sprausteliai.

Šių spraustelių privalumai : 1. paprastas lizdų paruošimas 2.surinkimo paprastumas 3. nesumažinama jungiamųjų

elementų galia skėlimui. Elemento sujungimui kampu naudojami žiediniai sprausteliai.

Tai yra vadinami distaliniai mediniai sprausteliai. Be to naudojami lėkštiniai ketiniai sprausteliai.

Taip pat naudojami metaliniai žiediniai sprausteliai

Ypač patikimai elementus sujungia dygiuotos metalinės plokštelės – sprausteliai. Jie būna vienpusiai.

Tarp elementų dedami dvipusiai sprausteliai

Dygliuotos metalinės plokštelės į jungiamus elementus yra įspaudžiamos arba įkalamos. Jų laikančioji galia yra

didelė, jų sujungimas yra glaudus ir tamprus. Laikančioji galia mažai priklauso nuo jėgos veikimo krypties pluoštų

atžvilgiu. Sujungimas atliekamas gamykloje, transportuojant k-jas galima išardyti. Gaminant strypines k-jas iš

lentų, elementus mazguose patogu sujungti su Gang-Neil plokštelėmis t.y nuo 1-2mm storio plieninės plokštelės su

dygiais vienoje pusėje, kurie gaunami specialiuose presuose. Plokštelės yra presuojamos iš abiejų mazgo pusių.

Jungimas virbalais

Virbalais vadinami lankstūs strypai, kurie glaudžiai įdėti į jungiamus elementus ir priešinasi jų pasislinkimui.

Virbalai gaminami iš medienos, plieno, aliuminio ar plastmasės. Virbalai yra lenkiami, o mediena glemžiama

Pradžioje virbalas pasisuka, veikiant didesnei apkrovai virbalas glemžia medieną elementų kraštuose, o pats pra-

deda linkti

Matome, kad įtempimai medienoje pasiskirsto labai netolygiai. Virbalo pusiausvyros sąlyga: T1*e1=T2*e2, T1/T2=

=e2/e1. Pagal darbo pobūdį virbalams yra prilyginami varžtai, sraigtai ir vinys. Virbalai yra įstatomi į iš anksto iš-

gręžtus lizdus, kurių d=0,2 0,5mm. Tai užtikrina glaudų virbalo įstatymą į lizdą. E-lementų sandūros gali būti

simetrinės ir nesimetrinės.

Tempiamose sandūrose nemažiau kaip ¼ virbalų yra pakeičiama varžtais, be to varžtų turi būti vienoje sandūros

pusėje nemažiau 3.gniuždomoje sandūroje varžtai statomi tik paketo suveržimui. Virbalo ir jungiamų elementų

susikirtimo plokštuma vadinama virbalo pjūviu. Sandūroje reikalingų virbalų skaičius priimamas nemažiau dviejų

ir nustatomas pagal formulę : n N/n1*T min, N – sujungimą veikianti įrąža, n1 – virbalo pjūvių skaičius. Tmin –

mažiausia virbalo vieno pjūvio laikančioji galia, apskaičiuota pagal lenkimo ir glemžimo sąlygas. Patariama pa-

rinkti tokio skersmens virbalus, kad laikančioji galia pa-gal medienos glemžimą ir virbalo lenkimą kiek galima bū-

tų vienodesnė. Virbalo vieno pjūvio laikančioji galia nustatoma pagal normose esančias formules, priklausomai

nuo virbalo skersmens ir medžiagos, nuo jungiamų elementų storio ir medžiagos ir jėgos veikimo krypties pluoštų

atžvilgiu.

Virbalo pjūvio laikančiosios galios nustatymas

Virbalas priešindamasis sujungto elemento pasislinkimui dirba lenkimui. Virbalą galima priimti kaip siją, gulinčią

ant ištisinio tampriai plastiško pagrindo t.y jungiamo elemento medienos. Medienos glemžimo įtempimai virbalo

ilgyje pasis-kirsto netolygiai, netolygumas priklauso nuo virbalo standumo ir jungiamų elementų storio. Kuo ma-

žesnis virbalo standumas ir didesnis jungiamų elementų storis tuo ryškesnis vienodumas.

Šios schemos parodo kaip kinta virbalo įtempimai priklausomai nuo virbalo skersmens.

Atitinkamai išdėstant virbalus ir parenkant jų diametrą galima gauti vienodą virbalo vieno pjūvio laikančiąją galią

pa-gal virbalo lenkimo, medienos glemžimo, skėlimo ir perskėlimo sąlygas.

