Свойства древесины. Часть 1

Плотность. Древесина относится к классу легких конструктивных материалов. Ее малая плотность определяется трубчатопористым строением и зависит от относительного объема отверстий, пор и содержания в них влаги. Стандартная плотность древесины должна определяться при влажности 12%. Она колеблется в пределах одной породы и одного ствола.

Свежесрубленная хвойная древесина имеет плотность 850кг/мэ. Расчетная плотность древесины большинства хвойных пород в составе конструкций, эксплуатируемых в помещениях с нормальной влажностью воздуха, принимается равной 500 кг/м³, а в помещениях с влажностью воздуха более 75% и на открытом воздухе — 600 кг/м³.

Прочное. По прочности древесина относится к среднепрочным конструктивным материалам, однако ее относительная прочность с учетом малой плотности позволяет сравнивать ее со сталью. Прочность древесины определяется ее трубчатоволокнистым, анизотропным и неоднородным строением и характеризуется значительными колебаниями в зависимости от породы, расположения в составе ствола и процентного содержания поздней древесины. Прочность и плотность древесины связаны прямой пропорциональностью.

Прочность древесины очень зависит от направления действия усилий по отношению к направлению волокон. При действии усилий вдоль волокон, оболочки клеток работают в самых благоприятных условиях и древесина показывает наибольшую прочность. Например, средний предел прочности древесины сосны без пороков составляет при растяжении 100 МПа, при изгибе — 75 МПа и при сжатии — 40 МПа.

При действии же усилий поперек волокон они легко сплющиваются или расслаиваются, поэтому прочность древесины при растяжении, сжатии и скалывании в этом случае не превосходит 6,5 МПа. Неоднородность строения, наличие пороков значительно (примерно на 30%) снижают прочность древесины при сжатии и изгибе и особенно (примерно на 70%) при растяжении.

Длительность действия нагрузки существенно влияет на прочность древесины. При неограниченно длительном нагружении ее прочность, характеризуемая пределом длительного сопротивления, составляет только 0,5 от предела прочности при стандартном кратковременном нагружении. Наибольшую прочность, в 1,5 раза превышающую кратковременную, древесина показывает при кратчайших ударных и взрывных нагрузках.

Вибрационные нагрузки, вызывающие в древесине переменные по знаку напряжения, тоже снижают ее прочность. Предел выносливости, при котором древесина может выдерживать неограниченное количество циклов таких нагрузок, составляет 0,2 от предела прочности.