Влияние влажности на прочность древесины

При увеличении влажности от 0 до точки насыщения волокон ( %) прочность древесины уменьшается. Модуль упругости Е также уменьшается, относительная деформация увеличивается. Во всех остальных случаях на 1% изменения влажности прочность изменяется на 3-5%. При увеличении влажности свыше 30% прочность не изменяется.

,

В₁₂ – предел прочности при стандартной влажности (12);

В_w – предел прочности при фактической влажности;

- коэффициент, который зависит от вида напряженного состояния;

W- фактическая влажность.

Эта формула справедлива от 8 до 23% влажности.

Влияние температур

Предел прочности древесины при любой влажности уменьшается при увеличении температуры, но замороженная древесина хрупкая и имеет низкое сопротивление ударному изгибу. Стандартная температура для испытания древесины на прочность равна ( ), если температура другая, то производится перерасчет по формуле

(для древесины сосны)

- фактическая температура

Перерасчет осуществляется в следующей последовательности:

1. по влажности

2. по температуре

В жаркую погоду наблюдается провисание конструкций. Для изготовления гнутых конструкций древесину пропаривают.

Работа древесины на растяжение, сжатие и поперечный изгиб

Растяжение

Максимальный предел прочности в стандартных образцах древесины наблюдается при растяжении вдоль волокон (100 МПа). Диаграмма растяжения до 40 МПа имеет незначительную кривизну и принимается прямой линией. Это значение принимается за предел пропорциональности, при котором определяется начальный модуль упругости.

Е=(1,1-1,4)*10⁴ МПа

Значительное влияние на предел прочности при растяжении вдоль волокон оказывают пороки древесины (сучки, косослой). При размере сучка в ¼ стороны элемента предел прочности древесины при растяжении снижается более, чем на 70%. Отрицательное влияние на предел прочности оказывают концентраты напряжений (отверстия, врезки), в этом случае прочность элемента будет меньше, чем определяемая по площади нетто. То есть древесина в месте концентрата ведет себя как менее прочный материал. Это учитывается в расчетах путем введения коэффициента условия работы m₀ = 0,8.

Предел прочности при растяжении поперек волокон в 12-17 раз ниже, чем вдоль волокон, такой низкий предел прочности объясняет большое влияние косослоя на прочность древесины

Е_пв = 400 МПа

Сжатие

Предел прочности при сжатии стандартных образцов в 2 – 2,5 раза ниже, чем при растяжении вдоль волокон. Диаграмма сжатия более прямолинейна, чем при растяжении с определенной погрешностью. Прямолинейным принимается участок с напряжением до 20 МПа. Сучок размером до 1/3 стороны элемента снижает предел прочности при сжатии на 30 – 40%, так как размеры сжатых элементов обычно назначают из условий устойчивости, а не из условия прочности. В металлодеревянных конструкциях сжатые элементы выполняют из дерева, а растянутые – из металла, это делают с целью повышения надежности.