Sirvides Autor "Sirk, Simo" järgi

Näitamisel1 - 1 1-st
  • Pisipilt
    NimetusPiiratud juurdepääs
    Puitkonstruktsioonide paigutiste katseline uurimine
    (Tallinna Tehnikakõrgkool, 2014) Sirk, Simo; Rohusaar, Jaan
    Käesolevas lõputöös käsitletakse puitkonstruktsioonide paigutiste katselist uurimist. Klassikalise ehitusmehaanika ja tugevusõpetuse teooria põhineb Hooke’i seadusel, mis sätestab lineaarse seose koormuse ja selle poolt põhjustatud paigutise vahel. Paraku see seadus, mis sobib küllaltki väikeste mööndustega kasutamiseks mineraalsete materjalide ja terase puhul, on piiratud paljude lisatingimustega, kui koormatavaks materjalideks on polümeerid. Selgub, et ka puit ja puidupõhised materjalid, mille oluliseks koostisosaks on looduslik polümeer tselluloos, deformeerub pikaajalisel koormamisel purustava koormuse lähedase jõuga mittelineaarselt. Lineaarne seos koormuse ja paigutise vahel kehtib vaid suhteliselt väikeste koormuste lühiajalisel rakendamisel. Vaadeldavas lõputöös tehti esimene kokkuvõte TTK ehitusteaduskonna ehitiste õppetoolis tehtud pikaajalisest eksperimentaalsest tööst puitvarraste deformatiivsete omaduste uurimisest. Vaadeldi olukordi, kui muutuvateks suurusteks olid koormuse kestvus, koormuse rakendamise viis ja suurus. Kehtivates normdokumentides on puidu füüsikalis-mehaaniliste omaduste muutust ajas reglementeeritud vaid ligikaudsete arvutusvõtetega, kasutades selleks modifikatsioonitegurit, mille abil teatud olukordades muudetakse arvutustugevuse ja elastsusmooduli väärtusi. Samas on teada, et puittarindite paigutised aja jooksul suurenevad, kusjuures paigutise muutus on ajas sumbuv protsess, mis teatud aja möödudes kustub. On üldiselt teada, et ajas sumbuvate deformatsiooniprotsesside kirjeldamiseks on sobiv kasutada võrrandeid, kus ajateljel on kasutusel logaritmskaala. Nii oli TTK ehitusteaduskonnas plaanitud korraldada pikaajaline eksperiment, et leida puidu füüsikalis-mehaaniliste näitajate muutusi kirjeldatavatesse võrranditesse vajalikke parameetreid. Katsekehadeks olid männipuidust 600 mm arvutusliku pikkusega vardad ristlõikega 12×30 mm. Katsetuste läbiviimiseks oli projekteeritud ja ehitatud spetsiaalne stend, kus sai korraga koormata 8 proovikeha. Koormamiseks olid tarreeritud raskused, mida paigutati selliselt, et varda 300 mm pikkusel keskmisel lõigul tekkis puhtpainde olukord. Paindemomendi poolt põhjustatud varda läbivajumisipaigutist mõõdeti mehaaniliste paigutisanduritega vastavalt ajagraafikule kogu katseperioodi jooksul. Katseperioodi summaarne pikkus kestis neli aastat. 37 Teatavasti sellistes olukordades on mehaanilised andurid elektrilistest ja elektroonilistest anduritest töökindlamad. Elektrilisi andureid kasutati vaid episoodiliselt. Katseandmete töötlemiseks koostati Excel-programmis algoritm, mille tulemusena saadi paigutise graafikud, kus ajateljeks oli logaritmskaala. Vastavalt eeldusele, et paigutise juurdekasv ajas väheneb, saime logaritmskaalal paigutise graafiku, mis oli lähedane sirgjoonele. Meie poolt koostatud võrrandid arvutustugevuse ja elastsusmooduli vähenemiseks vastavalt koormatud aja pikkusele ja paigutise suurusele sisaldavad dimensioonita parameetreid α (arvutustugevuse leidmiseks) ja β (elastsusmooduli leidmiseks). Nende dimensioonita parameetrite katsetulemustest leidmise algoritmi, mis sisaldab paigutiste suurusi koormamise alghetkel ja mingil ajahetkel. Kui α ja β on leitud, on meie poolt loodud algoritmide abil leitav männipuidu oodatav tugevus ja paigutis prognoositaval suvalisel ajahetkel. Meie poolt loodud arvutusalgoritm on heas kooskõlas katsetulemustega. Pikaajalisest katsest võime teha mõned olulised järeldused: 1. Normdokumentides sätestatud tugevus- ja paigutisarvutustes kasutatamiseks soovitatud modifikatsioonitegurid on üldjoontes õiged, kuid nende täpsusklass (vaid üks tüvenumber!) vähegi täpsemate arvutuste jaoks ebapiisav. 2. Pikaajalise konstantse koormusega puitkonstruktsioonide tugevus- ja paigutisarvutustes on normdokumentides toodud arvutuseeskirjad meie arvates liialt ranged. Meie katsetulemuste järgi on männipuidu tugevus- ja jäikusomadused tunduvalt paremad kui normdokumentides vastava tõenäosuskriteeriumiga soovitatavad. 3. Tehnilistel põhjustel jäi puidu katseteseeria niiskes keskkonnas pooleli. Puidu kestvuskoormustega katseid erinevate niiskusrežiimidega võiks uuesti alustada.