Модуль упругости дерева сосна

Упругость и пластичность древесины. Модуль упругости древесины

Автор: Ирина Железняк | Опубликовано: Ноябрь 16, 2016 в 21:15

Упругость древесины является одной из главных характеристик механических свойств дерева. Упругостью называют способность материала, в данном случае – дерева, сопротивляться деформации под действием механического напряжения.

Упругость древесины зависит от нескольких параметров древесины:

— влажности . Чем выше влажность – тем ниже упругость

— прямослойности . Свилеватая древесина менее упруга, чем прямослойная

— объемного веса. Легкая древесина не так упруга, как тяжелая и плотная

— возраст . Молодая древесина менее упруга, чем зрелая

— размеры сердцевинных лучей. Например, у хвойных пород древесины сердцевинные лучи однорядные и очень мелкие, поэтому такая древесина отличается большой упругостью, невзирая на относительно небольшой удельный вес.

— заболонная древесина менее упруга, чем ядровая.

Модуль упругости дерева

При недлительных нагрузках до напряжений, которые соответствуют пределу пропорциональности (иными словами – до момента, когда процесс деформации окажется необратимым), деформация материала пропорциональна его напряжению, и после снятия нагрузки исчезает. Упругость древесины также именуют жесткостью древесины или деформативностью древесины.

Для определения упругости древесины используют понятия модуля упругости древесины, коэффициента деформации и модуля сдвига . При этом все показатели будут существенно отличаться в зависимости от того, в каком направлении приложена нагрузка – вдоль древесных волокон, тангенциально поперек древесных волокон, радиально поперек древесных волокон.

— Модуль упругости древесины Е – это соотношение между нормальными напряжениями и относительными деформациями. Различают следующие модули упругости: вдоль волокон Е_а, поперек волокон тангенциальный Е_t, поперек волокон радиальный Е_r, модуль упругости при изгибе Е_изг;

— Модуль сдвига древесины G – это соотношение между касательными напряжениями и относительным сдвигом

— Коэффициент поперечной деформации дерева µ – это соотношение поперечной деформации к продольной, которые возникают при нагрузке стержня.

Модуль упругости древесины основных пород

Модуль упругости дерева исчисляется в МПа, или в кГс/см 2 (1 МПа = 10,19716213 кГс/см 2 ))

Коэффициенты поперечной деформации основных пород дерева

Модуль сдвига основных пород древесины

Модуль упругости древесины обязательно учитывается при сооружении кровельных и стропильных систем, поскольку определение внутренних усилий древесины от воздействия нагрузок играет здесь очень важную роль. К тому же, упругость древесины имеет значение при изготовлении ружейных лож, ручек к ударным инструментам, молотам и прочим случаям, где необходимо смягчить толчки.

Пластичность древесины

Говоря об упругости древесины, невозможно не упомянуть о ее антиподе – пластичности. Пластичность древесины – это ее способность изменять форму при воздействии нагрузки и сохранять ее и после воздействия нагрузки. Данный показатель зависит от тех же факторов, что и упругость, однако их действие будет обратным (чем влажнее древесина – тем она пластичней, чем старше – тем менее пластична и т.д.).

Пластичность древесины можно повысить путем пропарки или проварки горячей водой. Такие методы используют при производстве гнутой мебели, полозьев для саней и прочих мест, где пластичность дерева играет ключевую роль. Среди популярных пород древесины наибольшей пластичностью обладают бук, вяз, ясень и дуб. В частности, у бука хорошая пластичность обусловлена множеством крупных сердцевинных лучей, которые изгибают древесные волокна. У вяза, ясеня и дуба при изгибании крупные сосуды, расположенные кольцевыми рядами в годовых слоях, значительно сдавливаются поздней, более плотной, древесиной, чем и объясняется их высокая пластичность.

Татьяна Кузьменко, член редколлегии Собкор интернет-издания «AtmWood. Дерево-промышленный вестник»

Насколько информация оказалась для Вас полезной?

К вопросу нормирования модуля упругости древесины сосны

В последние десятилетия как в нашей стране, так и за рубежом с применением деревянных клееных конструкций возводятся здания и сооружения, имеющие пролеты от 20 до 120 м.

