1. Осн.обл-ти прим. дерев. констр.Сырьевая база ОБЛ. ПРИМ.:1. Большепролетные клееные констр. (арочные, гнутоклееные рамы, балки и стрельчатые арки, трехшарнирные арки, панели стен и плиты покрытий пролетами 3 и 6 м и др.)2. Некоторые агрессивные хим. среды (солевые) 3. С/х стр-во 4. Малоэтажное жилищное стр-во 5. Многократно используемые легкие опалубки 6. Как отделочный материал 7. Инженерные сооружения- опоры ЛЭП, мачты, башни, мосты. 8. Радиопрозрачные сооружения 9. Лесные районы 10. Многократно используемые сборные/разборные помещения. 12. МАФ и тд .Сырьевая база: Преобладающее значение в стр-ве деревянных конструкций имеют хвойные породы, в 1 очередь ель и сосна, а затем пихта и кедр. Это обусловлено тем, что эти породы занимают больше 75% всех лесов. Также применяются лиственные породы: осина, ольха, береза, тополь.

2 . Состав и строение древесины. Положит. и отриц.св-ва Сущ. взаимосвязь анатомического строения древесины с её физико-хим., физич.и мех. св-вами. Принято изучать три осн. разреза ствола: 1 – торцовый; 2 – радиальный; 3 – тангенциальный. На торцовом (поперечном) разрезе ствола хорошо видна макроструктура древесины: кора, древесина,сердцевина Кора - 6-25% объема ствола, состоит из: 1 – корка; 2 – луб; 3 – камбий. древесина сост. из концентрически располож-х годичных слоев. В древесине: 4 – заболонь; 5 – ядро.6 – сердцевина. У некоторых пород :7 – сердцевинные лучи. В некот. породах может отсутствовать ядровая часть, (береза, липа, клен, граб и др.) и тогда породы именуются заболонными. В др. породах заболонь имеет цвет центральной части ствола- спелодревесные породы (ель, пихта, осина, бук). Микроструктура: Древесина сост. из клеток, кот. делят на 2 типа: прозенхимные (отмершие) (придают волнистое строение) и паренхимные(живые). Клетки в древесине имеют различ. функц. назнач.: – проводящие, опорные или механические,запасающие, образовательные, ассимиляционные, покровные.

Достоинства:- наличие возобнов-ляемой сырьевой базы;малая плотность;  высокая удельная прочность; стойкость к солевой агрессии и др. хим. агрессивных сред; высокие эстетич. и акустические св-ва; - малый коэфф. теплопроводности поперек волокон; малый коэфф. линейного расширения вдоль; - меньшая трудоемкость механической обработки, возможность создания гнутоклееных конструкций.

Недостатки: анизотропность, гниение; сгораемость; изменение физико-мех. хар-к под воздействием разл. факторов (влаги, t⁰);- усушка, разбухание, коробление, пороки;  ограниченность сортамента лесоматериалов.

3. Влага. виды влаги. усушка и разбухание. Св-во древесины поглощать пары воды из окруж. воздуха наз-ся гигроскопичностью. Влага в древесине W. Теоретически никогда не бывает const. Древ. - ярко выраженный гигроскопичный мат. W= 80-100% влажность свежесрубленной древесины.

Стандартная влажность тб. 6.1 СНБ для древесины: -цельной 20-25%, -клееной 9-15%, а во влажных усл. эксплуатации влажность дер. к –ции не регламентируются.

Влага в древесине бывает в 2-ух видах: 1.Связная ( от 0 до 30%) (гигроскопическая) 2.Поровая ( 30… 200%) (капиллярная)

Уменьшение линейных размеров и объема древ. при высыхании называется усушкой. Усушка и разбухание древесины происх. при 0.. 30%. Влажность W=30%- точка насыщения волокна. Полная линейная усушка вдоль волокон=0,1-0,3%. Усушка волокон в радиальном направлении = 3-6% и тангентальном 6-12%. Объемная усушка в среднем = 12%.

Из-за различия коэфф. усушки в тангентальном и радиальном направлениях в годовых слоях возникают растягивающие напряж., в рез. кот. появляются радиальные трещины, уширяющиеся от центра к периферии. Если растяг.напряжения не перешли своего предела, трещины не появляются, вместо них с течением времени возникает коробление.

Сердцевинные продольные трещины в досках- неравномерная усушка поперек волокон заболоиной и ядровой частей досок. Крайние заболонные кромки доски усыхают сильнее, чем ядровая часть в направлении волокон. Это приводит к тому, что средняя, слабая часть доски стремиться уменьшить свою длину. Возник-е при этом в обоих направлениях растяг. напряж. вызывают в наиболее опасном сечении доски со слабой древесиной, с сердцевинной трубкой, разрыв и появление продольной трещины.