Tačiau paprastai virbalai išdėstomi tokiais atstumais, kad sujungimo laikančioji galia pagal skėlimo ir perskėlimo

sąlygas akivaizdžiai viršintų laikančiąją galią pagal virbalo lenkimo ir medienos glemžimo sąlygas. Todėl normos

riboja minimalius atstumus tarp virbalų.

Taip išdėsčius virbalus jų pjūvio laikančioji galia nustatoma pagal virbalo lenkimo ir elementų medienos glemžimo

sąlygas. Skaičiavimo formules virbalo vieno pjūvio laikančiajai galiai nustatyti yra tokio pavidalo : 1) lenkimo

sąlyga T’v= Kf*d2

v( Rf*Rp)* K1, 2) glemžimo sąlyga pagal kraštinio elemento T’’v= k1 a dv Rp; Vidurio ele-

mento Tv”’= k2 c dv Rp; a – kraštinio elemento storis cm. c – vidurinio elemento storis cm. dv – virbalo diamet-

ras cm. Kf, k1, k2 – koeficientai. Rf – sąlyginis virbalo stiprumas lenkimui. Rf = Mrib/Wnt; Wnt = d3

v/32; Įstačius R

gaunama formulė virbalo vieno pjūvio laikančiajai galiai nustatyti. Gautos formulės pateiktos normose. Kai jėga

yra nukreipta kampu, medienos pluoštų atžvilgiu, virbalo pjūvio laikančioji galia nustatyta pagal medienos

glemžimo sąlyga dauginama iš K , o virbalo vieno pjūvio laikančioji galia pagal lenkimo sąlyga dauginama iš K

. K - priklauso nuo virbalo diametro, virbalo medž. ir kampo . Jei KN = 0, tai rašoma 1.

Vinių darbo ypatumai

Vinys dirba kaip virbalai, tačiau jos kalamos į medieną negręžiant angų, dėl ko iškyla kai kurie vinių darbo ypatu-

mai. Kalant vinį jos nuaštrintas galas pers-kelia medieną, sutankina šalia esančią medieną. Tai padidina tikimybę

perskelti medieną, kad išvengti šios blogybės vinys kalamos rečiau negu išdėstomi virbalai. Skaičiavimuose

įvertinamos tik tos vinys, kurios į jungiamą elementą įgilinamos nemažiau keturių diametrų. Kai vinis perkalamas

kiaurai per elementą jis atskelia plokštelį kurio storis priimamas 1,5dv. Tada kraštinio elemento storis a imamas be

to pluoštelio. Kai vinių diametras neviršija 6 mm, jų laikančioji galia nepriklauso nuo jėgos veikimo krypties

pluoštų atžvilgiu. Neigiama ypatybė yra ta, kad veikiant ilgalaikei apkrovai sujungimas vinimis dirba valkšniai

(pastoviai auga sujungimo deformacijos, jos yra didelės).

Jungimas klijais

Klijavimas yra vienintelis standus su-jungimo būdas. Klijuotinė siūlė privalo užtikrinti sujungimo stiprumą

nemažesnį, kaip medienos stiprumas skeliant išilgai pluoštų ir tempiant skersai pluoštų. Kol kas negaunama

vienodo stiprumo suklijavimo siūlė, lyginant su gryna mediena tempiant išilgai pluoštų. Todėl tempiamuose ele-

mentuose klijuojamas paviršius didinamas įstrižai nupjaunant elementų galus.

Klijuotuose elementuose sluoksniai suklijuojami šonais, kraštais ir sujungiama galais Klijuotų k-jų privalumai. 1)

gamybos metu galima gauti reikiamos rūšies medieną ; 2) galima suklijuoti įvairių rūšių ir veislių medieną. 3)

klijuojant nesusilpnėja skerspjūvis. 4) gaunami reikiamų mat-menų elementai. 5) sujungimas klijais yra standus ir

hermetiškas. 6) galima naudoti mažų matmenų pjaustinius. 7) masyvūs elementai yra atsparūs ugniai ir mažai

sugeria drėgmę. Klijuotų k-jų trūkumai: 1) sudėtinga gamybos technologija – gaminama specializuotoje gamyklo-

je. 2) sunku pastebėti suklijavimo defektus. 3) klijuotos k-jos brangesnės už vientisas.