Влияние влажности и температуры на прочность древесины

Влияние влажности. Если влажность древесины увеличивается от 0 до точки насыщения волокон (приблизительно 30%) ее прочность (включая и длительную) уменьшается, а деформативность увеличивается, модуль упругости снижается.

Меньше влияние влажности на ударную прочность и при растяжении вдоль волокон. В других случаях при повышении влажности на 1% прочность снижается на 3-5%.

Если влажность древесины свыше предела насыщения волокон, тогда дальнейшего снижения прочности не происходит.

Для сравнения прочности древесины необходимо показатели прочности приводить к стандартной влажности 12%.

Приведение к стандартной влажности производят по формуле

α – поправочный коэффициент для различных видов напряженного состояния.( α =0,03÷0,05).

Влияние температуры.

Опыты показывают, что предел прочности при любой влажности зависит от температуры, с повышением температуры прочность уменьшается, с понижением - увеличивается.

У замороженной древесины прочность возрастает.

Модуль упругости при повышении температура понижается, что приводит к увеличению деформативности деревянных конструкций в жаркий период года. Предел прочности при данной температуре к прочности при стандартной t=20°С.

- искомая прочность при t=20°С

- прочность при данной температуре в градусах С.

- (в МПа) поправочное число на t° для различных пород и различных напряжённых состояний (сжатие вдоль волокон, статический изгиб, скалывание вдоль волокон, растяжение)

при сжатии 2,5÷4,5

при статическом изгибе 3÷4,5

при скалывании 0,4

при растяжении 4

Основы расчета деревянных конструкций

Расчет ДК в Украине производится по методу предельных состояний. Предельными называются такие состояния, при которых ДК перестают удовлетворять требованиям эксплуатации. Различают две группы предельных состояний: 1) по несущей способности (прочности, устойчивости) и 2) по деформациям (прогибам, перемещениям). Требования расчета по предельным состояниям заключается в том, чтобы было соблюдено условие неразрушимости. Исходя из этого принципа, усилия или напряжения, деформации и перемещения от учитывающих нагрузок и воздействий не превышая предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования. Расчет по первому предельному состоянию производится на расчетные нагрузки, по второму – на нормативные. Аналитически первая группа предельных состояний представляет N≤Ф. N – максимально возможное усилие за весь период эксплуатации, Ф – предельная несущая способность.

Для 2 группы – δ_ф≤[δ], δ_ф – фактическая деформация, [δ] – нормируемая деформация.

Преимущества методики по предельным состояниям заключается в том, что она позволяет дифференцированно оценить влияние на несущую способность изменчивость внешних нагрузок (коэффициент нагрузки n), изменчивость механических свойств материала (коэффициент безопасности по материалам k), условия работы конструкций (коэффициент условий работы m) и оценить надежность конструкции (коэффициент надежности K_н)

В зависимости от продолжительности действия нагрузки следует различать постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые) нагрузки.

Расчет конструкций по предельным состояниям следует выполнять с учётом наиболее неблагоприятных сочетаний нагрузок.

При количестве нагрузок более двух, учитывается коэффициент сочетаний, приведенных в СНиП 2.01.07_85 “ Загрузки и воздействия ”