Сопротивления древесины

За исходные характеристики прочности древесины принимаются показатели временного сопротивления, полученные на основании испытаний малых образцов из чистой древесины или крупных образцов из пиломатериалов и круглого леса. Второй способ не применим при определении прочностных характеристик в реальных конструкциях, когда невозможно выпилить крупные образцы.

На основании проведенных испытаний малых образцов строится гистограмма, а затем график распределения прочности, который подчиняется нормальному закону распределения Гаусса. По графику определяется среднее временное сопротивление (предел прочности) по формуле . СНиП II-25-80 рекомендует определять с обеспеченностью 95%, при этом, учитывая опыт эксплуатации, - величина, зависящая от принятого уровня обеспеченности и вида функции плотности распределения показателей. Тогда нормативные значения малых образцов из чистой древесины определяются из условия

где - коэффициент вариаций;

- среднеквадратичное отклонение;

отклонение от среднеарифметического значения;

число образцов.

Переход от показателей прочности малых стандартных образцов из чистой древесины к прочности натуральных пиломатериалов осуществляется путем введения соответствующих понижающих коэффициентов, учитывающих влияние пороков и увеличение размеров рабочего сечения .

Коэффициенты и определяются на основании полученных опытным путем зависимостей:

1. с учетом расположения сучков отношение площадей при сжатии и растяжении; отношение моментов инерции при изгибе. Найденные значения зависят не только от сортности материала, но и от вида напряженного состояния и изменяются в пределах от 0,2 до 0,78.

2. по данным сравнительных испытаний малых и больших образцов из чистой древесины. Значения коэффициента колеблются в пределах от 0,6 до 0,95.

Нормативное сопротивление натуральных сортных лесоматериалов находится из равенства

Учитывая, что доверительная вероятность (обеспеченность) расчетного сопротивления должна быть выше, чем нормативного сопротивления (по СНиП 99%), вводится коэффициент надежности. Расчетное сопротивление определится по формуле

где коэффициент надежности по материалу, учитывающий отклонение в сторону меньших значений прочности материала с более высокой обеспеченностью, чем нормативные значения.

коэффициент, учитывающий степень ответственности строительного объекта;

m_дл - коэффициент, учитывающий влияние длительности приложения нагрузки, т.е. коэффициент перехода от прочности древесины при кратковременных испытаниях к ее прочности в условиях длительно действующих постоянных и временных нагрузок за весь срок службы конструкций (m_дл=0,66).

Влияние на прочность материала условий эксплуатации и особенностей работы, отличающихся от принятых для базовых расчетных сопротивлений, учитывается умножением на коэффициенты условий работы:

коэффициент, учитывающий различную прочность древесины разных пород, отличающихся от прочности сосны и ели;

коэффициенты, учитывающие температурно-влажностный режим эксплуатации, в зависимости от которого все здания и сооружения делятся на категории: отапливаемые помещения с температурой до 35°С с различной влажностью, внутри не отапливаемых помещений с различной влажностью; на открытом воздухе; повышенная влажность;