Торцовые трещины -результат того, что концы досок, брусьев и бревен высыхают раньше, чем средняя часть. Быстрота высыхания торцов настолько значительна, что уже в самом начале пр-са высыхания доводят %влажности ниже точки насыщения , когда в части доски или бруса, более удаленной от конца, имеется еще избыток свободной воды В соответствии с этим торцовая часть начинает усыхать, сжиматься, а следующая за ней часть препятствовать усушке. Развивающиеся при этом усилия в отдельных случаях вызывают трещины на концах досок, брусьев и бревен. Эти трещины обычно направлены в радиальной плоскости доски при тангентальной распиловке и по кромке для досок радиальной распиловки.

С увеличением плотности и, следовательно, объемного веса древесины размеры усушки увеличиваются. Поэтому величина усушки в радиальном и тангентальномнаправлениях будет больше у летних годовых слоев, чем у весенней древесины. Эти различные величины усушки и приводят к короблению досок

Разбухание древесины представляет собой явл., обратное усушке, и заключается в увеличении размеров древесины при поглощении ею влаги, пропитывающей оболочки клеток до точки насыщения волокон.

4. Физ. св-ва древесины: плотность, теплопроводность,ь темп. расширение, хим. стойкость

Плотность это отношение массы древесины к ее объему. Выражается в кг/м³ , зависит от влажности.для сравнения значения плотности всегда приводят к единой влажности - 12%. Между плотностью и прочностью древесины существует тесная связь. Более тяжелая древесина, как правило, является более прочной.

Теплопроводность - это способность толщи древесины проводить тепло от одной поверхности к противоположной. Для древесины характерен низкий коэфф. теплопроводности 0,17-0,31 Вт/ (моС), зависящий от породы, плотности, влажности и направления разреза. Сухая древесина плохой проводник тепла.При равной плотности и влажности теплопров-ть поперек волокон в 2,5-3 раза ниже, чем вдоль . Коэфф. теплопров-ти поперек волокон при стандартной влажности 12% в 2 раза ниже, чем при влажности 30%-из-за трубчатого строения древесины.

Температурное расширение. Коэфф. линейного расширения поперек волокон пропорционален плотности древесины, и в 7-10 раз больше коэффициентов расширения вдоль волокон. т.к. при нагревании древ. теряет влагу и меняет свои объемы. В практике проектирования температурные деформации практически не рассматриваются, т.к. коэф. расширения вдоль волокон незначителен.

Хим. стойкость- Древесина явл. хим. более стойким материалом, чем металл и железобетон, поэтому деревянные конструкции можно рекомендовать для применения в зданиях с хим. агрессивной средой. В зависимости от вида хим. агрессии древесину можно использовать без доп. защиты или защищая ее покраской или поверхностной пропиткой. Применение деревянных констр-й целесообразно при стр-ве складов для таких агрессивных сыпучих материалов, как калийные и натриевые соли, минеральные удобрения, разрушающие сталь и бетон.

Для зданий с хим. агрессивной средой следует применять сплошные, монолитно склеенные безметальные  конструкции, не имеющие зазоров  и щелей. Для покрытий используют клеефанерные панели, имеющие гладкую поверхность без выступающих частей.

5. Мех. хар-ки древ., их показатели, Кратковр. и длительная прочности

Прочность —способн-ть древ. сопротивл. разруш. от механич. усилий, хар-ся пределом прочности, зависит от направл. действия нагрузки, породы,плотности,влажности,пороков.

Макс. напряж., предшествующее разруш. тела, наз. пределом прочности. Его определяют на малых, чистых и не имеющих пороков образцах в лабораториях. Размеры образцов  20 * 20 мм, они должны включать не менее 4-5 годичных слоёв. Сопротивление древесины опред. вдоль волокон, в радиальном и тангенциальном направл.

Длительное сопротивление явл. показателем действительной прочности древ. в отличие от предела прочности.На прочность древ. большое влияние оказывает скорость и продолжительность приложения нагрузки. При этом разница величины разрушающей нагрузки на одинаковый деревянный элемент при ударе в 3, а при кратковременном равномерном приложении нагрузки в 2 выше, чем длительно действующая нагрузка. При испытаниях на определениях длит. прочности сперва находят кратковременную(Р)- время до разрушения, затем нагружают образцы длительно с меньшей нагрузкой(0,9Р,0,8Р,07Р,0,6Р,0,5Р).

С течением времени образцы будут разрушаться, чем больше нагрузка, тем скорее будет разрушение. Так, в течении неск. лет разрушатся все образцы, кроме образцов, загруженных нагрузкой 0,6Р.

При кратковременном нагружении имеют место упругие деформации, которые исчезают после снятия нагрузки, а при действии постоянной нагрузки этой величины с течением времени, помимо упругих, развиваются эластические и остаточные деформации. Эластические деформации и упругие обратимы, но они исчезают после снятия нагрузки только через длительные промежутки времени. Остаточные деформации являются необратимыми и остаются после снятия нагрузки. Осн.показатель деформативности— модуль упругости. Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жёсткая древесина.

