Похожие материалы:

 ΛΛΛ     >>>   

Удельные характеристики механических свойств древесины. Древесина — материал естественного биологического происхож­дения

Мы уже не раз говорили о том, что древесина — материал естественного биологического происхож­дения (в отличие от металлов или искусственных синтетических полимеров), посему методы клас­сического материаловедения (металловедения) применимы к нему с достаточно большой мерой приближения. О причинах этого мы тоже писали неоднократно. Посему и существует особая нау­ка — древесиноведение, имеющая свои традиции и свои методы. Но в основном она основана на тради­ционных подходах к исследованию свойств матери­алов.

Удельный вас древесины естественной

Переходим к рассмотрению эксплуатационных свойств древесины и предлагаем статью, в которой рассматриваются ее свойства как конструкционного материала.

 Научный подход
Мы уже не раз говорили о том, что древесина — материал естественного биологического происхождения (в отличие от металлов или искусственных синтетических полимеров), посему методы классического материаловедения (металловедения) применимы к нему с достаточно большой мерой приближения. О причинах этого мы тоже писали неоднократно. Посему и существует особая наука — древесиноведение, имеющая свои традиции и свои методы. Но в основном она основана на традиционных подходах к исследованию свойств материалов. Именно благодаря стремлению привести показатели механических свойств древесины к единому материаловедческому образцу и были разработаны методы их контроля для малых образцов чистой древесины. Тем не менее, данные, полученные, казалось бы, в искусственных условиях, необходимы хотя бы для объективной сравнительной характеристики различных пород. Но и здесь все не так просто. Объективную картину сравнительной оценки качества древесины дают лишь удельные характеристики механических свойств, представляющих собой значения показателей, отнесенные к значению плотности древесины соответствующей породы.
Удельные характеристики древесины имеют особое значение, когда от изделия или конструкции требуется высокая прочность и жесткость при малой массе. Удельные характеристики древесины показывают, что она вполне конкурентоспособна по сравнению с некоторыми другими материалами. Например, она имеет лучшие показатели, чем алюминиевые сплавы, лишь немного уступает стеклопластикам, а полимеры превосходит во много раз.
 

Особенности древесины как материала биологического происхождения

Реальные условия
Далее следует отметить, что в реальных условиях сколько-нибудь значительные изделия из древесины обязательно содержат помимо неоднородностей строения и свойств, объясняемых различными условиями произрастания и т. д., еще и пороки древесины. Исследования отечественных и зарубежных ученых установили существенное снижение показателей прочности с увеличением размеров образцов. Посему при проектировании деревянных конструкций используются расчетные сопротивления, показатели в несколько раз меньшие, чем пределы прочности, полученные для малых образцов. Эти показатели учитывают размеры элементов конструкций, наличие пороков древесины, изменчивость ее свойств, длительность действия нагрузок и другие факторы. Основным документом, в котором приводятся данные для расчетов деревянных конструкций, являются строительные нормы и правила СНиП П-25-80.
В таблице 2 приведены значения расчетных сопротивлений для древесины сосны и ели. В СНиП указаны требования к прочности конструкционной древесины каждого сорта.
Базисные показатели, представленные в таблице, умножают на ряд коэффициентов, учитывающих породу, состояние материала и условия его работы в конструкциях.
Если нагрузка приложена к элементу конструкции, находящейся в условиях повышенной влажности, то расчетное сопротивление умножают на снижающие коэффициенты 0,75-0,9, а влияние повышенной температуры учитывают коэффициентами 0,8-1,0. В том случае, когда действуют кратковременные (ветровая, сейсмическая) нагрузки, расчетные сопротивления увеличивают умножением на коэффициенты 1,2-1,6. Совместное действие постоянных и временных длительных нагрузок учитывают коэффициентом 0,8.
Модули упругости вдоль и поперек волокон древесины всех пород принимают равными соответственно 10 ГПа и
400 МПа. Модуль сдвига в плоскости вдоль волокон — 500 МПа. Коэффициенты поперечной деформации при действии усилий вдоль и поперек волокон — соответственно 0,5 и 0,2.
 
РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ И ЕЛИ

Древесина материал

Удельные характеристики механических свойств древесины

Удельные характеристики свойств древесины

Механические свойства древесины

Древесина вследствие волокнистого строения отличается высокой прочностью при растяжении и сжатии вдоль волокон и значительно меньшей — поперек волокон. У хвойных пород предел прочности при сжатии вдоль волокон в 10-12 раз больше, чем поперек, а у лиственных — в 5-8 раз. Механическая прочность древесины в значительной степени зависит от объемной массы; с увеличением объемной массы древесины повышается прочность.

Прочность зависит от влажности — с повышением влажности она уменьшается. На прочность древесины оказывает влияние лишь изменение количества гигроскопической влаги. При повышении влажности выше точки насыщения волокон прочность древесины практически не уменьшается.

 ΛΛΛ     >>>