Розділ «4. ВПЛИВ СУЧКІВ ТА ТРІЩИН НА МЕЖУ МІЦНОСТІ ТА ДЕФОРМАТИВНІСТЬ КРУГЛИХ СОРТИМЕНТІВ»

Аналізуючи табл. 4.2, можна сказати, що загалом тріщини зменшують міцність деревини на незначну величину - 1-3 %. В той же час, проведені дослідження виявили, що на межу міцності за стиску за наявності тріщин, більший вплив чинить підвищена вологість деревини, знижуючи її для Рівненської області на 51,2 %, для Житомирської та Київської відповідно на 40,5 % та 39,3 % [173].

4.2. Вплив сучків на деформативність сортиментів у разі стиску вздовж волокон за дії повторного статичного навантаження

Будівельні конструкції та їх елементи за час використання періодично, а іноді і постійно, піддаються дії повторного статичного навантаження. Дослідження впливу повторних навантажень на деформативність викликана необхідністю розрахунку елементів дерев'яних конструкцій. Вперше детальні дослідження були проведені Ю. М. Івановим [174, 175, 176] за різних механічних станах деревини, коли деформації пропорційні напруженням та за межами пружної роботи деревини, тобто за появи необоротних змін та залишкових деформацій. Випробування проводилися на деревині сосни за стиску вздовж волокон у зразках більших за стандартні. При цьому було встановлено закономірності у розвитку еластичних та залишкових деформацій.

Дослідженням деформативності деревини сосни круглого поперечного перерізу будівельних розмірів, з урахуванням вад, майже не приділяли уваги. Лише [177] наведено результати досліджень, проведених на зразках деревини, заготовлених у Київській області. Для встановлення закономірностей розвитку деформацій для більш широкого ареалу зростання сосни, були проведені аналогічні дослідження на зразках, заготовлених у Житомирській та Рівненській областях. Згідно методики навантаження зразків відбувалося повільно з рівномірною швидкістю, і при досягненні прийнятої верхньої межі навантаження припиняли, а потім плавно знімали. До зразків було застосовано 30-ти кратне прикладання навантаження (рис. 4.8). Деформацію при навантаженні та розвантаженні реєстрували за першого, другого, п'ятого, 10-го, 20-го та 30-го циклах навантаження через рівні інтервали навантаження. Кожний наступний цикл навантаження відбувався після розвантаження зразка та відпочинку його протягом 5 хв.

Рис. 4.8. Випробування зразка на деформування в разі стиску вздовж волокон під час дії повторного статичного навантаження

Навантаження за верхньої межі прийнято рівним 16,5 МПа, що відповідає у середньому 0,68 від умовної межі пропорційності та 0,55 від межі міцності.

За першого циклу навантаження контрольних зразків обох партій з вологістю вище межі насичення клітинних стінок деформації мали меншу зменшувалися (табл. 4.3). Для зразків з Рівненської області деформації контрольних зразків зменшилися з першого по 30-й цикл на 8,1 %, для Житомирської відповідно - 8,5 %.

Таблиця 4.3. Деформація деревини за стиску вздовж волокон за дії повторного статичного навантаження. W>30 %

Деформації зразків, які походили з Житомирської області з сучками сітр= 40 мм за першого циклу навантаження були більше контрольних на 7,1 % в кінці випробувань зменшилась на 6,1 %; деформація зразків з сучками 0^ = 69 мм була більшою у порівнянні з контрольними зразками на 8,7 % і до кінця випробувань зменшилась на 6,3 %.

Деформації зразків з Рівненської області, що мали сучки 0^ = 39 мм деформувалися за першого циклу навантаження більше за контрольні на 6,3 % в кінці випробувань зменшилась на 5,8 %. Деформація зразків з сучками 0^р= 70 мм була більшою у порівнянні з контрольними зразками на 10,9 % і в кінці випробувань зменшилась на 6,6 %.

У першому циклі, після зняття навантаження мали місце пружні деформації контрольних зразків, які у наступних циклах навантаження поступово зменшувалися, а після 20-го циклу зникали. У зразках з сучками зі збільшенням розмірів сучків деформація також зростала і була більшою за деформацію контрольних зразків, майже у 1,5 рази. У наступних циклах, деформація після зняття навантаження мала місце і величина її при кожному циклі була приблизно однаковою.

За отриманими даними були побудовані криві деформацій контрольних зразків та зразків з сучками за різної вологості (рис 4.8). Сумарна деформація після зняття навантаження після 30-кратного прикладання повторного статичного навантаження у контрольних зразків майже не відрізнялася від регіону походження деревини і в середньому становила 3,72. У зразків з сучками 0^р= 40 мм та 0^р= 39 мм - вона більше за контрольні у 2,4 та 3 рази, а у зразків з більшими сучками 0^р= 69 мм та оС= 70 мм відповідно ще більше тобто у 3,8 та 4 рази.

Показовим є постійна наявність деформацій після зняття навантаження у зразках з сучками. Після випробувань у період "відпочинку" деформація у зразках з сучками на протязі 40-60 хв повністю відновлювалася і зразки поверталися до попередніх розмірів. Це свідчить, що спостерігалися пружні деформації, які накопичувалися при багаторазовому прикладанні навантаження.

Для визначення впливу вологи на деформацію деревини за стиску вздовж волокон в разі дії повторного статичного навантаження були досліджені зразки деревини висушені до вологості 17 %. Було випробувано по 11 зразків з сучками з кожної області та по 6 контрольних (табл. 4.4). Зразки були розділені на 2 партії залежно від розмірів сучків. Випробування проводилися аналогічно до мокрої деревини.

Таблиця 4.4. Деформація деревини при стиску вздовж волокон за дії повторного статичного навантаження. W=17 %

Після висушування спостерігається зменшення деформації, як для контрольних зразків, так і для зразків з сучками, приблизно на 20 %. Відмічено незначний ріст деформацій із збільшенням розмірів сучків. За другого циклу навантаження відбувається інтенсивне зменшення деформацій, а потім воно відбувається поступово (рис. 4.8). Залишкова деформація за другого циклу зменшується майже у 2 рази і в наступних спостерігається поступове її зменшення.

Рис. 4.8. Деформація деревини з сучками 0^=39-42 мм при навантаженні за різної вологості на прикладі Рівненської області

Необхідно відмітити, що на відміну від контрольних зразків, з вологістю вище межі насичення клітинних стінок, суха деревина після 30-го циклу навантаження, має залишкові деформації. Загальна величина залишкових деформацій висушеної деревини, після першого циклу навантаження, вище ніж вологої для всіх контрольних майже у 2 рази, а для зразків з сучками 0^= 41-42 мм у 1,5 рази, та у зразках з сучками 0^р= 7173 мм більша на 18 % (рис. 4.9). Повні та залишкові деформації у зразках з сучками у порівнянні з контрольними зразками мають меншу величину.

Вочевидь, сучок, який має більшу щільність, виступає як клин, що зменшує деформативність деревини. Армуючу роль сучка для дощок відмічав і В. Н. Волинский [87]. Сучок та супутній йому завиток можуть принципово змінити всю картину напружень у зразку, що стискається, аж до збільшення міцності зразка по відношенню до прямолінійного зразка.

Рис. 4.9. Деформація деревини з сучками 0^=39-42 мм при знятті навантаження за різної вологості на прикладі Рівненської області