При расчете таких конструкций (определении внутренних усилий от действия внешних нагрузок и воздействий) в обязательном порядке учитывается их деформированное состояние. Как правило, расчеты выполняются с использованием программных комплексов, где одной из многих исходных данных является величина модуля упругости древесины. В зависимости от величины модуля упругости можно получать различные значения внутренних усилий в сжатых и сжато-изгибаемых элементах деревянных конструкций и, как следствие, размеры поперечных сечений. Обоснованный выбор величины модуля упругости древесины является одной из важных задач при проектировании деревянных конструкций, который усугубляется еще и такими ее свойствами, как анизотропия и ползучесть.

В нормах [1] величина модуля упругости древесины вдоль волокон для конструкций, защищенных от нагрева при относительной влажности окружающего воздуха W ≤75% и находящихся под действием постоянной и временной нагрузок, принималась равной Е k,0 = 10 000 МПа. Такое ее значение применялось в расчетах деревянных конструкций по предельным состояниям второй группы. Что же касалось расчета на устойчивость, то здесь использовался безразмерный параметр в виде отношения кратковременного модуля упругости к временному сопротивлению сжатию.

В нормах [2] при расчете деревянных конструкций по предельным состояниям второй группы, как и в предыдущих нормах [1], было принято Е k,0 = 10 000 МПа. В расчетах элементов на прочность по деформированной схеме и на устойчивость было сделано допущение, что отношение Е/f c,0 = 300 и не зависит от породы древесины, сорта и влажности материала, длительности действия нагрузки, температуры, размеров сечения элементов [3]. То есть в расчетах по деформированной схеме модуль упругости определяется из выражения

Е 1 = 300 f c,0, d , (1)

где f c,0, d – расчетное сопротивление сжатию древесины вдоль волокон.

В этом случае при значениях расчетного сопротивления древесины сосны и ели первого сорта f c,0, d = 14–16 МПа модуль упругости Е 1 = 4200–4800 МПа.

Практика эксплуатации деревянных конструкций показывает, что использование кратковременного модуля упругости древесины, равного Е к,0 = 10 000 МПа, в условиях длительной эксплуатации приводит к занижению расчетных прогибов конструкций. И наоборот, заниженное значение модуля упругости, определяемое по (1), в расчетах по деформированной схеме приводит к неоправданно завышенным сечениям деревянных элементов. В работе [4] установлено, что при определении прогибов деревянных конструкций необходимо учитывать длительный модуль упругости.

В результате теоретических исследований установлено, что при действии постоянной нагрузки в течение срока службы 50 лет и влажности древесины 12% Е con /Е k,0 = 0,76. Экспериментальные исследования деревянных образцов на действие постоянной нагрузки вдоль волокон продолжительностью до 940 дней позволили получить следующие значения коэффициентов длительности: при растяжении Е con /Е k,0 = 0,77; при сжатии Е con /Е k,0 = 0,76 [5]. Следовательно, данные работы [3] подтвердили достоверность выводов работы [4], касающихся величины соотношения длительного модуля упругости к кратковременному. С учетом совместного действия постоянной и снеговой нагрузок в работе [4] прогибы деревянных конструкций предлагается определять по формуле

U con = k (1,32 ρ 0 +1,15S 0 )/E k , (2)

где ρ 0 – величина постоянной нагрузки;

S 0 – величина снеговой нагрузки.

Из выражения (2) можно получить:

– для постоянной нагрузки Е con = 0,76 E k,0 ;

– для снеговой нагрузки Е con = 0,909 E k,0 .

Усредняя значения коэффициента длительности для модуля упругости при совместном действии на конструкцию постоянной и снеговой нагрузок, γ con = (0,76+0,909)/2 = 0,83.

Следует отметить, что в нормах [1] величина кратковременного модуля упругости Е k,0 = 10 000 МПа соответствовала влажности древесины W = 15%. В нормах [2] нормативная влажность древесины была принята W = 12%, но значение модуля упругости осталось прежним, что некорректно. В соответствии с ГОСТ 16483.9-73* при влажности W = 12% модуль упругости будет равен Е k,0 = 10 309 МПа. Тогда нормативное значение длительного модуля упругости будет равно

Е k, con = Е k,0 γ con = 10 309 × 0,83 = 8556 МПа.

