Особенности работы древесины при статическом изгибе
Малый стандартный образец для испытаний, диаграмма работы и эпюры нормальных напряжений по высоте поперечного сечения элемента при различных стадиях загружения образца при изгибе даны на рис. 3.3. Средний временный предел прочности при статическом изгибе занимает промежуточное положение между его значениями при растяжении и сжатии и равен примерно 75 МПа.
При изгибе зависимость Р - f криволинейная, без явно выраженного прямолинейного участка. Поперечный изгиб происходит со значительными прогибами и сопровождается перераспределением напряжений по сечению изгибаемого элемента на разных этапах загружения. В начальной стадии нагружения древесина работает упруго, и эпюра напряжений имеет линейный характер. На втором этапе эпюра напряжений становится криволинейной, и нейтральная ось смещается в сторону растянутой кромки. На этой упругопластической стадии работы элемента начинается смятие в крайних волокнах сжатой зоны, где появляются характерные складки. На последнем этапе загружения зона пластичности развивается в глубь сечения, нейтральная ось еще больше смещается к растянутой кромке, разрушение происходит от разрыва крайних растянутых волокон.
Пороки древесины, длительное действие нагрузок и другие факторы уменьшают прочность древесины на изгиб в реальных конструкциях примерно в такой же степени, что и при сжатии, поэтому современные нормы не делают различия между расчётной прочностью древесины на сжатие и изгиб (см. табл. 3.1).
В нормах учитывается также, что в брусьях имеется меньше перерезанных при распиловке волокон, чем в досках, а в бревнах их нет, поэтому для таких элементов расчётные сопротивления повышены. Кроме того, прочность при изгибе, при прочих равных условиях, зависит от формы поперечного сечения элементов и отношения - для элементов прямоугольного сечения. На изгиб работают многие конструктивные элементы: балки, настилы. Изгибаемые элементы работают надежно и предупреждают об опасности обрушения заранее большими прогибами.
А.В. Калугин, Деревянные конструкции. Издательство Ассоциации строительных Вузов, Москва, 2003