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

Розміри зміщення складки руйнування у бік опори в балках з мутовчастим розташуванням сучків в небезпечному перерізі збільшуються, оскільки у них площа поперечного перерізу до мутовки та після неї відрізняються.

Бокові тріщини всихання можуть бути односторонні та двосторонні радіально спрямовані, мати різну глибину та довжину. Дослідження їх впливу на межу міцності за статичного згину проводили на зразках, які мали вологість вищу за межу насичення клітинних стінок та були висушені до 1618 %. Тріщини у зразках мокрої деревини утворювали штучно. Загалом було досліджено по 10 зразків діаметром від 10 до 15,2 см з тріщинами глибиною до анатомічного центру, з тріщинами по всій довжині зразка, з тріщинами до 1/2 довжини зразка та контрольні зразки без тріщин (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Зразок з тріщиною під час випробування

Довжина зразків коливалася в межах 1200-1500 мм, відстань між мутовками - 60-70 см. З метою прискорення виникнення тріщин всихання зразки були висушені жорстким режимом. Для утворення тріщин глибиною до 1/2 діаметра застосовували штучний метод.

Зразок навантажували посередині між мутовками. Площину тріщин орієнтували паралельно та перпендикулярно згинаючого зусилля. Результати випробувань для зразків, відібраних у Рівненській області наведено в табл. 4.8. - для мокрої деревини, та у табл. 4.9 - для підсушеної деревини.

Видно, що у лісоматеріалах з круглим поперечним перерізом поодинокі бокові тріщини глибиною до анатомічного центру при дії згинаючого зусилля паралельно та перпендикулярно відносно їх площини сприяють незначному зниженню міцності - на 3-4 %, як у вологих, так і підсушених зразках.

Таблиця 4.8. Межа міцності зразків з тріщинами при статичному поперечному згині за вологості W>30%

У разі випробувань, відмічено підвищення міцності підсушених зразків порівняно з вологими в середньому на 29 % (табл. 4.9).

За даними Л. М. Перелигина [23] , зниження міцності деревини дощок та брусу під впливом тріщин, площина яких співпадає з напрямком згинаючого зусилля є незначним, а у випадках, коли площина тріщини розташована перпендикулярно до напрямку згинаючого зусилля, зниження межі міцності досягає 43 %.

Таблиця 4.9. Межа міцності зразків з тріщинами за статичного поперечного згину за вологості W = 16-18 %

Аналогічні залежності отримані В. П. Левченко [128] для зразків відібраних в Київській області, який відмічав, що вплив однобічних бокових тріщин глибиною до 1/2 діаметра торця на межу міцності за статичного згину круглих балок незалежно від напрямку згинаючого зусилля відносно їх площини не мають значного впливу.

4.4. Деформативність круглих сортиментів під час статичного поперечного згину у разі дії повторного навантаження

Дерев'яні елементи конструкцій досить часто піддаються дії повторних статичних навантажень, тому закономірності деформування їх мають велике практичне значення. Для вивчення деформацій, в даному випадку прогинів лісоматеріалів, як і в попередніх випробуваннях, використані лісоматеріали з круглим поперечним перерізом, довжиною до трьох метрів із здоровими зрослими з деревиною сучками. Було випробувано три партії балок з діаметрами у межах від 10,3 до 14,8 см. У кожній партії випробувано по шість ділянок без сучків та шість з сучками <¥% = 37 - 41мм, ^ = 1,20.

Вологість зразків перевищувала межу насичення клітинних стінок ¥>30 %. Для виявлення впливу вологості на прогин деревини за статичного поперечного згину, також були досліджені зразки з вологістю, яка становила ¥=17±3 %. Діаметр висушених зразків коливався у межах від 9,9 до 14,3 см. Сучки у всіх партіях були приблизно однакових розмірів. Оскільки наведені вище дослідження дозволили визначити небезпечне розташування сучків в розтягнутій зоні, то випробування на деформативність були проведені саме на розтяг. При цьому великі сучки в мутовці розташовували у розтягнутій зоні посередині проліту між опорами. Відстань між якими прийнято 1000 мм, ділянки балок піддавали 30-ти циклам навантаження. Прогин визначали за першого, другого, п'ятого, 10-го, 20-го, 30-го циклах на початку навантаження, до досягнення верхньої межі та після знаття навантаження. Балки після випробувань знаходилися протягом 12 годин у вільному стані. При цьому реєстрували повернення деформацій. В кожній партії балок по три ділянки випробувалися за верхньої межі напруження 20 МПа, що дорівнювало 0,75 умовній межі пропорційності та по три, з верхньою межею у 25 МПа - вище умовної межі пропорційності на 25 %. Для всіх контрольних ділянок балок прогин при напруженні у 20 МПа декілька збільшувався і після 30-ти циклів навантаження його можна вважати практично незмінним. Прогин після зняття навантаження зі збільшенням кількості циклів поступово зростав і в кінці випробувань досягав 0,011-0,021 (табл. 4.10).

Таблиця 4.10. Прогин деревини за статичного поперечного згину в разі дії повторного статичного навантаження (оум = 0,75)

Процес деформування балок з сучками відбувався аналогічно, але прогин за першого циклу був більшим, за контрольний на 1,8-3,6 % при 30-му циклі - на 1,3-2,6 % [183, 184].

При випробуванні балок з вологістю ]¥=17 % спостерігається така ж тенденція, але прогин був меншим у порівнянні з вологими зразками на 20-30 %, залежно від походження зразків.

При випробуванні балок з верхньою межею напруження у 25 МПа, яка вище умовної межі пропорційності на 25 %, прогин контрольних ділянок балок за першого циклу навантаження був в межах 1,25-1,28. Він почав помітно збільшуватися після третього циклу і в кінці випробувань збільшився майже у 3 рази для зразків з усіх областей. Прогин ділянок балок з сучками був більшим за контрольні ділянки у першому циклі на 14,918,8 %, в останньому циклі на 2 % для Рівненської області та 3,3 % та 8,5 % відповідно для Київської та Житомирської областей. (табл. 4.11).

Після висушування зразків до вологості менше насичення клітинних стінок, прогин зразків на початку навантаження як контрольних, так і з сучками зменшився на 20 % для Київської та Житомирської областей та на 30% для Рівненської у порівнянні з вологими зразками.

Після зняття навантаження у 20 МПа, прогин на контрольних ділянках та ділянках з сучками, для деревини з вологістю ]¥>30 % практично однаковий і після 60-ти хвилин спокою повністю відновився (рис. 4,12, криві 1, 2). Для деревини з вологістю ¥=17 % після 12 годин відновлення прогину припинилося і залишковий прогин спостерігався, як у контрольних зразків так і у зразків з сучками (рис. 4.12, криві 3.4).