Что же касается выражения (1) по определению модуля упругости древесины для расчетов элементов на прочность по деформированной схеме, то допущение, что отношение модуля упругости древесины при сжатии вдоль волокон к сопротивлению древесины на прочность является постоянной величиной, равной 300, не зависит от вышеуказанных факторов и необоснованно по следующим причинам. При назначении расчетного сопротивления древесины на сжатие в зависимости от временного сопротивления учитывается коэффициент вариации υ = 0,15 и коэффициент длительного сопротивления γ con = 0,67, для модуля упругости коэффициент вариации υ = 0,20, а коэффициент длительности (как приведено выше) γ con = 0,83. В связи с этим предлагается определять расчетное значение длительного модуля упругости в зависимости от его нормативного значения по аналогии с определением расчетного сопротивления древесины. Установлено [6], что кратковременное значение модуля упругости Е k,0 = 10 000 МПа, приведенное в [2], является минимальным вероятным значением с обеспеченностью 0,95, т.е. нормативным значением. Тогда в соответствии с [3] расчетное значение будет равно E d, con = E k, con /
γ m = 6800 МПа, где γ m – коэффициент надежности по материалу, равный 1,25.

С некоторым округлением полученных результатов можно принять: для расчета деревянных конструкций по второй группе предельных состояний длительное нормативное значение модуля упругости древесины вдоль волокон E k, con = 8500 МПа; для расчета деревянных конструкций по деформированной схеме длительное расчетное значение модуля упругости древесины вдоль волокон E d, con = 6500 МПа.

1. СНиП II-В.4–71* Деревянные конструкции. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат, 1978. – 32 с.

2. СНиП II–25–80 Деревянные конструкции. – М.: Стройиздат, 1982. – 65 с.

3. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25–80). – М.: Стройиздат, 1986. – 216 с.

4. Денеш, Н.Д. Учет длительности действия снеговой и постоянной нагрузок при расчете прогибов деревянных конструкций / Изв. вузов. Строительство и архитектура. – 1990. – № 7. – С. 16–20.

5. Кваснико, Е.Н. Вопросы длительного сопротивления древесины. – Л.: Литература по строительству, 1972. – 95 с.

6. Цепаев, В.А. Оценка модуля упругости древесины конструкций // Жилищное строительство. – 2003. – № 2. – С. 11–13.

Расчетные сопротивления сосны и ели

Напряженное состояние и характеристики элементов	Расчетные сопротивления, МПа (кгс/см 2 ), для сортов древесины
Изгиб Rи, сжатие Rс и смятие Rсм вдоль волокон:
элемент прямоугольного сечения (за исключением указанных в подпунктах «б» и «в») высотой до 50 см	14 (140)	13 (130)	8,5 (85)
элемент прямоугольного сечения шириной свыше 11 (до 13 см) при высоте сечения больше 11 (до 50 см)	15 (150)	14 (140)	10 (100)
элемент прямоугольного сечения шириной свыше 13 см при высоте сечения больше 13 (до 50 см)	16 (160)	15 (150)	11 (110)
элементы из круглых лесоматериалов без вырезок в расчетном сечении	—	16 (160)	10 (100)
Растяжение вдоль волокон Rр	10 (100)	(70)	—
Сжатие Rс90 и смятие Rсм90 по всей площади поперек волокон	1,8 (18)	1,8 (18)	1,8 (18)
Смятие поперек волокон Rсм90 местное:
в опорных частях конструкций, лобовых врубках	(30)	(30)	(30)
под шайбами при углах смятия (90. 60)°	(40)	(40)	(40)
Сдвиг (скалывание) вдоль волокон Rск:
при изгибе	1,8 (18)	1,6 (16)	1,6 (16)
в лобовых врубках	2,4 (24)	2,1 (21)	2,1 (21)
Сдвиг (скалывание) поперек волокон Rск90	(10)	0,8 (8)	0,6 (6)
Расчетное сопротивление древесины смятию под углом a к направлению волокон Rсмa

Расчётные сопротивления для других пород древесины устанавливаются путем умножения значений, приведенных в табл. 2.3, на переходные коэффициенты m_n из табл. 4 СНиП II-25-80. Расчетные сопротивления древесины даны при стандартной влажности 12 % для нормальных температурно-влажностных условий эксплуатации конструкций: относительной влажности воздуха до 75 % и температуры воздуха до + 35°С. Влияние других условий эксплуатации и особенностей работы конструкций, отличающихся от принятых при определении базовых расчётных сопротивлений древесины, учитывается умножением последних на коэффициенты, учитывающие соответственно: температурно-влажностные условия эксплуатации конструкции — m_в и m_т, долю постоянных нагрузок — m_д, воздействия кратковременных нагрузок — m_н, высоту поперечного сечения — m_б, толщину слоев клееных элементов — m_сл, влияние концентрации напряжений вокруг ослаблений сечения — m_о, снижение прочности древесины при пропитке ее антипиренами под давлением — m_а и коэффициент для гнутых элементов — m_гн.

