На главную: Строительное дело
Вход
Строительное делоЧастный домСтройматериалыДревесные материалы
НЕ понравилась
0
Понравилось

Древесные материалы

Строительные фанерные и столярные плиты. Деформативные и прочностные свойства фанерных плит зависят в значительной степени от свойств и толщины отдельных листов фанеры, их числа и расположения. Если рассматривать полное поперечное сечение, то значения модуля E, так же как и сопротивлений изгибу и растяжению вдоль волокон для фанеры, оказываются более низкими. чем для сплошной древесины, а сопротивления растяжению поперек волокон и сопротивления скалыванию и срезу значительно более высокими (рис. 44).

Из-за ортотропной структуры фанерных плит рекомендуется устанавливать величины деформации и сопротивления каждый раз в зависимости от характера заданной нагрузки. При этом следует делать различие между изгибом силами, приложенными нормально к плоскости плиты, и силами, действующими в плоскости плиты, учитывать направление волокон лицевого листа фанеры (параллельное или перпендикулярное направление напряжения), а также направление действия нагрузок по отношению к направлению волокон (рис. 45).

При рассмотрении напряжений скалывания и среза следует, наконец, делать различие между напряжениями в плоскости плиты и под прямым углом к ней. Кривые «напряжение удлинение», как и у цельного материала, в основном, прямолинейны, так что в области допустимых напряжений можно вести расчеты, опираясь на закон Гука.

Сопротивление растяжению в зависимости от угла между направлениями волокон и напряжений для отдельных листов фанеры и фанерных плит

44 - Сопротивление растяжению в зависимости от угла между направлениями волокон и напряжений для отдельных листов фанеры и фанерных плит

Направление нагрузки у фанерных плит, работающих на изгиб

45 - Направление нагрузки у фанерных плит, работающих на изгиб; а - по нормали к плоскости плиты; направление волокон параллельно линиям напряжения; b -в плоскости плиты; направление волокон параллельно линиям напряжения

Статическая прочность фанерных плит, сделанных даже из древесины одной породы, в значительной мере зависит от их структуры. Если не учитывать поперечные слои и зоны склейки (что для строительных фанерных плит согласно DIN 68705, ч. 3, в сильной степени соответствует фактическому поведению), то сопротивления изгибу и продольным силам, а также модули £ можно вычислить для отдельных листов фанеры исходя из их характеристик. Поскольку структура плит и характеристики отдельных видов древесины не установлены, берутся средние величины прочности полного поперечного сечения в продольном и поперечном направлениях, равные 40 и 15 Н/мм2, при изгибе под прямым углом к плоскости плиты. Важнейшие упругие и механические свойства фанерных и столярных плит приведены в табл. 46.

Допускаемые напряжения при действии всех видов нагрузок принимаются примерно с трехкратным запасом по сравнению с нижним пределом прочности при кратковременных испытаниях. Опыт показывает, что возможен частичный разброс небольших величин (например, сопротивление скалыванию). Кроме того, для различных видов исполнения (структура плит, толщина фанерных листов и породы древесины) можно в качестве расчетных величин принимать для определенных плит более высокие модули деформации и допускаемые напряжения, установленные с помощью испытаний по соответствующим испытательным нормам.

При долговременной нагрузке фанерные плиты также испытывают пластические деформации, которые со временем могут привести к значительному увеличению прогибов. При длительном напряжении на уровне допустимых напряжений изгиба расчет следует вести исходя из двух- или трехкратной величины начального прогиба, что соответствует уменьшению модуля Е до 0,3-0,5 от номинального значения. Разница между длительным и кратковременным статическим сопротивлением изгибу для отдельных строительных фанерных плит видна на рис. 47.

Длительная прочность фанерных плит, так же как и цельной древесины, может составлять от 50 до 60% кратковременной прочности. Это обычно принимают во внимание при установлении допускаемых напряжений с помощью коэффициента безопасности. Уменьшение значений E, С и допускаемых напряжений доп. о при влажности свыше 18% может достигать 1/6 для полусухой цельной древесины.

Древесностружечные (прессованные) плиты. Эти плиты используются как отдельные строительные элементы (опалубка, полы), работающие главным образом на изгиб из плоскости плиты, как обшивка деревянных панелей, работающая на растяжение и сжатие, а также как стенки балок, работающие на изгиб в плоскости плиты и на срез под прямым углом к плоскости плиты. Механические свойства прессованных плит существенно зависят от естественной влажности, а также от толщины плиты (рис. 48).

