Особенности работы древесины на растяжение вдоль волокон
Малый стандартный образец для испытаний древесины на растяжение, диаграмма работы и характер разрушения образца показаны на рис.3.1. Максимальный предел прочности древесины на растяжение вдоль волокон при испытаниях малых стандартных образцов достигает 200 МПа, средний временный предел прочности - 100 МПа (рис. 3.1,6), что сопоставимо с показателями некоторых марок стали. Прочность древесины реальных элементов конструкций резко снижается за счёт неоднородности строения древесины. Особенно опасны при растяжении сучки на кромках с выходом на ребро и наличие косослоя. Сучки являются концентраторами напряжений. При косослое растягивающее усилие раскладывается на две составляющие: вдоль наклонно расположенных волокон и перпендикулярно к ним. Это вызывает растяжение поперек волокон, скалывание и сдвиг. Допускаемый косослой лежит в пределах 7... 15 мм на 1 м длины элемента.
С учетом приведенных выше факторов коэффициент однородности древесины при растяжении принимается 0,275, а расчётное сопротивление на растяжение составляет для 1-го сорта всего 10 МПа - для не клееных элементов (брусчатых, дощатых) и 12 МПа - для клееных деревянных элементов.
Диаграмма работы древесины на растяжение вдоль волокон (см. рис.3.1,б) имеет незначительную кривизну. Деформации возрастают прямо пропорционально напряжениям почти до момента разрушения, которое происходит при очень малых деформациях - всего 0,7% от первоначальной длины. Разрушение растянутых элементов происходит хрупко, в виде почти мгновенного разрыва наименее прочных волокон по пилообразной поверхности (рис.3.1,г).
Предел прочности древесины на растяжение поперек волокон в 12... 17 раз меньше, чем при растяжении вдоль волокон вследствие анизотропии строения древесины. Расчётное сопротивление древесины на растяжение поперек волокон нормируется в СНиП [2] только для клееной древесины. Расчетное сопротивление клееной древесины сосны 1-го сорта под углом а к волокнам можно определит по графику на рис. 3.1,в.
На центральное растяжение работают нижние пояса и растянутые раскосы ферм при узловой нагрузке, затяжки арок и другие элементы.
А.В. Калугин, Деревянные конструкции. Издательство Ассоциации строительных Вузов, Москва, 2003