Более полные сведения о коэффициентах условий работы и их значениях приведены в СНиП II-25-80.

При необходимости учета совместного действия нескольких факторов, соответствующие им коэффициенты перемножаются.

Модуль упругости древесины вдоль волокон Е = 10 4 МПа (10 5 кгс/см 2 ); поперек волокон Е₉₀ = 400 МПа (4000 кгс/см 2 ).

Модуль сдвига относительно осей, направленных вдоль и поперек волокон, G_0,90 = 500 МПа (5000 кгс/см 2 ).

Модули упругости и сдвига древесины и фанеры для конструкций, находящихся в условиях, отличающихся от нормальных, необходимо умножать на коэффициенты условий работы, приведённые выше.

Коэффициент Пуассона для древесины поперёк волокон при усилиях, направленных вдоль волокон, v = 0,5, а вдоль волокон при усилиях, направленных поперёк волокон — v₉₀ = 0,02.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9887 — | 7437 — или читать все.

188.64.169.166 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Сосна как материал для деревянных лестниц

Годичные слои на всех разрезах древесины сосны хорошо просматриваются, сердцевинные лучи не видны, сосуды отсутствуют. Ядро розовое или буро-красного цвета, заболонь широкая желтовато-бурая. Древесина сосны прямослойная, смолистая, легкая, достаточно прочная и хорошо поддаётся обработке. Ранняя зона годичного слоя имеет светлый цвет, поздняя — темный цвет.

Сердцевинные лучи на поперечном разрезе древесины хорошо видны. Они выглядят в виде светлых пятнышек на темноокрашенной поздней части годичных колец древесины. На продольных разрезах можно заметить много крупных темных черточек (окраска темнее древесины) — это продольные смолянистые ходы.

Широкая заболонь имеет желтоватую или бледно-розовую окраску. Заболонь только спиленной сосны может быть желтого цвета, а после сушки приобретает буроватый оттенок. У сосны однообразная текстура, которая определяется главным образом шириной годичных колец, различием в окраске древесины поздней и ранней, а также заболони и ядра. Изгибистые линии годичных слоев порой создают уникальный рисунок.

Ранняя и поздняя древесина очень отличаются по своему строению, поэтому у сосны малая равноплотность. Ранняя зона годичного слоя имеет плотность в два-три раза ниже, чем плотность поздней зоны годичного слоя. В годичном слое содержится в среднем 27% поздней древесины. В одном сантиметре содержится от 4 до 14 годичных слоёв. Это характерно для сосны, произрастающей на территории России. В северных районах России сосны имеют больше годичных слоев.

Физические свойства сосны

Влажность в заболони растущей сосны составляет в среднем 111%, а в ядре — 32%. В верхней части дерева влажность больше, влажность же ядра практически не меняется. Однако, отмечаются суточные и сезонные колебания влажности. Самый большой процент влажности отмечается в утреннее время (в среднем примерно на 20-30% выше), к вечеру она может снизиться до минимума, а к утру опять будет повышаться.

Зимой влажность древесины сосны имеет максимальное значение (с ноября по февраль), а летом — минимальное (с июля по август). Как уже говорилось выше, это относится только к заболони, ядро у сосны имеет практически постоянную влажность. Средний показатель влажности в свежесрубленной древесине составляет 85%.

Процесс сушки сосны

В России брёвна и срубы используют для строительства домов. Сушка древесины является одним из наиболее важных этапов подготовки древесины к использованию. Процент усушки — это очень важные параметры. Средний процент усушка для древесины сосны в тангенциальном направлении 6,7% — ранняя часть годичных слоев и 7,5% -поздняя часть. Но так как древесина является гигроскопичным материалом, то когда повышается влажность воздуха, древесина начинает поглощать влагу. Можно сказать, что сам процесс сушки и поглощение влаги — это практически взаимно обратимо. Поэтому характеризуют изменение параметров древесины сосны при изменении её влажности коэффициентом разбухания (процент изменения параметров на процент влажности древесины). В среднем коэффициент разбухания для обыкновенной сосны составляет:

• Радиальное направление — 0,18;
• Тангенциальное направление — 0,31;
• Объемный — 0,50.

