Модули упругости древесины
Модуль упругости древесины — это характеристика ее упругих свойств, которая показывает, как древесина сопротивляется деформации при воздействии на нее внешних сил. Обычно модуль упругости измеряется в паскалях (Па) или мегапаскалях (МПа).
Параметры, от которых зависит упругость древесины
Значение модуля упругости древесины зависит от многих факторов, включая ее влажность, направление волокон, плотность и породу. В среднем, модуль упругости древесины составляет от 10 до 20 ГПа (гигапаскалей) для мягких пород древесины, таких как сосна, и от 20 до 30 ГПа для твердых пород, таких как дуб.
Также значение модуля упругости древесины может различаться в зависимости от вида древесины и направления, в котором происходит деформация. Например, модуль упругости для древесины сосны в направлении волокон может составлять около 11 ГПа (гигапаскалей), в то время как модуль упругости для той же древесины перпендикулярно направлению волокон составляет около 0,7 ГПа.
Данный параметр имеет важное значение при проектировании конструкций из дерева, таких как дома, мосты, мебель и т.д. Оно также используется для оценки качества древесины и определения ее ценности. Знание модуля упругости древесины может быть полезно для инженеров и дизайнеров, которые работают с древесиной при проектировании конструкций и мебели. Он также может быть полезен для измерения прочности древесины в лесопильной промышленности.
Нормативная документация
В области использования древесины существует ряд нормативной документации, которая определяет требования к качеству и свойствам древесины, а также устанавливает правила ее применения. Некоторые из этих документов перечислены ниже:
- ГОСТ 26002-83 «Древесина. Методы определения физических свойств» — устанавливает методы определения физических свойств древесины, включая плотность, влажность, модуль упругости и др.
- ГОСТ 8486-86 «Древесина пиломатериалы. Технические условия» — определяет требования к качеству и размерам древесины пиломатериалов.
- СП 63.13330.2012 «Деревянные конструкции» — устанавливает правила проектирования и монтажа деревянных конструкций в строительстве.
- СП 119.13330.2018 «Деревянные дома» — устанавливает правила проектирования, строительства и эксплуатации деревянных жилых домов.
- ASTM D 143-14 » Standard Test Methods for Small Clear Specimens of Timber » — американский стандарт, который определяет методы испытаний малых образцов древесины на различные свойства, включая упругость.
- EN 338 » Structural timber — Strength classes » — европейский стандарт, который определяет классы прочности древесины для использования в конструкциях.
Знание этих нормативных документов и их требований является важным при проектировании и строительстве объектов из дерева, чтобы обеспечить безопасность и надежность конструкций.
2.1 СНиП II -25-80. Деревянные конструкции. Строительные нормы и правила
СНиП II -25-80 — это нормативный документ, который устанавливает требования к проектированию, строительству, эксплуатации и ремонту деревянных конструкций в строительстве. Он был разработан в Советском Союзе в 1980 году и является одним из основных нормативных документов в области деревянного строительства.
Некоторые из основных положений СНиП II -25-80:
- Деревянные конструкции должны соответствовать требованиям прочности, устойчивости и долговечности.
- Проектирование и изготовление деревянных конструкций должны выполняться с учетом свойств древесины и ее возможностей, а также с учетом технологических особенностей производства.
- Конструктивные решения должны обеспечивать надежность и устойчивость деревянных конструкций при возможных нагрузках, в том числе при пожаре.
- Допустимые напряжения и деформации в деревянных конструкциях должны соответствовать установленным нормам и требованиям безопасности.
- Деревянные конструкции должны иметь необходимую степень защиты от пожара, влаги, грибка и насекомых.
СНиП II -25-80 устанавливает также требования к прочности и устойчивости элементов деревянных конструкций, различным типам соединений и креплений, а также к сечению и размерам конструкций. Кроме того, документ содержит рекомендации по выбору материалов, противопожарной защите и снижению воздействия агрессивных факторов на деревянные конструкции.
2.2 ГОСТ 16483.9-73 Древесина. Методы определения модуля упругости при статическом изгибе
ГОСТ 16483.9-73 — это государственный стандарт СССР, который устанавливает методы определения модуля упругости при статическом изгибе для различных типов древесины.
Согласно ГОСТ 16483.9-73, модуль упругости при статическом изгибе определяется путем измерения прогиба древесины при нагрузке и расчета момента инерции и поперечной поверхности сечения образца древесины. Модуль упругости ( E ) рассчитывается по формуле:
● где P — нагрузка, приложенная к образцу древесины;
● L — расстояние между опорами на которых держится образец древесины;
● b — ширина образца древесины;
● h — высота образца древесины;
● δ — прогиб образца древесины под нагрузкой.
Этот метод применяется для определения модуля упругости при статическом изгибе для образцов древесины, которые имеют прямоугольное сечение. Для различных видов древесины устанавливаются требования к размерам образцов и к значениям нагрузки, которые применяются при испытаниях.
