Сорта древесины в зависимости от пороков

Лекция 2

    Древесина — ценный конструкционный строительный мате­риал, продукт лесов, запасы которого могут возобновляться пос­ле его рациональных заготовок. Обширные леса занимают почти половину территории России. Таким образом, по площади лесов наша страна находится на первом месте в мире (~ 40% мировых запасов). Основная масса лесов, около 73%, расположена в районах Сибири,  Дальнего Востока и в северных областях европейской части страны.

Примерно  3/4 наших лесов состоят из наиболее ценных для строительства хвойных пород. Лиственные породы составляют около 1/4 площади лесов. Наиболее распространенной лиственной породой является береза.

Лиственница	37%
Сосна	19%
Ель, пихта	20%
Кедр	8%
Береза	13%

 

Заготовленный лес в виде отрезков стандартной длины достав­ляют автомобильным, железнодорожным и водным транспортом или путем сплава по рекам и озерам на деревообрабатывающие предприятия. Там из него изготовляют пиленые материалы, фане­ру, древесные плиты, деревянные конструкции и строительные детали. Экономически целесообразно снабжать строительные объек­ты пиломатериалами, готовыми изделиями и конструкциями, а не круглым лесом.

Количество древесины, заготавливаемой в нашей стране, обеспечивает потребности в деревянных строительных конструкциях и деталях. При этом, при лесозаготовках и обработке древесины образуется большое количество отходов, эффективное использование которых имеет большое хозяйственное значение. Изготовление из отходов древесины изоляционных древесноволокнистых, древесностружечных плит, широко применяемых в строительстве, позволяет экономить большое количество деловой древесины.

Волокнисто - трубчатым строением древесины объясняются явления изменения ее влажности, усушки и разбухания.
Строение древесины влияет также на такие показатели как плотность, теплопроводность и термические свойства. Как и любой строительный материал, древесина обладает положительными и отрицательными качествами. Их необходимо учитывать при выборе породы древесины, проектирования конструкций и сооружений и их эксплуатации.
 Качество лесоматериалов оп­ределяется в основном степенью однородности строения древеси­ны, от которой зависит ее проч­ность. Неоднородность строения древесины возникает в процессе роста дерева, хранения лесомате­риалов на складах, сушки, обра­ботки и в процессе эксплуатации конструкций. Степень однородности древесины определяется размерами и количеством участков, где однородность ее строения нарушена и прочность снижена.Такие участки называют пороками.

 

 

Конструктивные особенности деревянных конструкций

        

Для изготовления деревянных конструкций следует применять преимущественно древесину хвойных пород.

Хвойная древесина.

Плюсы хвойных пород деревьев:

    - прямые высокие стволы (хлысты более 6 м);

    - малое количество сучков;

    - большое содержание смолы (против увлажнение и загнивания).

По качеству:

Сосна - Ель - Лиственница - Кедр - Пихта

Лиственная древесина.

Минусы:

    - менее прямослойная (l max = 4,5 м);

    - большое количество сучков;

    - мало смолы (больше подвержена загниванию).

Твердолиственные:                                       

1. Акация;                                        

2. Дуб, ясень, клен;                    

3. Береза, бук, вяз.                          

Мягколиственные.

Ольха, осина, тополь, липа.                  

По качеству: древесина для несущих элементов деревянные конструкции должны удовлетворять требованиям Государственных стандартов:

    ГОСТ - 8486 – 86 * Е «Пиломатериалы хвойных пород ТУ»;

    ГОСТ - 2695 – 83 «Пиломатериалы лиственных пород ТУ»;

    ГОСТ - 24454 - 80 * Е «Пиломатериалы хвойных пород» (сортамент).

 

Применение

 

     В строительстве лесоматериалы от общего объема производства древесины используют для изготовления:     

        

 

1	Конструктивных элементов (фермы, балки, прогоны, обрешетка, стропила, стены, перегородки и т.п.)	≈ 36 %
2 2	Столярных и погонажных изделий (оконные и дверные блоки, ворота, встроенная мебель, полы, фасонный погонаж, внутренняя отделка)	≈ 30 %
3	На вспомогательные строительные работы (леса, подмости, опалубка, подпорки, времянки и т.п.)	≈ 34 %

 

Порядка 20 % древесины используется в круглом виде, остальное количество в виде различных изделий, пиломатериалов, плитных материалов.

 

Стандартные определения механических характеристик древесины проводят на малых образцах по методикам, строго регламентированным соответствующим ГОСТами. При этом для испытания древесины применяют малые, чистые (т.е. без пороков) образцы.

 

Стандартные образцы для испытания древесины:

а – на растяжение; б – на изгиб; в – на сжатие вдоль волокон;  г – на скалывание вдоль волокон; д – на сжатие поперек волокон

 

 

Длительное сопротивление древесины

а – кривая длительного сопротивления древесины сосны; б – деформации древесины во времени; 1 – при σ › R дл; 2 – при σ ‹ R дл; (R дл ≈ 0,6 R пр)

Материалы из древесины

 

а – пиленые; б – круглые; 1 – пласть; 2 – торец; 3 – кромка; 4 – брус; 5 – толстая; доска; 6 – тонкая доска; 7 – брусок; 8 – бревно; 9 – пластина; 10 – бревно окантованное; 11 – диаметр менее 14 см – подтоварник; 12 – диаметр менее 7 см жердь.

 

Сорта древесины в зависимости от пороков

 

Сорта пиломатериалов по качеству древесины, определяемые основными пороками: а, б, в – 1, 2, 3-й сорта; 1 – наклон волокон, 2 - сучки

 

Пороки – участки, где однородность древесины нарушена.

 

 

Расчетные сопротивления древесины сосны (кроме веймутовой), ели, лиственниц европейской и японской, эксплуатируемый при температуре до 35 °С, Мпа (1 Мпа = 10 кгс/см²)

Напряженное состояние и характеристика элементов	Обозна-чение	Сорта
		1	2	3
1.Изгиб, сжатие и смятие вдоль волокон: а) элементов прямоугольного сечения шириной 11…13 см и высотой 11…50 см; б) то же, шириной › 13 и высотой › 13… ≤ 50 см; в) то же, высотой до 50 см (за исключением указательных в п.п а, б); г) элементов круглых лесоматериалов без врезок в расчетном сечении;	,	15 16 14   -	14 15 13   16	10 11 8,5   10
2. Растяжение вдоль волокон а) неклееных элементов заводского изготовления; б) то же, построечного; в) клееных элементов;		10 7 12	7 5 9	- - -
3. Сжатие и смятие поперек волокон по всей площади		1,8	1,8	1,8
4. То же, местное: а) в опорных частях конструкций, лобовых врубках и узловых примыканиях элементов; б) под шайбами при углах смятия от 90 до 60 °С		3 4	3 4	3 4
5. Скалывание вдоль волокон: а) при изгибе неклееных элементов; б) то же, клееных; в) в лобовых врубках для максимального напряжения; г) местное в клеевых соединениях для максимального напряжения		1,8 1,6 2,4   2,1	1,6 1,5 2,1   2,1	1,6 1,5 2,1   2,1
6. Скалывание поперек волокон: а) в соединениях неклееных элементов; б) то же, клееных		1 0,7	0,8 0,7	0,6 0,6
7. Распоряжение поперек волокон в клееных элементах		0,35	0,3	0,25