Механические свойства древесины

Химическая стойкость древесины

Древесина является химически более стойким материалом, чем металл и железобетон, поэтому деревянные конструкции можно рекомендовать для применения в зданиях с химически агрессивной средой. В зависимости от вида химической агрессии древесину можно использовать без дополнительной защиты или защищая ее покраской или поверхностной пропиткой. Применение деревянных конструкций целесообразно при строительстве складов для таких агрессивных сыпучих материалов, как калийные и натриевые соли, минеральные удобрения, разрушающие сталь и бетон.

Для зданий с химически 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.

Механические свойства древесины, являющейся природным полимером, изучаются на основе реологии – науки об изменении свойств веществ во времени под действием тех или иных факторов, в данном случае нагрузок. При быстром, кратковременном загружении древесина сохраняет значительную упругость и подвергается сравнительно малым деформациям. При длительном действии постоянной нагрузки деформации во времени существенно увеличиваются. Если задать древесине постоянную во времени деформацию, например определенный прогиб изгибаемому элементу, то напряжения в нем с течением времени уменьшаются – релаксируют, хотя деформация не меняется.

Реологические свойства учитываются при назначении расчетных сопротивлений. Под действием постоянной нагрузки непосредственно после ее приложения в древесине появляются упругие деформации, а с течением времени развиваются эластические и остаточные деформации (деформации ползучести). Упругие и эластические деформации обратимы – они исчезают после снятия нагрузки. Остаточные деформации, являющиеся частью общих деформаций, остаются и после снятия нагрузки.

Так как древесина является анизотропным материалом, ее механические свойства различны в различных направлениях и зависят от угла между направлением действующего усилия и направлением волокон. При совпадении направления силы и волокон прочность древесины достигает максимального значения, в то же время она будет в несколько раз меньше, если сила действует под большим углом к волокнам.

Для обоснованного расчета элементов деревянных конструкций необходимо знать прочность древесины при различных видах напряженного состояния и при разнообразном их сочетании (сложное напряжение). Основой для определения несущей способности конструктивных деревянных элементов служат расчетные сопротивления древесины, определяемые на базе временных сопротивлений (предела прочности). Предел прочности определяется испытанием стандартных образцов, выполняемых из чистой, без всяких пороков древесины.