4.1. Смятие древесины

В зависимости от угла α между направлением действия сжимающей силы и направлением волокон в деревянном элементе, называемого углом смятия, различают три вида смятия древесины: 1–вдоль волокон; 2 – поперек волокон и 3 – под углом к волокнам. Если учесть, что под смятием понимают сжатие, происходящее в месте соприкасания двух нажимающих одно на другое тел, и во всех трех видах смятия деревянные элементы сжимаются не только по поверхности контакта, но и по толщине, то более правильно вместо термина «смятие» применять термин «сжатие и смятие».

Наиболее хорошо древесина сопротивляется сжатию и смятию вдоль волокон. В СНиП II-25-80* не дается различиеп между прочностью древесины на сжатие и прочностью на сжатие и смятие под действием сжимающей силы вдоль волокон. Хуже всего древесина сопротивляется сжатию и смятию поперек волокон.

Как видно из диаграммы работы древесины на сжатие и смятие поперек волокон, деформирование проходит три фазы (рис. 4.10). Принято считать, что на первой фазе деформирования древесина сохраняет свои упругие свойства, и существует линейная зависимость величин деформации от напряжений сжатия. Предел этой пропорциональной зависимости обычно принимают за условный предел прочности древесины на сжатие и смятие поперек волокон которой, примерно в 8 – 10 раз ниже предела прочности на сжатие (смятие) вдоль волокон.

В зависимости от соотношения площади штампа и площади загружаемой поверхности деревянного элемента различают следующие виды сжатия и смятия древесины поперек волокон: по всей поверхности; на части длины; и на части длины и ширины.

При одинаковых размерах штампа, толщине образцов, одной и той же природе древесины и одинаковых напряжениях сжатия при прочих равных условиях наибольшие деформации будут иметь место при сжатии и смятии по всей поверхности, а наименьшие – в случае сжатия и смятия на части длины и ширины, которые, однако, лишь незначительно отличаются от деформации сжатия и смятия на части длины. Обычно два последних вида сжатия и смятия древесины поперек волокон объединяют под одним названием: местное сжатие и смятие древесины поперёк волокон. Указанное различие в степени деформирования деревянных элементов при сжатии и смятии по всей поверхности и при местном сжатии и смятии поперек волокон объясняют поддерживающим влиянием волокон незагруженных участков древесины.

Рис. 4.10. Сминаемые элементы:

а) – график деформаций и образец; б) – схемы работы и эпюры напряжений смятия; в) – график расчетных напряжений смятия в зависимости от угла смятия α

В СНиП II-25-80* приводятся расчетные сопротивления R сжатию и смятию древесины вдоль волокон, а также для различных случаев местного сжатия и смятия древесины поперек волокон.

Расчетное сопротивление древесины сжатию и смятию под углом α к направлению волокон определяется по формуле (3.4).

Расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон на части длины (по длине незагруженных участков не менее длины площадки смятия и толщины элементов) определяется по формуле

(4.4)

где — расчетное сопротивление древесины сжатию и смятию по всей поверхности поперек волокон; — длина площадки смятия вдоль волокон древесины, см.