Предел прочности на растяж.. Средняя велич. предела прочности при растяж. вдоль волокон для всех пород сост-т 1300 кгс/см2, поперёк волокон очень мала и в среднем составляет 1/20 часть от предела прочности при растяж. вдоль.. Предел прочности при сжатии. Ср. величина предела прочн. при сжатии вдоль волокон для всех пород сост-т 500 кгс/см2.,при сжатии поперёк волокон ниже, чем вдоль волокон примерно в 8 р.

Предел прочн. при статическом изгибе. При изгибе верхние слои древесины сжимаются, а нижние — растягиваются вдоль волокон. Посередине высоты элемента возникают макс. касательные напряжения. Предел прочности при сжатии меньше, чем при растяжении, поэтому разрушение начинается в сжатой зоне. Прочность древ. при сдвиге. Внешние силы, вызывающие перемещение одной части детали по отношению к другой, называют сдвигом. Случаи сдвига: скалывание вдоль волокон,поперёк иперерезание.

Прочн. при скалывании вдоль волокон сост. 1/5 часть от прочности при сжатии вдоль волокон. Предел прочности при скалывании поперёк волокон в 2 раза меньше предела прочности при скалывании вдоль. Прочн-ть древ. при перерезании поперёк волокон в 4 раза выше прочности при скалывании.

Твёрдость - это св-во древ. сопротивляться внедрению тела опред. формы. Ударная вязкость -способность древ. поглощать работу при ударе без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Износостойкость — способность древ. сопротивляться износу. Способность древесины удерж. мет. крепления: При забивании гвоздя в древесину возникают упругие деформации, которые обеспечивают достаточную силу трения, препятствующую выдёргиванию гвоздя.

6, Факторы влияющие на св-ва древ.

Под возд-ем внешних факторов:

1.Влияние сушки Если высушивать древ. в камерах слишком быстро и при высокой t⁰, это может привести к растрескиванию и значительным остаточным напряж.,и оказать влияние на мех. св-ва древесины.

2.Влияние повышенных t^0. мех. св-ва снижаются с увеличением t⁰, продолжит-ти ее воздействия и влажности древесины.

3.Влияние низких температур прочность замороженной древесины заметно повышается.

4.Влияние ионизирующих излучений

ИИ снижают прочностные хар-ки древесины, т.к. идет разложение ее органических составляющих.

5.Вл. Агрессивных жидкостей и газов

Под действ. кислот и щелочей происх. изменение цвета и разрушение древесины, снижается прочность.

6.Влияние морской и речной воды

10-30 лет в речной воде прочность практически не меняется. При более длит. возд-ии поверхностный слой (10-15 мм) постепенно теряет прочность и начинает разрушаться. За этим поверхностным слоем прочность остается в пределах нормы. Длит. возд-е морской воды приводит к заметному повышению твердости лиственницы. сосна на 40-70% теряет свои прочностные св-ва со вр.

Биологические факторы разрушения:

древесина явл. естественным продуктом органич-го происхожд. и при опред-х значениях t⁰ и влажности подвергается биологич. поражению.

Биологические факторы— это живые организмы, способные оказывать на древесину разрушающее воздействие

(грибы, насекомые, бактерии, водоросли, моллюски, ракообразные) 

1.Грибы-самый безжалостный истребител. древесины в природе.

Плесневые грибы явл. возбудителями окислительного брожения. В качестве промежуточных продуктов этого биохим-го пр-са образ-ся органич-е кислоты, кот. разъедают древесину.

Деревоокрашивающие грибы портят внешний вид, снижая сортность древесины, увеличивают водопоглощение и продуцируют миллионы спор, которые могут вызвать аллергические заболевания человека.

Дереворазрушающие грибы вызывают гниение явл. основной причиной разруш. древесины. Белая гниль разрушает все структурные компоненты древесины, приводя к появлению характерного волокнообразного и бледного внешнего вида. Бурая гниль «раскалывает» целлюлозу, что вызывает расщепление древесины. Дерево темнеет, трескается и рассыпается. Мягкая гниль. Гниение здесь в основном затрагивает древесину, контактирующую с почвой и находящуюся в морской среде.

2.Насекомые древоточцы: усачи, златки, короеды, долгоносики, точильщики, термиты, муравьи и др.

3.Бактерии размножаются делением клеток, не могут продвигаться в древ., кроме той, кот. находится под водой.

4.Водоросли.из-за слишком высокого содержания поверхностной влаги.

5.Ракообразные и моллюски

Климатические факторы разрушения

1.Ветер, пыль, осадки, перепады t⁰, приводят к усушке, набуханию, образованию трещин, короблению, накоплению влаги, увеличению риска биологического пораж. древесины.

2.Солнечная радиация приводит к хим. изменению целлюлозы, древ. приобретает сероватый оттенок и ворсистость.

3.Содержание влаги ведет к усушке, или разбуханию.

4.Солнечный свет и тепло Солн. свет неоднороден, он сост. из изучений разных длин волн, каждое из кот. имеет свою особенность возд-я. Повышенные t⁰ также вызывают смолотечение и отложения смолы в древ. хвойных пород.