Определение прочности древесины

Во многих деревянных конструкциях древесина работает на сжатие, смятие, скалывание, изгиб и реже на растяжение как вдоль, так и поперек волокон. В связи с этим древесину испытывают, главным образом, на сжатие вдоль и поперек волокон, на скалывание и изгиб.

Прочность древесины при сжатии вдоль волокон. Это одно из важных механических свойств древесины. Сопротивление сжатию вдоль волокон составляет значительную величину и колеблется у различных пород от 40 до 60 МПа при стандартной влажности 12% и от 20 до 40 МПа при влажности выше 30%. Сжатие древесины вдоль волокон имеет важное значение при использовании ее для мебели, свай, стоек, стропильных ферм и т. д.

Предел прочности о ₁₂, Па, вычисляют по формуле О_ц * Pab. Здесь Р — максимальное разрушающее усилие, Н; а и b — ширина и толщина образца, м.

Прочность древесины при сжатии поперек волокон. При сжатии древесины поперек волокон в зависимости от породы и направления сжатия (радиального, тангентального) деформация может быть равномерной — однофазной и неравномерной — трехфазной. В последнем случае при испытании вначале наблюдается повышение напряжений и деформации (фаза), затем прирост напряжений почти прекращается и наблюдается только увеличение деформации образца (фаза), далее напряжения начинают возрастать (фаза). Вследствие наличия пофазной деформации испытания на сжатие поперек волокон ведут с регистрацией как усилий, так и величин деформации. За условный предел прочности при сжатии поперек волокон принимают напряжение, соответствующее пределу пропорциональности, т.е. максимальное значение напряжения на прямолинейном участке диаграммы. Условный предел в 6-10 раз меньше чем при сжатии вдоль волокон.

Прочность при растяжении вдоль волокон. При растяжении древесины вдоль волокон показатель прочности имеет наибольшие значения. Деформация древесины при растяжении (удлинение образца) незначительна. Разрушение происходит в виде разрыва тканей. При высокой прочности разрыв длинноволокнистый, а при низкой — раковистый, почти гладкий. Прочность древесины на растяжение вдоль волокон зависит от породы древесины и находится в пределах 70-170 МПа при

влажности 12%. Увеличение влажности приводит к некоторому снижению прочности. Предел прочности определяют по формуле а = P_max/bh. Здесь b и h — ширина и толщина рабочей части образца, см; Р_тах — максимальная нагрузка, предшествующая разрушению образца; Н.

Прочность при растяжении поперек волокон. Древесина сравнительно слабо сопротивляется растяжению поперек волокон. Величина предела прочности при растяжении вдоль волоконца если есть трещины, это значение вообще может упасть до нуля. Поэтому на практике древесину не применяют для работы на растяжение поперек волокон. Определение величины прочности древесины на растяжение поперек волокон необходимо для разработки безопасных в отношении растрескивания режимов сушки и для обоснования режимов резания.

Прочность древесины при статическом изгибе. При изгибе древесины возникают напряжения растяжения на выпуклой стороне и напряжения сжатия на вогнутой. Кроме того, возникают касательные напряжения при скалывании вдоль волокон. Сопротивление древесины статическому изгибу имеет большое значение во многих конструкциях, изготовляемых из нее, — мебели, лыжах, балках, стропилах, мостах. Предел прочности древесины при статическом изгибе в зависимости от породы колеблется в пределах 70-150 МПа (при влажности 12%). Увеличение влажности приводит к снижению предела прочности до 40-90 МПа (при влажности 30% и выше)

2. Характерные дефекты и повреждения деревянных балок Дефекты конструкций - это отклонения формы и фактических размеров от проектных параметров, возникшие в процессе изготовления и монтажа. Повреждения конструкций — это снижение качества, нарушение формы и фактических размеров, возникшие в процессе эксплуатации под воздействием нагрузок и условий эксплуатации.

При инженерном обследовании деревянных конструкций особое внимание обращается на места, наиболее опасные в отношении увлажнения и загнивания древесины: дощатые настилы под рулонным ковром, ендовы и карнизные участки покрытия, конструкции у торцовых стен, опорные части конструкций, наличие и состояние гидроизоляции, подоконные участки, нижние брусья стен, верхние грани балок, арок, рам, ферм.

Наиболее часто встречаются следующие дефекты и повреждения деревянных конструкций: загнивание древесины, поражение насекомыми; продольные усушенные трещины, разрывы растянутых элементов в местах ослабления сечения; отклонение от вертикали, выгиб из плоскости, местное выпучивание сжатых элементов; прогибы и изломы изгибаемых элементов; расслоения по клеевым швам клееных деревянных элементов; дефекты соединений (скалывание лобовых врубок и шпонок, срезы нагелей); механические повреждения с ослаблением поперечного сечения элементов.

При освидетельствовании растянутых элементов необходимо выявлять наличие полных или частичных разрывов или надрывов волокон древесины вблизи стыков; около сучков, выходящих на кромки элементов; около отверстий под нагели; фиксировать глубину и протяженность продольных усушечных трещин и трещин по косослою.

В сжатых, изгибаемых и сжато-изгибаемых элементах проверяется правильность и достаточность раскрепления сжатой кромки из плоскости действия вертикальной нагрузки, признаки выпучивания, прогибы и изломы. Опасны местные деформации (выпучивание) сжатых элементов, превышающие 1/80 его длины.

