4. Материалы для изготовления деревянных конструкций

Для изготовления элементов несущих деревянных конструкций постоянных зданий следует применять преимущественно древесину хвойных пород (сосну, ель, лиственницу). В элементах гвоздевых конструкций применение лиственницы не допускается.

Применение древесины лиственных пород (осины, липы, тополя, ольхи, березы и бука) допускается лишь для деревянных конструкций временных сооружений, вспомогательных конструкций (креплений котлованов, опалубки, лесов и т. п.), а также в покрытиях постоянных зданий с чердаками, для открытых, доступных для осмотра и проветривания элементов наслонных стропил (стойки, подкосы, ригели, прогоны) и обрешетки (кроме березы).

Для шпонок, нагелей, вкладышей и т. п. мелких ответственных деталей должна применяться плотная прямослойная, без сучков и других пороков древесина твердых лиственных пород. При этом детали из березы, бука и других малостойких в отношении загнивания пород во всех случаях должны антисептироваться.

Сортамент лесоматериалов и качество древесины готовых элементов или отдельных их участков, выполненных из лесоматериалов как хвойных, так и лиственных пород, должны удовлетворять, в соответствии с категорией элемента, требованиям, приведенным в разделе II настоящего справочника.

Влажность древесины для изготовления наземных деревянных конструкций не должна превышать 25%, за исключением конструкций, в которых усушка древесины не вызывает расстройства соединений или значительного провисания конструкций и др.

Влажность древесины для изготовления клееных конструкций должна быть не более 15%. Для изготовления шпонок, нагелей, вкладышей и других мелких ответственных деталей также не более 15%.

Модуль упругости древесины вдоль волокон, независимо от породы древесины для конструкций, защищенных от увлажнения и нагревания,   принимается   равным £'=100000 кг/см2.

Объемный вес древесины в конструкциях, защищенных от увлажнения, принимается  следующим:

1)  лиственница—650 кг/м3,

2)  сосна, ель, кедр, пихта—500 кг/м3,

3)  дуб, бук, береза, ясень, клен, граб, акация, вяз~ 700 кг/м3,

4)  осина, тополь, ольха, липа—500 кг/м3.

В конструкциях, не защищенных от увлажнения, объемный вес для всех пород кроме лиственницы, увеличивается на 100 кг/м3, а для лиственницы на 150 кг/м3.

Изменение диаметра бревна по его длине (сбег) принимается равным 1 см на 1 м длины бревна.

Классификация условий эксплуатации деревянных конструкций

Надежная длительная работа деревянных конструкций в значительной мере зависит от правильной их эксплуатации.

При эксплуатации деревянных конструкций необходимо следить за тем, чтобы соблюдались принятые проектом нормальные условия эксплуатации. К ним относятся действующие на конструкцию нагрузки и температурно-влажностные условия окружающей среды. Необходимо учитывать, что соблюдение нормальных условий эксплуатации не устраняет неизбежных изменений состояния деревянных конструкций, за развитием которых нужно следить и своевременно принимать надлежащие меры

Деревянные конструкции следует проектировать с учетом их заводского изготовления, а также условий их эксплуатации, транспортировании и монтажа как поэлементно, так и укрупненными блоками.

Расчетные сопротивления и упругие характеристики древесины и древесных материалов

Расчетные характеристики материалов

Расчетные сопротивления древесины сосны, ели и лиственницы европейской влажностью 12% для основного сочетания нагрузок (режим В согласно таблице В.1) в сооружениях нормального (2-го согласно приложению Г) уровня ответственности при сроке эксплуатации до 50 лет приведены в таблице 3.

