5.Физические свойства древесины

Объемный вес древесины, характеризует содержание древесинного вещества в единице объема и является вследствие этого косвенным показателем прочности древесины.

Для древесины сосны содержание поздней древесины в размере 25 - 30% является хорошим показателем при оценке ее механических свойств.

Удельный вес древесинного вещества всех пород равняется 1,5. Древесина имеет трубчатоволокнистое строение. Плотность ее зависит от породы, например бук, дуб имеют большую плотность, чем хвойные сорта - ель, сосна. При увеличении содержания влаги плотность возрастает.

Древесина имеет малое температурное расширение. Коэффициент температурного расширения в 7-10 раз меньше вдоль волокон, чем поперек волокон. Незначительное линейное расширение от тепла вдоль волокон позволяет отказаться в деревянных зданиях и сооружениях от температурных швов.

Так как древесина имеет трубчатое строение, поэтому она обладает низкой теплопроводностью. Теплопроводность древесины вдоль волокон больше, чем поперек, поэтому в брусчатых домах зимой тепло, а летом прохладно. Малая теплопроводность древесины поперек волокон является основой широкого применения ее в ограждающих частях отапливаемых зданий.

Коэффициенты теплопроводности сосны и ели поперек волокон - 0,09 Вт/м·К°, вдоль волокон 0,18 Вт/м·К°. Железобетон – 1,69 Вт/м·К°, Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе - 0,56 Вт/м·К°.

6. Механические свойства древесины

Механические свойства древесины выражают сопротивляемость ее действию внешних сил (нагрузок), а также характеризуют развитие вызываемых ими деформаций.

При быстром кратковременном действии нагрузки древесина сохраняет значительную упругость и подвергается сравнительно малым деформациям. При длительном действии неизменной нагрузки деформации во времени существенно увеличиваются. Если задать древесине неизменную во времени деформацию, например, определенный прогиб изгибаемому элементу, то напряжение с течением времени уменьшается, хотя деформация не меняется.

Под действием постоянной нагрузки, непосредственно после ее приложения в древесине появляются упругие деформации, а с течением времени развиваются эластические и остаточные деформации. Эти деформации обратимы.

Благодаря особенностям строения древесина является анизотропным материалом. Ее механические свойства различны при действии усилий вдоль или поперек волокон. При совпадении направления силы и волокон прочность древесины достигает максимального значения. До настоящего времени основой для определения несущей способности деревянных конструкций служит предел прочности древесины, определяемый испытанием стандартных образцов, которые выполнены из чистой, без всяких пороков, древесины.

а) стандартный образец для определения временных сопротивлений при растяжении вдоль волокон;

б) стандартный образец для определения временных сопротивлений при испытаниях на поперечный изгиб;

в) стандартный образец для определения временных сопротивлений при испытаниях на сжатие вдоль волокон;

г) стандартный образец для определения временных сопротивлений при испытаниях на скалывание древесины вдоль волокон;

д) стандартный образец для определения временных сопротивлений при испытаниях на сжатие поперек волокон.

На прочность древесины благодаря ее реологическим свойствам влияют скорость приложения нагрузки и продолжительность ее действия. Если серию одинаковых деревянных образцов загрузить на изгиб различной по значению постоянной нагрузкой, то разрушение их произойдет через разные промежутки времени. Длительное сопротивление является показателем действительной прочности. По опытным данным коэффициент длительности сопротивления может быть принят равным 0,5-0,6.