Приложение 11. Метод расчета механической прочности древесины опор ВЛ при внутреннем загнивании

Приложение 11

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 круглое кольцо с ядром в центре (при полном внутреннем загнивании - рис. П11.1, а), либо круговое кольцо с ядром в центре (при неполном внутреннем загнивании - рис. П11.1, 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 для кольца и для кольца с ядром) с минимально допустимым диаметром для данной детали.

Нормы отбраковки те же, что и при наружном загнивании.

5. Значения указанных выше величин W, , для каждого определенного случая находятся по кривым рис. П11.2, построенным по приводимым ниже формулам:

, (кривая I)

где D - наружный диаметр кольца, см;

d - внутренний диаметр кольца, см;

- коэффициент, учитывающий дополнительное ослабление прочности древесины за счет ее старения, неоднородности и прочих скрытых дефектов.

принимается (в зависимости от толщины наружного здорового слоя древесины) равным 0,7-1.

, (кривая II)

где W - момент сопротивления на изгиб для круга, ;

D - диаметр круга.

6. При определении эквивалентного диаметра 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 и ядра . Ряд примеров, поясняющих порядок пользования описанным выше методом отбраковки древесины при внутреннем загнивании, приводится ниже.

При этом следует дополнительно руководствоваться следующим:

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.

Ослабление древесины по месту внутреннего загнивания врубками и притесами учитывается как наружное загнивание на глубину врубок.

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

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. П11.3, а). Минимально допустимый диаметр данной приставки 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.

По кривой I для см и D = 30 см находим эквивалентный диаметр см.

Учитывая наличие сквозной трещины, уменьшаем найденный диаметр на 1 см и получаем 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. П11.3, б). Минимально допустимый диаметр приставки см.

Результаты измерений: 2/5, 3/6, 4/7.

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

см.

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

см.

По кривой II находим:

для см ;

для см .

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

По той же кривой II для находим соответствующий диаметр 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. П11.3, 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 определяем по двум измерениям, а среднюю толщину гнилого слоя , которую условно считаем распределенной по окружности, - по трем измерениям.

Таким образом,

см.

По кривой I находим: см.

см,

см.

Моменты сопротивления для найденных диаметров и находим по кривой II:

;

.

принимаем равным 500 .

По той же кривой II находим диаметр равнопрочного сечения см.

Приставка замене не подлежит.

Пример 4. Траверса, диаметр которой в опасном сечении см (рис. П11.3, г), имеет по этому сечению загнивание, определяемое следующими измерениями: первое - 3/5; второе - загнивание не обнаружено.

По другому опасному сечению см (рис. П11.3, д) траверса имеет загнивание, определяемое следующими измерениями: первое - 1,5/4,5; второе не обнаружено.

Минимально допустимый диаметр для данной траверсы см.

В опасном сечении траверса имеет врубку глубиной 2 см.

Проверка траверсы по первому сечению

Учитывая наличие врубки как наружное загнивание, наружный диаметр траверсы в этом сечении следует принять равным:

см.

В соответствии с соображениями, приведенными в предыдущем примере, внутреннее загнивание траверсы по этому сечению приравниваем к внутреннему кольцевому загниванию со средней толщиной здорового наружного слоя см.

По кривой I для см и см находим эквивалентный диаметр:

см.

Средняя толщина гнилого кольцевого слоя, определяемая по двум измерениям, равна

см.

Диаметр здоровой сердцевины равен

см.

На кривой II по известным и находим:

;

.

Принимая , находим по этой же кривой II соответствующий ему диаметр равнопрочного сечения см. Сравнивая его с минимально допустимым диаметром см, приходим к выводу, что траверса по данному сечению замене не подлежит.

Проверка траверсы по второму сечению

По этому сечению траверса имеет внутреннее одностороннее загнивание, которое условно приравнивается к внутреннему кольцевому загниванию с толщиной здорового наружного слоя, равной:

см,

т.е. менее 2 см.

Такое загнивание учитывается как наружное, средняя глубина которого равна

см.

Учитывая, кроме того, наличие врубки с боковой стороны (см. рис. П11.3, д), получаем диаметр здоровой части древесины в этом сечении, равный:

см.

Врубка учитывается как загнивание с третьей стороны.

При минимально допустимом диаметре см траверса не подлежит замене.