Метод расчета механической прочности древесины опор ВЛ при внутреннем загнивании

При отбраковке на ВЛ древесины с внутренним загниванием следует пользоваться методом, предложенным инженером Мосэнерго В.В. Шелеховым. Сущность метода заключается в следующем:

1. Условно принимают, что при любой форме внутреннего загнивания древесины здоровая часть ее представляет в сечении либо круговое кольцо с ядром в центре (при полном внутреннем загнивании - рис. П7.1, а), либо круговое кольцо с ядром в центре (при неполном внутреннем загнивании - рис. П7.1, б).

2. Путем измерений (двух для траверсы и трех для прочих деталей) определяют среднюю толщину наружного здорового слоя древесины (при неполном внутреннем загнивании) и диаметр здоровой сердцевины (ядра), а также среднюю толщину гнилого слоя древесины.

3. Выявленная измерениями здоровая часть детали с внутренним загниванием, имеющая момент сопротивления на изгиб W, приравнивается к равнопрочной детали, имеющей круглое сечение с вполне здоровой древесиной (равнопрочное сечение).

4. Отбраковка, так же как и при наружном загнивании, производится на основе сравнения диаметра равнопрочного сечения (эквивалентный диаметр d _э для кольца и d_o для кольца с ядром) с минимально допустимым диаметром для данной детали.

Нормы отбраковки те же, что и при наружном загнивании (см. разд. 4).

5. Значения указанных выше величин W, d_э d_o для каждого определенного случая находятся по кривым рис. П7.2, построенным по приводимым ниже формулам:

Рис. П7.1. Условное сечение детали деревянной опоры:

а - при полном внутреннем загнивании; б - при неполном внутреннем загнивании

(кривая 1)

где D - наружный диаметр кольца, см;

d - внутренний диаметр кольца, см;

К₁ - коэффициент, учитывающий дополнительное ослабление прочности древесины за счет ее старения, неоднородности и прочих скрытых дефектов. К₁ принимается (в зависимости от толщины наружного здорового слоя древесины) равным 0,7-1.

(кривая II),

где W - момент сопротивления на изгиб для круга, см³;

D - диаметр круга.

Рис. П7.2. Кривые зависимости эквивалентных диаметров и моментов сопротивлений

6. При определении эквивалентного диаметра d_o для сечения в форме кольца с ядром необходимо предварительно найти его момент сопротивления. Для практических целей в данном случае этот момент сопротивления может быть принят равным сумме моментов сопротивления кольца W_э и ядра W_с. По кривой II для момента сопротивления W₀ находят затем соответствующий диаметр d_o равнопрочного сечения. Ряд примеров, поясняющих порядок пользования описанным выше методом отбраковки древесины при внутреннем загнивании, приводится ниже. При этом следует дополнительно руководствоваться следующим:

1) ослабление древесины по месту внутреннего загнивания сквозными трещинами или крупными сучками учитывается при отбраковке путем уменьшения найденного по кривым эквивалентного диаметра на 1-2 см;

2) ослабление древесины по месту внутреннего загнивания врубками и притесами учитывается как наружное загнивание на глубину врубок;

3) при наличии в одном и том же сечении наружного и внутреннего загнивания следует сначала по наружному загниванию, не принимая во внимание внутреннего, определить диаметр оставшейся здоровой древесины, а затем, приняв этот диаметр за наружный, производить отбраковку по внутреннему загниванию в соответствии с изложенным выше;

4) определение эквивалентных диаметров (по кривым) не требуется в следующих случаях:

а) деталь опоры при полном внутреннем загнивании имеет среднюю толщину наружной здоровой части древесины 2 см и менее. В этом случае деталь подлежит немедленной замене;

б) деталь опоры при внутреннем загнивании (полном и неполном) имеет среднюю толщину наружного здорового слоя древесины более 6 см. В этом случае деталь по внутреннему загниванию не отбраковывается;

в) деталь опоры при неполном внутреннем загнивании имеет среднюю толщину наружного здорового слоя древесины 2 см и менее.

В этом случае загнивание следует учитывать как наружное (с поверхности) с глубиной, равной средней глубине внутреннего загнивания.

