Применение древесины в строительстве. Строение, анизотропия свойств, прочность, деформативность.

СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»

Древесина - природный материал, обладае реологич св-ми – изменение мех-их св-в со временем. Древесина сост из 3 основных частей: корневая сист, ствол, крона.

Плотность. Древесина имеет трубчато-волокнистое строение. Плотность ее зависит от породы, количества пустот, толщины стенок клеток и содержания влаги; она может быть различна даже в пределах одной и той же породы. Плотность в значительной степени зависит и от влажности. Температурное расширение в древесине различно вдоль волокон и под углом ним. Как известно, коэффициент линейного температурного расширения вдоль волокон в 7 - 10 раз меньше, чем поперек волокон, и в 2 - 3 раза меньше, чем у стали. Незначительное линейное расширение от тепла вдоль волокон позволяет в деревянных зданиях и сооружениях отказаться от устройства температурных швов. Теплопроводность. Трубчатое строение клеток древесины превращает ее в плохой проводник тепла. Теплопроводность древесины вдоль волокон больше, чем поперек волокон. Чем больше плотность и влажность древесины, тем больше ее теплопроводность. Малая теплопроводность древесины поперек волокон является основой широкого применения ее в ограждающих частях отапливаемых зданий, в результате чего толщина деревянных стен по сравнению с кирпичными значительно меньше.

Под действием постоянной нагрузки непосредственно после ее приложения в древесине появляются упругие деформации, а с течением времени развиваются эластические и остаточные деф-ции. Упругие и эластические деформации обратимы - они исчезают после снятия нагрузки в течение малого (упругие деформации) или более или менее длительного (эластические деформации). На прочность древесины благодаря ее реологическим св-вам значительно влияют скорость приложения нагрузки или продолжительность ее действия.

Сжатие, растяжение. Предел прочности древесины при растяжении вдоль волокон высок (100 МПа). Наличие сучков и присучкового косослоя значительно снижает сопротивление растяжению.

Повышение влажности древесины свыше точки насыщения волокон не приводит к снижению ее прочности. Стандартная влажность древесины-12%. Влажность определяют взвешиванием до и после высушивания до постоянного веса небольших образцов.

Положительные свойства древесины:

1) Небольшой объёмный вес, 2) Высокая относительная прочность - отношение σ/γ. 3) Малый коэффициент теплопроводности - высокими теплоизоляционными свойствами. 4) Незначительный коэффициент температурного расширения, и поэтому в дер. зданиях не требуется установка температурных деформационных швов. 5) Высокая химическая стойкость, 6) Пластичность - после выгиба досок, спец. подготовленных, конструкция после схватывания приобретает формоустойчевое положение, а внутренние напряжения затухают, 7) Упругость - древесина в условиях динамики демпфирует (гасит) ударные или другие динамические нагрузки, коэф. деформации = 1. 8) Акустические свойства. Лучшие концертные залы выполнены с участием д/к. 9) Высокая долговечность - срок службы д/к достигает 100 и более лет, а норм срок службы 50 лет.

При проектировании строительных конструкций необходимо свести к минимуму отрицательные свойства и выделить положительные.

Отрицательные свойства:

1) Гниение (биологическая коррозия), 2) Горение, 3) Усушка - разбухание, 4) Коробление, 5) Растрескивание, 6) Пороки (сучки, смоляные кармашки и т.д.).

Благодаря особенностям строения древ, она явл анизотропным мат-ом. Анизотропность - измен мех-их св-в древесины в зав-ти от угла направл действия силы к волокнам. Анизотропия свойстви- различие показателей свойств древесины по направлениям — радиальному, тангентальному и вдоль оси ствола.

В наст время основой для определ несущей способн эл явл предельная прочность древесины - способность древесины сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок

Деформативность- Способность древесины изменять свои размеры и форму при внешних воздействиях нагрузки, влажности, температуры.