46 - Механические свойства полного поперечного сечения строительных фанерных и столярных плит (при влажности < 12%), Н/мм2

Плиты Фанерные Столярные
Число слоев 3 5 >=7 >=3
Толщина плиты, мм <=8 > 8-15 > 15-29 13-45
Изгиб из плоскости плиты:
Изгиб в плоскости плиты:
сопротивление изгибу:
Сопротивление сжатию в плоскости плиты:
Сопротивление растяжению в

Прочностные характеристики многослойных структур с толстыми облицовочными слоями отличаются более высокими показателями по сравнению с плитами, имеющими обычное покрытие. Так, например, трех- и многослойные плиты при нагрузке по нормали к поверхности имеют более высокий модуль £ при изгибе, чем однослойные.

У нормированных по DIN 68763 плоских прессованных плит толщиной от 6 до 50 мм по мере увеличения толщины при поперечной нагрузке наблюдается снижение модуля упругости и прочности на изгиб.

Слоистая структура и анизотропия древесностружечных плит обусловливают в отдельных слоях по толщине различные деформации и сопротивления при различных видах напряжений. Предельные показатели упругомеханических свойств прессованных плит, установленные путем постоянного контроля качества и особых исследований, приведены в табл. 49.

Соотношение долговременного и кратковременного Bb сопротивления фанерных плит изгибу

47 - Соотношение долговременного и кратковременного Bb сопротивления фанерных плит изгибу

Модуль упругости при изгибе однослойных древесностружечных плит в зависимости от влажности в естественных условиях (по Кольману)

48 - Модуль упругости при изгибе однослойных древесностружечных плит в зависимости от влажности в естественных условиях (по Кольману)

49 - Механические свойства прессованных плит по DIN 68763 (влажность < 12%), Н/мм2

Толщина, мм 6-13 > 13-20 > 20-25 >25-32 >32-40 >40-50
Изгиб из плоскости плиты:
Е 3200-4500 2800-4000 2400-3500 2000-3000 1600-2500 1200-2000
G 150-250 150 250 150 250 100-200 100-200 100-200
сопротивление изгибу Рд 20-28 18-25 15-22 12-18 10-16 8-13
Изгиб в плоскости плиты:
Е 2200-3200 1900-2800 1600-2400 1300-2000 1000-1600 800-1200
G 1100-1200 1000-1200 850-1200 700-1000 550 1000 450-1000
сопротивление изгибу Рд 13-18 12-15 10-12 8-10 6.5-8,5 5-7
Сопротивление сжатию в плоскости плиты 12-16 11-15 10-14 9-13 8-12 7-11
Сопротивление растяжению в плоскости плиты Pz 10-14 9-12,5 8-11 7-10 6-9 5-8
Сопротивление срезу:
в плоскости плиты т О 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0 1-2 1-2 1-2
под прямым углом к плоскости плиты т JL 7,5-11 7,5-11 7,5-11 5-8,5 5-8.5 5-8.5
Примечание. Выделены средние величины по DIN 6876?

51 - Механические свойства древесноволокнистых плит по DIN 68754 (влажность < 12%), Н/мм2

Тип плиты Жесткая древесноволокнистая плита HFH Среднежесткая плита HFM
Толщина, мм <=4 >4 6-16
Изгиб из плоскости плиты: модули:
Е 4000 7000 3500-6000 1500-4500
G >= 200 >= 200 > 100
сопротивление изгибу Рд 40-60 35-50 12-22
Изгиб в плоскости плиты: модули:
£ 2500 6500 2000-5000 1000-2500
С >= 1250 >= 1000 >= 500
сопротивление изгибу Рд >=28 >= 20 >= 10
Сопротивление сжатию 20-40 18-35 прим. = 10
Сопротивление растяжению р^ 25-50 20-40 10-15
Сопротивление срезу:
в плоскости плиты х И 3-6 3-6 1,5-2,0
под прямым углом к плоскости плиты т 1 >= 20 >= 20 >= 4
Примечание. Выделены средние показатели по DIN 68754.
График относительных прогибов

50 - График относительных прогибов fzJf0 древесностружечных плит толщиной 25 мм, склеенных фенольной смолой, при семидневных циклах напряжений от ав до a J2

Выделенные жирным шрифтом предельные величины обозначают показатели минимальных требований к отдельным участкам по толщине. Допускаемые напряжения обычно устанавливаются с четырехкратным запасом прочности.

При длительном нагружении у прессованных плит вследствие ползучести отмечаются заметные увеличения прогибов. При испытаниях, близких к практическим условиям, в помещении, открытом с одной стороны, прогибы в зависимости от вида верхнего защитного покрытия увеличились в 1,65-4,25 раза (рис. 50). Следовательно, при длительном нагружении изгибаемых элементов необходимо учитывать уменьшение модуля Е и не полностью использовать допускаемые напряжения.