В изгибаемых элементах прогибы, превышающие нижеприведенные величины, свидетельствуют об аварийном состоянии конструкций: в балках и прогонах цельного или клееного сечения - более 1/50 /; составных балках на податливых связях (на шпонках, пластинчатых нагелях) - более 1/100 /; в фермах - более 1/150 /. При обследовании стропил дополнительно фиксируется наличие креплений стропил к кирпичным стенам проволочными скрутками и шаг этих креплений.

3.Ликвидация сырости стен зданий Для устранения построечной сырости необходимо в зданиях, введенных в эксплуатацию, усилить вентиляцию помещений, а по возможности создать сквозную вентиляцию.

В крупнопанельных и крупноблочных зданиях, смонтированных из элементов со значительным процентом влаги, следует на ряду с проветриванием усилить просушку стен, которая, кроме обогрева, выполняется также соответствующей расстановкой мебели и оборудования в помещениях: мебель устанавливается не вплотную к стенам, а на некотором расстоянии от них; не следует создавать непроветриваемых, замкнутых пространств, развешивать ковры на стенах.

Построечная сырость исчезает, если в холодное время года вентиляция помещений сочетается с усиленным отоплением. Сле­дует учесть, что коэффициент теплопроводности некоторых огра­ждающих конструкций в начальный период эксплуатации на 20—30% выше, чем в нормальных условиях, и поэтому расход тепла на обогрев зданий в этот период бывает значительно выше нормы.

Наиболее распространенными способами устранения гидро­геологических источников увлажнения конструкций является устройство горизонтальной и вертикальной гидроизоляции зда­ний. Однако в процессе эксплуатации зданий средства гидроизо­ляционной защиты претерпевают некоторые изменения и частич­но либо полностью теряют свои защитные свойства. Поэтому иногда необходима даже замена гидроизоляции.

При значительном распространении сырости для сушки влажных стен используют электроосмотический метод. Принцип этого метода основан на возникновении в электрическом поле между анодом и катодом (если пространство между ними заполнено водонепроницаемой диафрагмой) движения жидкости в направлении к одному из электродов. Установлено, что между отдельными участками стены существует разность потенциалов. Разность потенциалов с отрицательным полюсом у стены и положительным у подошвы фундамента заставляет влагу перемещаться вверх, усиливая действия капиллярных сил. Если изменить полярность между стеной и подошвой фундамента, влага, преодолевая действие капиллярных сил, уходит в заземленные зоны. Так постоянные электроосмотические процессы предупреждают появление сырости.

Электроосмотические устройства бывают двух типов: для пас­сивного и для активного электроосмоса. Первый использует ес­тественную разность потенциалов между подошвой фундамента и стеной, второй — основан на использовании источника посто­янного тока.

Сушка сырой стены производится следующим образом: в сте­не просверливают ряд отверстий на 0,15—0,2 м выше зоны рас­пространения сырости. Отверстия располагают на расстоянии 1—0,75 м друг от друга по вертикали и горизонтали, причем к внутренней стене отверстия не должны приближаться более чем на 0,1 м. В эти отверстия забивают медные электроды. При пас­сивном электроосмосе электроды по вертикали при помощи мед­ной проволоки диаметром 2 мм соединяются с алюминиевым или цинковым листом либр штырями, расположенными под подош­вой фундамента (рис 5.1). При активном методе электроосмоса электроды соединяются по горизонтали, по поясам пропускается постоянный электрический ток (рис 5.2). В верхний пояс пода­ется напряжение до 60 б, в каждый следующий нижерасполо­женный— на 15—20 в меньше.

Конденсационные увлажнения могут быть устранены и путем устройства дополнительного утепления для улучшения терми­ческого сопротивления ограждений. Так, например, крупнопа­нельные стены покрываются двумя слоями сухой штукатурки, а в пустотных перекрытиях участки, примыкающие к стенам, за­полняются эффективным утеплителем.

4. Преимущество внедрения Евронормы. Существуют научные, экономические, политические причины для всемирного распространения Еврокодов (EN), первая и главная из них – применение европейского Свода практических правил

повышает качество, безопасность и надежность строительства. Это связано с совершенством метода расчета нагрузок, заложенного в основу Еврокодов. В процессе разработки последней версии Еврокодов были проанализированы и учтены причины многочисленных катастроф, которые происходили в разное время на строительных объектах в разных странах мира. Ввод в Казахстан Еврокодов позволит привлечь в страну дополнительные иностранные инвестиции, что существенно удешевит и ускорит процесс строительства, обеспечит необходимую надежность и безопасность сдаваемых объектов, открытию работающих по европейским стандартам испытательных лабораторий и даст шанс отечественным предприятиям стройиндустрии достойно позиционировать себя на мировом рынке.

Обеспечит общие критерии и методы проектирования, отвечающие необходимым требованиям механического сопротивления, устойчивости и огнестойкости, включая аспекты долговечности и экономии; Обеспечит единое понимание процесса проектирования конструкций среди собственников, управляющих, проектировщиков, производителей строительных материалов, подрядчиков и эксплуатирующих организаций; Облегчит обмен услугами в области строительства между государствами- участниками; Облегчит маркетинг и использование строительных элементов и узлов между государствами-участниками; Облегчит маркетинг и использование строительных материалов и сопутствующей продукции, характеристики которых используются в расчетах проектирования; Служит единой основой для исследований и разработок в строительной индустрии; Создаст основу для подготовки общих пособий для проектирования; Повысит конкурентоспособность Европейских строительных фирм, подрядчиков, проектировщиков и производителей конструкций и материалов на мировом рынке