Лекции по деревянным конструкциям - часть 2

Древесина является анизотропным материалом, поэтому ее прочность зависит 

от направления действия усилий по отношению к волокнам. При действии усилий 
вдоль  волокон,  оболочки  клеток  работают  в  самых  благоприятных  условиях  и 
древесина показывает наибольшую прочность. 

Средний  предел  прочности  древесины  сосны  без  пороков  вдоль  волокон 

составляет: 

При растяжении – 100 МПа. 
При изгибе – 80 МПа. 
При сжатии – 44 МПа. 
При  растяжении,  сжатии  и  скалывании  поперек  волокон  эта  величина  не 

превосходит 6,5 МПа. Наличие пороков значительно (~ на30%) снижает прочность 
древесины  при  сжатии  и  изгибе,  а  особенно (~ на 70%) при  растяжении. 
Длительность действия нагрузки существенно влияет на прочность древесины. При 
неограниченно  длительном  нагружении  ее  прочность  характеризуется  пределом 
длительного сопротивления, который составляет только 0,5 предела прочности при 
стандартном  нагружении.  Наибольшую  прочность,  в 1,5 раза  превышающую 
кратковременную,  древесина  показывает  при  кратчайших  ударных  и  взрывных 
нагрузках. Вибрационные нагрузки, вызывающие переменные по знаку напряжения, 
снижают ее прочность. 

Жесткость  древесины  (ее  степень  деформативности  под  действием  нагрузки) 

существенно зависит от направления действия нагрузок по отношению к волокнам, 
их  длительности  и  влажности  древесины.  Жесткость  определяется  модулем 
упругости Е. 

Для хвойных пород вдоль волокон Е = 15000 МПа. 
В  СНиП II-25-80 модуль  упругости  для  любой  породы  древесины  Е

о 

= 10000 

МПа. Е

90

 = 400 МПа. 

При  повышенной  влажности,  температура,  а  также  при  совместном  действии 

постоянных и временных нагрузок значение Е снижается коэффициентами условия 
работы m

в

, m

т

, m

д

 < 1. 

Влияние влажности. Изменение влажности в пределах от 0% до 30% приводит 

к снижению прочности древесины на 30% от максимальной. Дальнейшее изменение 

влажности  не  приводит  к  снижению 
прочности древесины. 

Поперечное  изменение  влажности 

(усушка  и  разбухание)  приводят  к 
короблению  древесины.  Наибольшая 
усушка  происходит  поперек  волокон, 
перпендикулярно  годичным  слоям. 
Деформации 

усушки 

развиваются 

неравномерно от поверхности к центру. 
При  усушке  появляется  не  только 
коробление, но и усушечные трещины. 

Для 

сравнивания 

показателей 

прочности  и  жесткости  древесины 

установлено значение стандартной влажности 12% 

В

12

=В

W

[1+α(W-12)], 

где α – поправочный коэффициент, при сжатии и изгибе α = 0,04. 
 

Влияние  температуры.  При  повышении  температуры  предел  прочности  и 

модуль  упругости  снижаются,  а  хрупкость  древесины  повышается.  Предел 
прочности  древесины  G

t

  при  температуре t в  пределах  от 10 до 30 

о

С  можно 

определять исходя из ее начальной прочности - G

20

 при температуре 20 

о

С с учетом 

поправочного коэффициента β = 3,5 МПа. 
G

t 

= G

20

 – β(t-20). 

 

Строительная фанера 

 

Строительная  фанера – это  листовой  древесный  материал  заводского 

изготовления.  Она  состоит,  как  правило,  из 
нечетного  количества  тонких  слоев – шпонов. 
Волокна  соседних  шпонов  располагаются  во 
взаимно перпендикулярных направлениях. 

СНиП II-25-80 по 

проектированию 

деревянных 

конструкций 

рекомендует 

следующие  виды  водостойкой  фанеры  в 
качестве строительной: 

1.  Фанера  марки  ФСФ,  склеенная 

фенолоформальдегидными клеями. Эта фанера 
выпускается: 

-  из  древесины  березы (5-ти  и 7-ми 

слойная, толщиной 5 – 8 мм и более). 

-  из  древесины  личтвенницы (7-слойная, 

толщиной 8 мм и более). 

