2.20 Механические свойства древесины. Нормирование расчетных сопротивлений древесины

Мех св-ва древ-ны хар-ся прч-тью, жест-тью, тв-тью и ударной вязкостью и зависят от след факторов.

Влияния угла м/у направ-ем дейст-щего усилия и направ-ем волокон древ-ны. Древ-на обладает явно выраженной анизотропией строения, т.е. при изм-ии угла наклона м/у направ-ем действующего усилия и направ-ем волокон древ-ны от 0 до 90° расч проч-ть древ-ны на сжатие и смятие по всей пов-ти умен-ся в 7 раз, с 1,3 до 0,8 кН/см².

Влияния длит-ти действия нагрузки. Древ-на обладает св-вом ползучести, т.е. под возд-ем пост нагрузки набл-ся рост деф-ций, к-ый со временем прекращается, если нагрузка не превышает пред предела. При снятии нагрузки в этом случае, часть деф-ций исчезает сразу, а часть постепенно. Если нагрузка превышает опред предел, то деф-ции возрастают до разрушения. Пределом длит сопр-ия древ-ы наз макс напр-ие, не вызывающее разрушение дерев образца при люб продолж-ти действия нагрузки.

Влияния вл-ти. Вл-тью древ-ны наз отн-ие массы влаги, содержащейся в данном объеме древ-ны к массе абс сухой древ-ны, выраж в %. Вл-ть древ-ны опред-ся весовым сп-бом , где m - масса влаж древ-ны, m₀ - масса абс сухой древ-ны. В древ-не различают 2 формы влаги: свободная (заполняет полости клеток и межклеточ пр-во) и связанная (нах-ся в клеточ оболочках). Кроме того различают влагу, входящую в состав в-в образующих древ-ну (хим-ки связанная), имеет значение лишь при хим обработке древ-ны. Макс кол-тво связан влаги д/всех пород одинаково и составляет 30% при t20С. Эта величина наз пределом гигроскопичности (такое сост-ие древ-ны, при к-ом свободной влаги в древ-не нет, а в клеточ оболочках содержится макс кол-во связан влаги). Влияние влаж-ти на проч-ть древ-ны при растяжении вдоль волокон незначительно. Кажд сочетание тем-ры и относит вл-ти воздуха соотв-ет опред вл-ти древ-ны (равновес вл-ть). Ее опред-ют по спец диаграмме в зависим-ти от усл-ий экспл-ции дерев кон-ций. Сушка древ-ны – пр-с удаления влаги из древ-ны путем испарения, прим-ют 3 сп-ба: ест (атмосф), искус (камерная) и комбинир. Удаление свободной влаги происходит сравнительно легко, без изм-ия лин размеров и V, умен-ся т-ко плотность древ-ны. При удалении связан влаги изм-ся лин размеры и V. Пиломат-лы для изг-ния несущ дерев кон-ций реком-ся сушить в 2 стадии: ест сушка до 25-30%, камерная при мягких режимах до стандар вл-ти 12%.

Влияния тем-ры. С повышением тем-уры от 20 до 50° предел проч-ти на сжатие сниж-ся на 20-30%, а при раст-ии на 12-15 %. При повышении тем-ры понижается модуль упругости. При отриц тем-рах предел проч-ти на сжатие при люб вл-ти неск-ко повышается за счет вкл-ия в работу замерзшей воды, но древ-на при этом стан-ся хрупкой, снижается ее проч-ть на раскалывание.

Влияние пороков . Пороками наз изм-ия внеш вида древ-ны, нарушения прав-ти строения, целостности тканей и клеточных оболочек и др. недостатки. Согласно ГОСТ 2140-80 все пороки подразделяются на следующие группы: сучки; грибные окраски и гниение; хим окраски; повреждения насекомыми; деф-ции и растрескивание; пороки формы ствола и строения древ-ны (сбежистость, закоменилость, косослой, свилестость, крен); раны; засмолки; мех повреждения и дефекты обработки. Все пороки снижают проч-ть древ-ны, в меньшей степени при работе на сжатие, смятие и изгиб, и в большей - при работе на раст-ие и скалывание. В завис-ти от наличия кол-ва и места расположения тех или иных пороков в древ-не, пиломат-лы подраздел-ся на сорта. Согласно нормам стр кон-ций допускается прим-ие пиломат-лов 1, 2, 3 с., однако учитывая дефицитность 1го и низкое кач-во 3го, при проек-нии дерев кон-ций ориент-ся на 2ой с.

Нормир-ие расч сопр-ий древ-ны. Осн норм-емыми хар-ками проч-ти древ-ны и фанеры явл-ся нормат.и расче сопр-ия, устан-емые на осн-ии рез-тов испытаний стандар образцов из пиломат-лов и круглого леса. Согласно СНиП расч сопр-ия древ-ны установлены в завис-ти от сорта древ-ны сосны и ели (табл 3), а расч сопр-ия древ-ны др пород опред-ся умножением осн расч сопр-ий на переходные коэффициенты (табл 4).

Показатели проч-ти древ-ны даются при стандарт влаж-ти древ-ны и для норм темп-влаж усл-ий экспл-ции кон-ции (относит вл-ть воздуха до 75%, тем-ра до+35). Влияние на расч сопр-ия в др усл-ях экспл-ции и особен-тей работы кон-ции, отличающихся от принятых при опред-ии базовых расч сопр-ий учит-ся умножением на соот-щие к-ты усл-ия работы. К ним относятся: 1 - к-т, учит-щий усл-ия экспл-ции кон-ции (табл 5), 2 - к-т, учит-щий долю пост нагрузок (п. 3.2), 3 - к-т, учи-щий действие кратковрем нагрузок (табл 6), 4 - к-т, учит-щий влияние высоты сечения эл-та (табл 7), 5 - к-т, учит-щий толщину слоев клееных эл-тов 9табл 8), 6 - коэф-т для гнутых эл-ов (табл 9), 7 - к-т, учит-щий наличие ослаблений в расч сечении (п. 3.2и), 8 - к-т, учит-щий снижение проч-ти древ-ны при пропитке ее антипиренами под давлением (п. 3.2к).

При совместном действии неск-ких факторов расч сопр-ия перемножаются на соот-щие им к-ты. Расч сопр-ия фанеры даны в табл 10.