Во время сушки древесина сосны в отличие от лиственных пород, почти не коробится и не растрескивается. Если правильно выбран режим сушки и расположение сортиментов в камере, процент брака будет значительно меньше. Сосна, как и большая часть хвойных деревьев, относится к группе пород, имеющих малую плотность. В среднем плотность при стандартной влажности составляет 12%.

Плотность превышается по направлению от сердцевины к коре, достигая максимального процента на 2/3 радиуса, после чего идёт снижение. Процент плотности уменьшается и по высоте дерева. Разнообразные удобрения, используемые для ускорения роста сосны, и прочие агрохимические мероприятия способствуют снижению плотности древесины на 5-15%.

Древесина сосны имеет высокие значения воздухопроницаемости и влаго-проницаемости, главным образом, в заболони. При высоком давлении 0,1 Мпа (одна сторона образца) воздухопроницаемость в радиальном направлении — 56,2 куб. мм/кв. см/с (заболонь), 2,6 куб. мм/кв. см/с (ядро). Благодаря достаточно высокой влагопроницаемости, возможно использование различных защитных веществ. Заболонь древесины сосны отлично пропитывается защитными веществами, поэтому эта порода дерева называется легкопропитывающаяся, а ядро — среднепропитывающееся. А труднопропитывающимися считаются ель и лиственница.

Тепловые свойства сосны

Древесина разных пород состоит практически из одних и тех же веществ, поэтому процент теплоемкости древесины не зависит от породы дерева. Рост теплопроводности увеличивается с повышением показателей плотности. Выявить тепловое расширение древесины почти невозможно, ведь оно замаскировано усушкой и влагопоглощением. Теплоизоляционные свойства древесины значительно выше по сравнению с алюминием, который применяется для изготовления окон, и немного выше, чем у ПВХ.

Об электрических свойствах древесины

Древесина — это диэлектрик. Совершенно сухая древесина сосны имеет удельное объемное сопротивление продольных волокон — 1,861015 Ом/см, а поперечных — 2,361015 Ом/см. Когда влажность древесины увеличивается, то происходит снижение ее удельного сопротивления.

О звуковых свойствах

Древесина сосны имеет достаточно низкую звукоизоляцию. К примеру, 30 миллиметровая перегородка способна снизить уровень шума на 12 дб, при этом, по требованию СНиП должно быть 40 дб.

Электромагнитные и проникающие излучения

Светопроницаемость: с помощью чувствительных приборов было обнаружено, что световое излучение может проникать через 35 миллиметровые образцы древесины сосны. Кроме этого, было доказано, что структура и прочность древесины практически не меняется при рентгеновском излучении. По этой причине рентген применяется для дефектоскопии сортиментов. Сейчас древесина успешно используется для экранирования нейтронного излучения. Покрытие из сосны, толщина которого составляет 100 мм, вполне может заменить полиэтиленовую защиту, так как обладает большей термостойкостью и долговечностью.

Свойства механические

Самые лучшие прочностные свойства имеет древесина сосен, которые произрастают в северных районах России. Сосна, среди хвойных пород по показателям прочности уступает лишь кавказской пихте.

Степень прочности: Сосна — это мягкая порода, следовательно, она обладает довольно низкой износостойкостью. Такая древесина плохо держит крепление (гвозди, шурупы). Стоит сказать, что в сравнении — граб имеет этот показатель выше в четыре 4 раза.

Предел прочности

• при статическом изгибе — 70-92 МПа;
• при растяжении вдоль волокон — 100-116 МПа;
• при сжатии вдоль волокон — 40-49 МПа;
• при скалывании вдоль радиальной плоскости — 6,1-7,6 МПа;
• при скалывании вдоль тангенци­альной плоскости — 6,6-8,1 МПа; Модуль упругости при статическом изгибе -8,0-13,1 ГПа.

Технологические и эксплуатацион­ные свойства

• ударная вязкость — 28-51 кДж/кв. м;

Твердость

• торцевая — 28-33 Н/кв. мм;
• радиальная — 21-25 Н/кв. мм;
• торцевая — 16-23 Н/кв. мм.

