М. Н. Торгонский

Основы строительного дела

Торгонский М. Н. Основы строительного дела. М.—Л., ГОСЛЕСБУМИЗДАТ, 1961.

Глава VI


ЛЕСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ДЕРЕВА

§ 16. ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ

с. 54 Основными характеристиками физико-механических свойств древесины являются объемный вес, влажность, теплопроводность, сопротивляемость химическим и атмосферным воздействиям (физические свойства), а также сопротивляемость дерева действию внешних сил (механические свойства).

Удельный вес твердого вещества, из которого состоят стенки клеточек древесины, приблизительно одинаков для всех пород и равен примерно 1,53.

Объемный вес древесины находится в зависимости от ее плотности и влажности. Под влажностью понимается отношение веса содержащейся в древесине влаги к весу этой древесины в абсолютно сухом состоянии в процентах. По степени влажности в строительном деле различают: воздушно-сухой лес (15—20 % влажности), комнатно-сухой (8—10 %), мокрый (длительное время находившийся в воде) и свежесрубленный (35 % и выше).

Теплопроводность дерева зависит от плотности (объемного веса), влажности, направления волокон и температуры. Коэффициент теплопроводности вдоль волокон примерно в 1, 75 раза больше, чем поперек волокон. Теплопроводность сосны поперек волокон в наружных стенках составляет около 0,15.

Дерево стойко сопротивляется химическим воздействиям сернистых газов, паров, кислот и т. п. и поэтому является незаменимым материалом для покрытий зданий в химической промышленности и для покрытий паровозных депо.

Вследствие различного возраста клеток, различной плотности и волокнистого строения древесины механические свойства ее весьма различны не только для различных пород дерем, но даже в пределах одного ствола.

Механические свойства древесины в разных направлениях совершенно различны, поэтому всякое изменение направления волокон и все неправильности в их расположении неизбежно отражаются на ее прочности.

с. 55 Прочность древесины зависит также от возраста и плотности клеток, что связано с их положением в стволе, которое они занимают. Наиболее прочными являются обычно клетки нижней части ствола. Прочность изменяется также по поперечному сечению ствола; так, у сосны сопротивление сжатию вдоль волокон увеличивается от сердцевины к заболони. Наиболее слабой по качеству является центральная часть ствола, включающая сердцевину.

На прочность древесины влияют также ее плотность и объемный вес. С увеличением плотности увеличивается и объемный вес, а с ним возрастает и прочность.

Влажность дерева имеет большое значение для прочности дерева. С повышением влажности до точки насыщения волокон (примерно до 30 %) механическая прочность древесины уменьшается, а с увеличением влажности от 30 % и выше — почти не изменяется.

Древесина не изменяет размеров при высыхании от самого влажного состояния до точки насыщения волокон. При дальнейшем понижении влажности древесина начинает давать усушку, т. е. уменьшаться в размерах. Усушка вызывается уменьшением толщины стенок клеток, поэтому древесина с толстыми стенками клеток усыхает сильнее, чем с тонкими, т. е. плотные породы больше усыхают, чем рыхлые.

При высыхании до воздушно-сухого состояния средняя величина усушки выражается следующими цифрами (в %):


вдоль волокон 0,1—0,3
поперек волокон в радиальном направлении 3—6
в тангенциальном направлении 7—12
объемная усушка в среднем 12

Приведенные данные показывают, что усушка вдоль волокон ничтожна и практически ею можно пренебречь.

Вследствие разной усушки древесины в радиальном и тангенциальном направлениях и неравномерности высушивания материала возникает коробление. Во избежание появления трещин высушивание необходимо вести постепенно и равномерно, не вызывая опасных напряжений.

На прочность деревянных элементов несущих конструкций отрицательное влияние оказывают пороки древесины, главным образом сучки, косослой, трещины, сердцевинная трубка, а также гниль и червоточина.

Наиболее значительно пороки древесины снижают прочность растянутых элементов, поэтому для этих элементов следует отбирать лесоматериалы лучшего качества.

Строительные нормы и правила устанавливают требования к качеству древесины элементов конструкций в зависимости от их напряженного состояния в конструкции.