1.5. Механические свойства.

Древесина – это материал с явно выраженными анизотропными свойствами. Выделяют 2 направления анизотропии вдоль волокон и поперек волокон.

Прочность – связана с реологическими свойствами древесины (с течением времени под нагрузкой прочность падает).

Данное явление связано с тем, что под действием нагрузки с течением времени межклеточное вещество деформируется и вся нагрузка перераспределяется на стенки клетки.

1 – растяжение вдоль волокон, 2 – растяжение поперек волокон, 3 – сжатие вдоль волокон, 4 – изгиб, 5 – сжатие поперек волокон, 6 – скалывание вдоль волокон, 7 – скалывание поперек волокон, 8 – смятие.

При циклических нагрузках (длительная прочность) составляет 20 МПа.

• Жесткость. В жестком плане реологические свойства древесины проявляются в виде ползучести. Постепенный рост деформации с течением времени.

• Твердость выражается в величине силы необходимой для вдавливания шарика радиусом 5,64 мм древесины.

Все приведенные свойства характеризуются величиной расчетного сопротивления , которое получается из испытаний древесины на различные виды нагрузки. Испытывают стандартные образцы высокого качества при влажности 12 % по специальным регламентированным методикам.

1.6. Влияние влажности и температуры.

Влияние влажности. С увеличением W механические свойства ухудшаются (до 30%).

При дальнейшем увеличении влажности ухудшение свойств не происходит.

.

Влияние температуры.

Механические свойства древесины с увеличением температуры ухудшаются, стандартная температура 20 С. Приведение к стандартной температуре осуществляется по формуле

.

где поправочный коэффициент который равен.

для сжатия вдоль волокон 2,54,5

для изгиба 34,5

для растяжения 4

для скалывания вдоль волокон 0,4

Поэтому СНиП допускает в эксплуатацию деревянные конструкции до температур 35 С. В отдельных случаях до 50С. При отрицательных температурах вода в древесине превращается в лед, что повышает на 25 %, но после размораживания свойства ухудшаются в  2 раза.

1.7. Нормирование характеристик древесины.

СНиП регламентирует следующие виды характеристик древесины:

• Нормативное сопротивление. - минимально возможное значение которое устанавливается на основе испытаний стандартных образцов и принимается с обеспеченностью 0,95 (для W =12 % и С).

где - показатель уровня обеспеченности 0,95  2,33.

- коэффициент вариации = 0,130,25 в зависимости от вида нагрузки.

Значения приведены в приложении 2 СНиПа в зависимости от сорта древесины и виды нагрузки.

• Расчетное сопротивление. - это максимально возможное напряжение в материале реальных элементов отличающихся от стандартных образцов размерами, наличием пороков, условиями эксплуатации, и принятое, с обеспеченностью 0,95 (для W =12 % и С).

Вдоль волокон Поперек

- растяжение -

- сжатие -

- изгиб -

- смятие -

- скалывание - .

- коэффициент надежности по материалу.

Расчетные сопротивления приведены в СНиП табл. 3 их можно использовать для сосны, ели, лиственницы. Для других пород устанавливают путем умножения величины с табл. 3 на коэффициент .

На величину расчетного сопротивления могут влиять различные специфические условия, которые учитываются введением специальных коэффициентов условий работы на который умножается.

- учитывает реальные условия работы конструкции (табл. 5). .

- учитывает влияние температуры при С .

- учитывает длительные нагрузки если их доля превышает 80 %, то иначе 1.

- учитывает кратковременную нагрузку на элемент (табл. 6) =1,22,2.

- учитывает высоту сечения клееных элементов (табл. 7) =0,81;

- учитывает толщину слоя клееных элементов (табл. 8) =0,951,1;

- учитывает влияние начальных напряжений в гнутых элементах (табл. 9), =0,61.

- учитывает концентрацию напряжений в растягиваемых и изгибаемых элементах с ослаблением =0,8;

- учитывает изменение прочности древесины после глубокой пропитки ее антиперенами, .

Расчетные сопротивления для фанеры приведены в табл. 10 СНиП и определяются по тому же принципу, что для обычных элементов.

• Модуль упругости МПа, МПа.

• Модуль сдвига МПа.

• Коэффициент Пуассона , .

Для фанеры приведены в табл. 11.

При расчетах на устойчивость и по деформированной схеме значение упругих постоянных следует принимать по пункту 3.5 СНиПа.