Как и все хвойные породы — сосна плохо гнётся. Однако, благодаря мягкости, она легко поддаётся обработке при помощи режущего инструмента. Для сосны уровень удельной силы резания по сравнению с берёзой приблизительно в 1,7-1,8 раза ниже, а если сравнивать с дубом, то — в 2-2,5 раза ниже. Примерно такое же соотношение в периодах стойкости режущих инструментов (затупление).

В зависимости от влажности и твердости древесины, уширение на сторону может быть разным. Например, для влажной древесины максимальное уширение на сторону — 0,7-0,85 мм, а минимальное для древесины высушенной и твёрдой — 0,4-0,5 мм. Углы заточки зубьев для ленточных и дисковых пил, а так же показатель значения их уширения одинаковый, как для хвойных, так и для лиственных пород деревьев.

Сосна прекрасно поддаётся шлифовке. Микронеровности могут иметь высоту 8- 60 мкм, в то время, как дуб, ясень и клён — до 200 мкм. Как уже было сказано выше, древесина сосны хорошо пропитывается различными защитными веществами, однако в её высокой степени влаго-проницаемости есть и отрицательная сторона — это большой расход материалов для отделочных работ. Помимо этого, перед тем, как наносить лакокрасочное покрытие, требуется обессмоливание, так как древесина сосны содержит довольно много смолы. Для обессмоливание используют растворяющие или обмыливающие смолу вещества, то есть древесина обрабатывается бензином, ацетоном, спиртом и специальными щелочными растворами.

Древесина сосны устойчива к биологическим воздействиям, иначе говоря, она не подвержена поражению грибами. В качестве сравнения стоит сказать, что ель, к примеру, относится к группе среднестойких, а древесина берёзы — к группе слабостойких. Степень биостойкости увеличивается с возрастом дерева. Нижняя часть ствола обладает максимальной стойкостью. Древесина дерева, срубленного в период вегетации, больше подвержена к гниению.

В принципе на механические и эксплуатационно-технологические свойства сосновой древесины не оказывает влияние время рубки деревьев. Процент этих показателей после сушки при помощи высоких температур, существенно понижается. При сушке используются токи СВЧ, которые не причиняют никакого вреда свойствам древесины.

В течение пятнадцати суток прочность совершенно сухой древесины при высокой температуре (80-100 °С) снижается на 5-15 процентов, а за полчаса — на 10-30 процентов. Максимальная прочность мороженой древесины во время сжатия и статического сгибания увеличивается на 35%, при скалывании — на 75%. Но ударная вязкость при этом понижается практически вдвое. Прочность заболони сосны снижается на 10-15% после пребывания её в течение 30 суток в морской воде, при этом, ядро в таких же условиях свои прочностные свойства не меняет. Сосновая древесина обладает такими характерными пороками:

• Образуются гладкие наросты, которые имеют большой процент (по отношению к главной древесине) плотности, усушки, а так же низкий процент прочности.
• Участки древесины, пропитанные смолой — засмолки, появляются из-за повреждения ствола. Засмолки можно заметить на круглых сортиментах по повреждениям на стволе или большому количеству смолы. Они имеют более темный цвет, чем основная древесина, и просвечиваются на сортиментах малой толщины. Иногда можно заметить, так называемые, смоляные кармашки, хотя они встречаются реже, чем у ели.

Использование сосновой древесины

Древесина сосны может использоваться в самых разных отраслях. В строительстве древесину используют в качестве материалов для конструкций и отделки. Кроме этого, без древесины сосны не обходится машиностроение, мебельное производство, железнодорожный транспорт и др. Живица добывается из сосны. Хвоя сосны используется для производства биологически активных веществ.

В производстве мебели сосна не очень популярна. Обычно, её смолистую и мягкую древесину используют, для изготовлении корпусной мебели. При этом для облицовки соснового каркаса используют толстый шпон более благородных пород (например, красное дерево).

Чаще всего сосну применяют в строительстве саун и лестниц. Но сначала древесину обрабатывают для удаления из неё избытка смолы и уплотнения. Светлые панели из сосны не только очень красивы, но и приятно пахнут. Кроме этого, сосновая древесина недорогая, поэтому производители саун, категории эконом-класса используют именно эту древесину. Для более простых саун, как правило, используют обычную сосну, а для саун элит-класса — канадскую сосну (тсугу).

