Механические свойства древесины

Прочность древесины как анизотропного материала волокнистого строения имеет большое различие вдоль и поперек волокон (при растяжении вдоль волокон в 20—30 раз, а при сжатии в 5-—10 раз больше, чем поперек волокон). Прочность древесины зависит

где Рраз — максимальная разрушающая нагрузка, Н (кгс); а и b — размеры поперечного сечения образца, м(см).

Прочность при сжатии поперек волокон определяют на образцах тех же размеров. Так как при сжатии поперек волокон происходит поперечное смятие волокон древесины без явного разрушения стенок (подобно смятию пучка соломы, камыша и т. п.), за прочность древесины при сжатии поперек волокон принимают условный предел прочности, равный наибольшему напряжению, при котором еще наблюдается прямолинейная зависимость между напряжением и деформацией (ГОСТ 16483. 11—72).

Условный предел прочности древесины при сжатии поперек волокон составляет примерно 0,1—0,3 от предела прочности вдоль волокон.

Прочность древесины при растяжении вдоль волокон в 2—3

раза выше прочности при сжатии в этом направлении и значительно превышает (в 20—30 раз) прочность при растяжении поперек волокон, что объясняется слабой связью между волокнами в поперечном направлении. Прочность древесины при растяжении для одной и той же породы мало изменяется от влажности, но существенно зависит от строения древесины (длины и угла наклона волокон к направлению действующей силы, содержания лигнина и т. п.) и особенно от наличия некоторых пороков (сучки, косослой и др.).

Прочность при статическом изгибе у древесины в 1,5—2 раза превышает прочность при сжатии вдоль волокон, но меньше, чем прочность при растяжении, и находится у различных пород в пределах 50—100 МПа.

Прочность древесины при скалывании и перерезании имеет важное значение для соединения деревянных элементов (для врубок, шпонок, нагелей и т. д.).

При скалывании вдоль волокон прочность самих древесных волокон практически не нарушается, а разрушение древесины происходит вследствие нарушения сцепления между волокнами. При испытании же на перерезание внешние силы, направленные перпендикулярно волокнам, стремятся перерезать их, поэтому сопротивление древесины скалыванию значительно меньше (в 3—4 раза), чем перерезыванию. Предел прочности при скалывании вдоль волокон составляет 12—25 % от предела прочности при сжатии в этом же направлении.

В связи с тем что механические свойства древесины зависят от влажности, для сравнения дома рубленные под ключ, результатов испытаний прочность древесины при фактической влажности приводят к прочности при стандартной 12 %-ной влажности (при необходимости к 15 %-ной).