Примеры пользования методом отбраковки древесины при внутреннем загнивании

Пример 1. Приставка с наружным диаметром в опасном сечении D = 30 см имеет полное внутреннее загнивание по тому же сечению (рис. П7.3, а). Минимально допустимый диаметр данной приставки d_min = 19 см

Результаты измерений: 3/10; 4/10; 5/10. В числителе указывается, на какой глубине (в сантиметрах) от поверхности начинается внутреннее загнивание, а в знаменателе - на какой глубине оно заканчивается.

По месту загнивания имеется сквозная продольная трещина.

Поскольку в данном случае загнивание внутреннее полное, сечение здоровой части имеет форму кольца. Средняя толщина наружной здоровой части древесины составит:

см.

Рис. П7.3. Примеры внутреннего загнивания древесины:

а - приставка имеет полное загнивание; б, в - приставка имеет неполное загнивание; г, д - траверса имеет неполное загнивание.

Примечание: а - глубина загнивания траверсы (учитывается как наружное загнивание)

По кривой I для = 4 см и D = 30 см находим эквивалентный диаметр d_э = 24 см. Учитывая наличие сквозной трещины, уменьшаем найденный диаметр на 1 см и получаем d_э = 23 см.

Сравнивая этот диаметр равнопрочного круглого сечения с минимально допустимым для данной приставки, устанавливаем, что приставка не подлежит замене.

Пример 2. Приставка с наружным диаметром в опасном сечении D = 26 см имеет неполное внутреннее кольцевое загнивание по тому же сечению (рис. П7.3, б). Минимально допустимый диаметр приставки d_min = 18 см. Результаты измерений: 2/5; 3/6; 4/7.

Поскольку загнивание внутреннее неполное, сечение здоровой части имеет форму кольца с ядром в центре. Средняя толщина наружного здорового слоя древесины кольца составит:

см.

По кривой I для = 3 см и D = 26 см находим эквивалентный диаметр для кольца d_э = 18 см. В данном случае учитывается также прочность здоровой сердцевины (ядра). Диаметр ее будет равен:

см.

По кривой II находим:

для d_э = 18 см W_э = 580 см³;

для d_c = 14 см W_с = 280 см³.

Для определения эквивалентного диаметра d_o сечения в форме кольца с ядром необходимо найти его момент сопротивления. Он принимается приближенно равным сумме W_э и W_с т.е. 860 см³.

По той же кривой II для W_o = 860 см³ находим соответствующий диаметр d₀ = 20,5 см, который оказывается больше минимально допустимого. Таким образом, приставка замене не подлежит.

Пример 3. Приставка с наружным диаметром в опасном сечении D = 22 см имеет в этом сечении внутреннее загнивание, как показано на рис. П7.3, в.

Оно приравнивается к кольцевому внутреннему загниванию.

Минимально допустимый диаметр 16 см.

Результаты измерений: первого - 2/5; второго - 3/7; третьего - загнивание не обнаружено.

Третьим измерением загнивание не обнаружено и не определена в то же время толщина наружного здорового слоя древесины в этом месте. В этом случае среднюю толщину наружного здорового слоя д_ср определяем по двум измерениям, а среднюю толщину гнилого слоя в_ср, которую условно считаем распределенной по окружности, - по трем измерениям. Таким образом,

см.

По кривой I находим: d_э = 14,5 см.

см

см.

Моменты сопротивления для найденных диаметров d_э и d_с находим по кривой II:

W_э = 300 см³; W_с = 200 см³.

W₀ принимаем равным 500 см³.

По той же кривой II находим диаметр равнопрочного сечения

D₀ = 17 см.

Приставка замене не подлежит.

Пример 4. Траверса, диаметр которой в опасном сечении D₁ = 24 см (рис. П7.3, г) имеет по этому сечению загнивание, определяемое следующими измерениями; первое - 3/5; второе - загнивание не обнаружено.

По другому опасному сечению D₂ = 21 см (рис. П7.3, д)траверса имеет загнивание, определяемое следующими измерениями: первое - 1,5/4,5; второе - загнивание не обнаружено.

Минимально допустимый диаметр для данной траверсы d_min = 16 см.

В опасном сечении траверса имеет врубку глубиной 2 см.