ГОСТ 16483.9-73 является важным стандартом для оценки прочности и устойчивости древесины при проектировании и строительстве деревянных конструкций, а также для контроля качества древесины в лесопильной промышленности.
Модуль упругости дерева
Модуль упругости дерева (или модуль Юнга) — это величина, которая характеризует упругие свойства дерева и описывает, насколько сильно материал деформируется под воздействием нагрузки. Модуль упругости выражается в Паскалях (Па) и определяется как отношение напряжения (силы, действующей на материал) к относительному удлинению (деформации) материала:
Где E — модуль упругости дерева, σ — напряжение в дереве, а ε — относительное удлинение материала.
Значение модуля упругости зависит от многих факторов, включая породу дерева, направление нагрузки, влажность и температуру окружающей среды. Обычно значения модуля упругости дерева лежат в диапазоне от 1 до 20 ГПа (гигапаскалей).
Знание модуля упругости дерева важно при проектировании и строительстве деревянных конструкций, таких как балки, колонны и перекрытия. Например, знание модуля упругости позволяет инженерам рассчитать максимальную нагрузку, которую может выдержать конструкция, и определить оптимальный размер элементов конструкции.
Модуль упругости древесины основных пород
Модуль упругости древесины может различаться в зависимости от породы дерева. Ниже приведены значения модуля упругости для некоторых основных пород древесины (в МПа):
Значения модуля упругости древесины могут также варьировать в зависимости от конкретной партии древесины и условий ее эксплуатации. Поэтому для конкретных расчетов необходимо использовать значения, полученные при тестировании образцов древесины из конкретной партии при заданных условиях.
Знание модуля упругости древесины различных пород позволяет выбирать наиболее подходящую породу для конкретной конструкции, а также проводить более точные расчеты ее прочности и устойчивости.
Модуль сдвига основных пород древесины
Модуль сдвига древесины — это величина, которая характеризует ее упругие свойства при сдвиге, то есть при приложении перпендикулярной направлениям волокон нагрузки. Она также выражается в Паскалях (Па).
Значения модуля сдвига древесины для некоторых основных пород дерева (в МПа) приведены ниже:
Значение модуля сдвига дерева может также варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как влажность, температура и порода древесины.
Знание модуля сдвига дерева необходимо для расчетов устойчивости конструкций при сдвиге и выбора соответствующих методов и материалов для изготовления элементов конструкции.
Пластичность древесины
Пластичность древесины — это способность материала подвергаться пластической деформации без разрушения при приложении нагрузки. Она выражается как максимальная деформация, которую может выдержать материал без разрушения.
Древесина является достаточно пластичным материалом, что позволяет ей гибко подстраиваться под изменения нагрузок, но при достижении предела пластичности начинается необратимая деформация, которая может привести к разрушению материала.
Значения пластичности древесины могут варьироваться в зависимости от породы, влажности и других факторов. Некоторые породы древесины, например, являются более пластичными, чем другие. Однако, обычно пластичность древесины невысокая по сравнению с металлическими материалами.
Знание пластичности древесины позволяет учитывать ее свойства при проектировании конструкций, особенно при расчетах на устойчивость и гибкость элементов конструкции.
Коэффициент Пуассона
Коэффициент Пуассона — это безразмерная величина, которая характеризует отношение относительного изменения диаметра к относительному изменению длины при одновременном растяжении материала в направлении одной из осей.
В случае древесины коэффициент Пуассона обычно составляет от 0,2 до 0,3. Это означает, что при растяжении вдоль одной из осей, диаметр древесины изменяется меньше, чем длина. Однако, значения коэффициента Пуассона могут варьироваться в зависимости от породы дерева, влажности, температуры и других факторов.
Знание коэффициента Пуассона необходимо для расчетов упругих и деформационных свойств древесины, а также для определения ее поведения при действии нагрузок в различных направлениях. Он также используется в проектировании конструкций из древесины, таких как балки, ростверки и другие элементы.
Модуль упругости фанеры
Модуль упругости фанеры зависит от породы древесины, из которой изготовлена фанера, а также от толщины и количества слоев фанеры.
Обычно, модуль упругости фанеры составляет примерно 6000-8000 МПа. Однако, значения могут варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как тип клея, применяемый при изготовлении фанеры, влажность древесины и температура окружающей среды.
Знание модуля упругости фанеры важно для расчетов прочности и устойчивости конструкций, в которых используется фанера. Он также может быть использован при определении оптимальной толщины фанеры для конкретных условий эксплуатации.
- Благодарности
- Как купить
- Калькулятор расчета материалов
- Политика конфиденциальности
- О нас
- Доставка
- Переборка лесопиломатериала
- Связаться с нами
- Возврат товара
- Карта сайта
- Доставка пиломатериалов в МО
Источник