Таблица 3

Напряженное состояние и характеристика элементов	Расчетные сопротивления, МПа, для сортов (классов) древесины
	обозначение	1/К26	2/К24	3/К16
1 Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон
а) элементы прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах "б", "в") высотой до 50 см. При высоте сечения более 50 см см. 5.2, д	, ,	14	13	8,5
б) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 11 до 13 см при высоте сечения свыше 11 до 50 см	, ,	15	14	10
в) элементы прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения свыше 13 до 50 см	, ,	16	15	11
г) элементы из круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении	, ,	-	16	10
2 Растяжение вдоль волокон:
а) элементы из цельной древесины		10	7	-
б) клееные элементы		12	9	-
3 Сжатие и смятие по всей площади поперек волокон	,	1,8	1,8	1,8
4 Смятие поперек волокон местное:
а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов		3	3	3
б) под шайбами при углах смятия от 90 до 60°		4	4	4
5 Скалывание вдоль волокон:
а) при изгибе элементов из цельной древесины		1,8	1,6	1,6
б) при изгибе клееных элементов		1,6	1,5	1,5
в) в лобовых врубках для максимального напряжения		2,4	2,1	2,1
г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения		2,1	2,1	2,1
6 Скалывание поперек волокон:
а) в соединениях элементов из цельной древесины		1	0,8	0,6
б) в соединениях клееных элементов		0,7	0,7	0,6
7 Растяжение поперек волокон элементов из клееной древесины		0,15	0,1	0,08
Примечания 1 Расчетное сопротивление древесины местному смятию поперек волокон на части длины (при длине незагруженных участков не менее длины площадки смятия и толщины элементов), за исключением случаев, оговоренных в поз.4 данной таблицы, определяется по формуле ,                                                       (1) где - расчетное сопротивление древесины сжатию и смятию по всей поверхности поперек волокон (поз.3 данной таблицы); - длина площадки смятия вдоль волокон древесины, см. 2 Расчетное сопротивление древесины смятию под углом к направлению волокон определяется по формуле .                                            (2) 3 Расчетное сопротивление древесины скалыванию под углом к направлению волокон определяется по формуле .                                             (3) 4 В конструкциях построечного изготовления величины расчетных сопротивлений на растяжение, принятые по поз.2, а данной таблицы, следует снижать на 30%. 5 Расчетное сопротивление изгибу для элементов настила и обрешетки под кровлю из древесины 3-го сорта следует принимать равным 13 МПа.

Режимы нагружения	Расчетное время действия нагрузки τпр, с	Коэффициентmдл	Коэффициент условий работы mн
Линейно возрастающая нагрузка при стандартных испытаниях	1 - 10	1	1,5
Совместное действие постоянной и длительной временной нагрузок	108 - 109	0,53	0,8
Совместное действие постоянной и кратковременной снеговой нагрузок	106 - 107	0,66	1
Совместное действие постоянной и кратковременной ветровой нагрузок	103 - 104	0,8	1,2
Совместное действие постоянной и сейсмической нагрузок	10 - 102	0,92	1,4
Действие импульсных и ударных нагрузок	10-1 - 10-6	1,1 - 1,35	1,7 - 2,0

Значение коэффициента, учитывающего влияние длительности нагружения, m_дл = 0,66 принято за базисное, и по отношению к нему нормируются расчетные сопротивления для других режимов и сочетаний нагружения путем введения соответствующих переходных коэффициентов условий работы m_н = m_дл/0,66 к основным расчетным сопротивлениям древесины и фанеры.

• Величину нормативного сопротивления материалов ^ R^н определяют из условия: R^н = R^вр (1 - l,65v), где v - коэффициент вариации показателей прочности по данным испытаний; R^вр - временная величина прочности материала. Нормативное значение прочности соответствует квантилю в предполагаемой статистической функции распределения с обеспеченностью 0,95. Временные и нормативные сопротивления устанавливают испытаниями при режиме нагружения А согласно таблице Б.1 при влажности древесины 12 %. Таблица Б.1

Обозначение режимов нагружения	Характеристика режимов нагружения	Приведенное расчетное время действия нагрузки, с	Значение коэффициента длительной прочности, mдл
А	Линейно возрастающая нагрузка при стандартных машинных испытаниях	1-10	1,0
Б	Совместное действие постоянной и кратковременной ветровой нагрузок	103-104	0,8
В	Совместное действие постоянной и кратковременной снеговой нагрузок	106-107	0,66
Г	Совместное действие постоянной и длительной временной нагрузок, напряжение от которых превышает 80 % от полного напряжения в элементах конструкций от всех нагрузок	108-109	0,53
д	Совместное действие постоянной и сейсмической нагрузок	10-102	0,92
Е	Действие импульсивных и ударных нагрузок	10-1-10-8	1,1-1,35