Листы  клееной  фанеры  толщиной  более 

15  мм  называют  фанерными  плитами. 
Прочность  клееной  фанеры  на  срез  в 
плоскости  перпендикулярной  листу  примерно 
в 3 раза  превышает  прочность  древесины  при 
скалывании  вдоль  волокон,  что  является  ее 
важным преимуществом. 

Модуль  упругости  березовой  фанеры 

вдоль  волокон  составляет 90%, а  поперек – 60% от  модуля  упругости  древесины 
вдоль  волокон.  Модули  упругости  фанеры  из  лиственницы  составляют 
соответственно 70% и 50% от Е

о

 древеспины. 

1.  Банелизированная фанера (ФБС) отличается от фанеры марки ФСФ тем,  что 

ее  наружные  слои  пропитывают  водостойкими  спирторастворимыми 
смолами. Она имеет толщину 7 – 18 м. Ее прочность вдоль волокон в 2,5 раза, 
а  поперек  в 2 раза  превышает  прочность  хвойной  древесины  вдоль  волокон. 
Применяется в особо неблагоприятных влажностных условиях. 

 
 
 

 

Гниение и защита деревянных конструкций от гниения 

 

Гниение – это  разрушение  древесины  простейшими  растительными 

организмами – дереворазрушающими  грибками.  Некоторые  грибы  поражают  еще 

растущие и высыхающие деревья в лесу. Складские грибы разрушают лесоматериал 
во  время  хранения  их  на  складах.  Домовые  грибы – (мерилиус,  пория  и  др.) 
разрушают древесину строительных конструкций в процессе эксплуатации. 

Грибы  развиваются  из  клеток – спор,  которые  легко  переносятся  движением 

воздуха.  Приростая,  споры  образуют  плодовое  тело  и  грибницу  гриба – источник 
новых спор. 

 
Защита от гниения 
 
1.  Стерилизация  древесины  в  процессе  высокотемпературной  сушки.  Прогрев 

древесины  при t > 80

о

С,  что  приводит  к  гибели  спор  грибов,  грибниц  и  плодовых 

тел гриба. 

2. Конструктивная защита предполагает режим эксплуатации, когда влажность 

древесины W<20% (наименьшая влажность при которой могут расти грибы). 

2.1.  Защита  древесины  от  атмосферной  влаги – гидроизоляция  покрытий, 

необходимый уклон кровли. 

2.2.  Защита  от  конденсационной  влаги – пароизоляция,  проветривание 

конструкций (осушающие продухи). 

2.3.  Защита  от  увлажнения  капиллярной  влагой  (от  земли) – устройство 

гидроизоляции.  Деревянные  конструкции  должны  опираться  на  фундамент  (с 
битумной или рубероидной изоляцией) выше уровня грунта или пола минимум на 
15 см. 

3.  Химическая  защита  от  гниения  необходима,  когда  увлажнение  древесины 

неизбежно.  Химическая  защита  заключается  в  пропитке  ядовитыми  для  грибов 
веществами – антисептиками. 

Водорастворимые  антисептики  (фтористый,  кремнефтористый  натрий) – это 

вещества не имеющие ни цвета ни запаха, безвредные для людей. Используются в 
закрытых помещениях. 

Маслянистые  антисептики – это  минеральные  масла  (каменноугольное, 

антросценовое, сланцевое, древесный креозот и др.). Они не растворяются в воде, но 
вредны для человека, поэтому используются для конструкций на открытом воздухе, 
в земле, над водой. 

Пропитка выполняется в автоклавах под высоким давлением (до 14 МПа). 
Защита от жуков точильщиков – нагрев до t>80

o

C или окуривание ядовитыми 

газами типа гексахлорана. 

 
Горение и защита деревянных конструкций от возгорания 
 
Характеризуется  пределом  огнестойкости  (порядка 40 мин.  для  бруса 17 х 17 

см, нагруженного до напряжения 10 МПа.). 

 
Защита 
 
1. Конструктивная. Ликвидация условий, благоприятных для возгораний. 
2.  Химическая  (противопожарная  пропитка  или  окраска).  Пропитывают 

веществами,  которые  называются  антипиренами  (например,  аммонийная  соль, 
фосфорная  и  серная  кислота).  Пропитку  выполняют  в  автоклавах  одновременно  с 
антисептированием. 

При 

нагреве 

антипирены 

расплавляются, 

образуя 

огнезащитную пленку. Защитная окраска выполняется составами на основе жидкого 
стекла, суперфтора и т.д.