Расчетные сопротивления древесины сосны и ели 2-го сорта

Nbsp;

Лекция

«Расчет

Элементов конструкций цельного сечения»

Для бакалавров

1. Основы расчета деревянных конструкций по методу предельных состояний.

2. Нормирование расчетных сопротивлений древесины.

3. Центрально-растянутые элементы.

4. Центрально-сжатые элементы.

5. Изгибаемые элементы

6. Сжатие и смятие древесины поперек волокон.

7. Скалывание древесины.

8. Рекомендации по компоновке сечений деревянных элементов.

Учебная литература.

1. Конструкции из дерева и пластмасс. Под ред. Г.Г. Карлсена, Москва, Стройиздат, — 1975 г.

2. Конструкции из дерева и пластмасс: учеб. /М.М. Гаппоев и др. – М.; Издательство АСВ, 2004 г.;

3. Деревянные конструкции. Примеры расчета и конструирования: учебное пособие / под ред. Д.К. Арленинова. – М.; Издательство АСВ, 2006 г.;

4. Деревянные конструкции. Учебное пособие / А.В. Калугин. – М.; Издательство АСВ, 2012 г.

Основы расчета деревянных конструкций по методу предельных состояний

Деревянные конструкции, как и другие виды строительных конструк­ций, рассчитываются по методу предельных состояний. Предельным на­зывается такое состояние конструкций, при котором их дальнейшая экс­плуатация становится невозможной по причине: потери несущей способ­ности (прочности, устойчивости)первое предельное состояние; возникновения недопустимых деформаций (прогибов, перемещений)— второе предельное состояние.

Основное положение расчета строительных конструкций по методу предельных состояний можно сформулировать так: внутренние напряже­ния, а также деформации и перемещения от учитываемых нагрузок и воз­действий не должны превышать предельных значений прочностных пока­зателей строительных материалов, устанавливаемых нормами проектиро­вания. Для деревянных конструкций это СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции». Нормы проектирования» [2]. В данной лекции все обозначе­ния в формулах и ссылки на таблицы даны по СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции»

Расчет конструкций по первому предельному состоянию производится на расчетные нагрузки, а расчет по второму предельному состоянию — на нормативные нагрузки. Нормативные значения нагрузок приводятся в СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» (Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*). [1]. Расчетные значения нагрузок получаются путем умножения нормативных нагрузок на коэф­фициенты надежности по нагрузке _f, коэффициенты надежности по от­ветственности зданий и сооружений γ_n , а также, в необходимых случаях, на коэффициенты динамичности.

Согласно прил. 7 СП [1] «Учет ответственности зданий и сооруже­ний», при расчете несущих конструкций коэффициенты надежности по ответственности зданий и сооружений _n рекомендуется принимать: для Iуровня (повышенный) — 0,95. 1,2; для IIуровня (нормальный) — 0,95; для IIIуровня (пониженный) — 0,8.. .0,95.

Конструкции рассчитываются на наиболее неблагоприятное сочета­ние нагрузок (собственный вес, снеговая, ветровая, технологические и другие нагрузки). Вероятность одновременного воздействия несколь­ких нагрузок на конструкции учитывается коэффициентами сочетаний (см. пп. 1.10-1.13 Свода правил [1]).

Нормирование расчетных сопротивлений древесины и фанеры

Основными нормируемыми характеристиками прочности древесины и фанеры являются нормативные и расчетные сопротивления, которые устанавливаются на основании результатов многочисленных испытаний малых стандартных образцов или крупных образцов из пиломатериалов и круглого леса.

В современных нормах расчетные характеристики древесины получе­ны в результате испытаний крупных образцов, однако этот подход непри­меним при определении прочностных характеристик древесины в реаль­ных конструкциях, когда невозможно выпилить крупные образцы.

Расчетные сопротивления древесины сосны и ели 2-го сорта

Модуль упругости древесины принят: вдоль волоконЕ = 10 4 МПа; по­перек волокон Е_0.90 = 400 МПа. Модуль сдвига древесины относительно осей, направленных вдоль и поперек волокон, G_0.90 = 500 МПа. Модули упругости и сдвига древесины и фанеры для конструкций, находящихся в условиях эксплуатации, отличающихся от нормальных, необходимо ум­ножать на соответствующие коэффициенты условий работы, приведен­ные выше для расчетных сопротивлений.

Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 334 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