Древесноволокнистые плиты. К используемым в строительстве древесноволокнистым плитам согласно DIN 68754, ч. 1 относятся жесткие (HFH), имеющие плотность при естественной влажности более 800 кг/м3, и полужесткие (HFM) древесноволокнистые плиты, имеющие плотность при естественной влажности от 350 до 800 кг/м3. Пористые изоляционные и звукопоглощающие плиты с плотностью от 200 до 350 кг/м3 практически не могут выполнять несущую функцию.

Жесткие и полужесткие древесноволокнистые плиты, так же как древесностружечные, обладают одинаковыми во всех направлениях показателями прочности и деформативности. Важнейшие показатели для этих плит приведены в табл. 51. По упругомеханическим свойствам главным образом полужестких плит, их реологии имеется лишь незначительное количество гарантированных показателей, установленных путем контроля качества в течение длительного времени и в результате проведения прочих испытаний. Поэтому в качестве расчетных модулей деформации принимают нижние предельные величины, а в качестве допускаемых напряжений - нижние предельные величины сопротивлений, полученные в результате кратковременных испытаний, с пятикратным запасом.

Твердость и сопротивление износу. Во многих случаях твердость поверхности древесины и древесных материалов имеет важное значение. Она влияет не только на прочность, в первую очередь прочность на сжатие, но также и на степень обрабатываемости и пригодность поверхности для хождения. Так, для полов наряду с достаточной твердостью, которая должна исключать образование видимых вмятин, требуется также высокая износостойкость.

Твердостью называется сопротивление, оказываемое телом прониканию более твердого тела под нагрузкой. Конечно, здесь имеет решающее значение форма вдавливаемого тела. При испытании твердости древесины, как и для металлов, лучше всего применять способ вдавливания шарика по Бринеллю. Твердостью по Бринеллю называется то напряжение, которое возникает по расчету во вдавливаемой поверхности. В зависимости от ожидаемой твердости при диаметре шарика 10 мм применяются нагрузки 100-500 и 1000 Н. Твердость древесины зависит от ее плотности и влажности. Твердость древесины в направлении вдоль волокон, т.е. по поверхности поперечного сечения, почти в два раза превышает твердость в направлении поперек волокон.

По Кольману, можно вести расчет со следующими показателями твердости по Бринеллю, Н/мм2, при влажности примерно 12%:

Древесина Н || Н 1 Древесина Н || H 1
Ель 32 12 Дуб 66 34
Сосна 40 19 Бук 72 34
Лиственница 53 19
Примечание: Н || - твердость вдоль волокон; Н 1 -твердость поперек волокон.

Высокая твердость поперек волокон у твердых пород древесины делает их особенно пригодными для полов, где встречаются нагрузки, сосредоточенные на малых поверхностях.

Древесные материалы в зависимости от плотности и способа изготовления имеют твердость по Бринеллю в пределах от 20 до 120 Н/мм2. В некоторых случаях для оценки качества древесной плиты следует учитывать и ее твердость.

Износостойкость древесины, в частности древесных плит, для некоторых областей применения - полов и деталей машин - играет большую роль, которую трудно оценить количественно. Влияние характера нагрузки, качества поверхности, влажности, температуры и т.п. так многообразно, что подходящего способа испытаний до сих пор еще не существует. Поскольку получаемые результаты в значительной мере зависят от

применяемого способа испытания, приходится использовать также данные сравнительных испытаний или практических наблюдений. В основном, надо исходить из того, что износостойкость возрастает с увеличением плотности и поверхностной твердости материала.

{nb_link}
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.

Смотрите также

 
 
 
Регистрация | Забыли пароль? | Контанкты | Правила
Последние комментарии | Теги | Каталог ссылок
О сайте | Карта сайта | Наша команда | Список пользователей
Статистика | RSS | RSS отзывов
2009 © DeloStroika.ru - Сайт представляет Вам материалы по строительной тематике: строительство домов, коттеджей, ремонтные работы в доме и ремонт в квартире. Самостоятельно Вы сможете научиться строить гараж, построить баню, построить бассей и другие хоз. постройки. Видео раздел предлагает к просмотру материалы внутренней отделки и интерьера помещений Вашей квартиры.
* При полном или частичном использовании материалов сайта, активная (dofollow) гиперссылка на страницу материала обязательна.
Запросов: 2 (0.00962)
Rambler's Top100