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

В розрахунках опору на згин дослідних зразків враховано температурно-вологісні умови експлуатації конструкцій згідно [185] за режимами навантаження (в лабораторних умовах) з коефіцієнтом тривалої міцності 1,0 відповідно до ІІ-го та Ш-го класів відповідності, що характеризуються коефіцієнтами надійності 1,1 та 1,0.

На рис. 4.15 та 4.16 наведені результати розрахунків величин розрахункових опорів на згин в балках з вадами та без та нормовані значення для деревини.

Рис. 4.15. Розрахунковий опір деревини на згин в балках із сучками

В чинних нормативних документах [185] на деревні конструкції відображено значення нормативного опору 57 МПа та розрахункового опору - 16 МПа (для сорту 2/К24 деревини) та 10 МПа - для сорту 3/К16 деревини, отриманих в результаті випробувань малих пиляних зразків. Однак, на сьогодні відомо, що існує суттєва залежність опору на згин від абсолютних розмірів елементів конструкцій, причинами якої може бути: неоднорідність будови деревини, співвідношення висоти до ширини зразка, відсутність серцевини у малих зразках тощо. Досліджено, що зниження опору елементів натурних будівельних розмірів по відношенню до опору малих стандартних зразків у середньому складає 15-20 %.

Враховуючи отримані результати можна рекомендувати внести зміни до [185] щодо нормативного та розрахункового опорів для круглих лісоматеріалів, які працюють на згин, а саме балок перекриття, прогонів,

Рис. 4.16. Розрахунковий опір деревини на згин в балках із тріщинами

крокв, ферм тощо. Оскільки значення розрахункових опорів значно вищі за нормовані в [185], можна використовувати в конструкційних елементах споруд лісоматеріали меншого перетину за рахунок збереження цілісності деревних волокон.

Ефективність застосування сортиментів малих діаметрів підтверджується ресурсоощадним використанням сировини та зниженням трудовитрат. Сьогодні для міжповерхових перекриттів використовують балки розмірами по товщині і ширині від 10 см до 24 см, для виготовлення 1 м3 яких потрібно 1,8 м3 сировини середніх та грубих діаметрів, тобто більше 16 см. Наприклад, для виготовлення балок перекриття будинку площею 100 м2 необхідно 2,3 м3 балок перекриття перетином 12x6 см або 2,4 м3 круглих лісоматеріалів діаметром 13 см. Враховуючи відповідну різницю цін на сировину - 1800 грн/м3 та 500 грн/м3, вартість перекриття можна знизити майже в 2 рази.

Дані, отримані у результаті випробувань круглих лісоматеріалів із здоровими, зрослими з деревиною сучками та тріщинами всихання показали, що для всіх досліджуваних зразків, наявність вільної вологи знижує межу міцності на стиск уздовж волокон та на статичний згин майже у 2 рази. Встановлено, що круглі балки з сучками та з вологістю меншою за межу насичення Ш □ 30 % мали більшу межу міцності за статичного згину на 20-25 %.

Збільшення відносних розмірів сучків, за однакового діаметра зразка понижує межу міцності на стиск. Так, за діаметрів колод Б = 8,6-8,8 см і відносних розмірах сучків ^ = 0,85 та ^-=1,45, зниження міцності становило 6 та 19 % відповідно. Сучки з відносними діаметрами — =0,71 та = 1,52 у колодах з Б = 22,2 см та Б = 21,9 см викликали зниження міцності відповідно на 2 та 5 %. Великі сучки викликають незначне зниження міцності, яке поступово зменшується зі збільшенням діаметра зразка.

Статистичні розрахунки проведених досліджень дали можливість зробити припущення, що найбільшу межу міцності уздовж волокон мають зразки деревини з Рівненської області. Це спостерігалося як для зразків з сучками, так і для контрольних зразків.

Бокові односторонні та двосторонні тріщини не викликають зниження міцності при стиску вздовж волокон.

Розташування найбільшого сучка по різному впливає на межу міцності за статичного згину і залежить від місця прикладання навантаження. Так, розташування найбільшого сучка у стиснутій зоні підвищує межу міцності для вологої деревини на 8 %, а для сухої на 19 %. При розташуванні найбільшого сучка у розтягнутій зоні спостерігається пониження межі міцності відповідно на 16 % та 23 % для вологої та сухої деревини.

Деформування при згині балок із сучками в розтягнутій зоні під час дії повторного статичного навантаження збільшується порівняно з контрольними.

Залишкові деформації підсушених балок із сучками після 12 год витримки були незначними, як після дії навантаження меншого, так і більшого за межу пропорційності і становили 0,07-0,09.

Зниження межі міцності деревини при стисканні вздовж волокон за впливу сучків у зразках з круглим поперечним перерізом значно менше, ніж у зразках з прямокутним поперечним перерізом, що доводить можливість застосування маломірного круглого лісу в будівельних конструкціях.

Визначені розрахункові опори на згин круглих лісоматеріалів з вадами та без них, які майже в 2 рази перебільшують нормовані, що свідчить про можливість використання круглого лісу малих діаметрів в будівельних конструкціях.