Строительство и архитектура/3. Современные технологии строительства, реконструкции и  реставрации.

д.т.н., профессор Рощина С.И.,

к.т.н., доцент Лукин М.В.,

студент Лукина А.В.

Владимирский государственный университет, Россия

Экспериментальные исследования ползучести древесины

Исследования древесины [1] установили особенности изменения ее прочности и деформативности. Однако, экспериментальные исследования ползучести конструктивной древесины (хвойных пород) носили разрозненный характер, объем полученных данных не позволяет провести статическую обработку для получения и оценки достоверных значений деформаций ползучести и ее характеристик: с(t, τ), φ_t , ε_n(t).

Современные исследования [4,5] выявили существенное влияние ползучести древесины на деформативность изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов, их НДС при длительном действии нагрузки. Благодаря ползучести древесины в армированных цельных и клееных элементах происходит перераспределение усилий между арматурой и древесиной при длительном действии нагрузки, в последней напряжения уменьшаются, в арматуре возрастают.

Следует подчеркнуть, что древесина анизотропный материал, её деформативные свойства различны при сжатии и растяжении. Видимо, это различие должно касаться величины ползучести и длительности её проявления. В литературе практически отсутствуют опытные данные о величине упругого последействия после полной или частичной разгрузки при различных напряженных состояниях. Прочность древесины зависит от влажности и температуры.

Так, в работе проф. Ф. П. Белянкина [1] приведены опытные данные об изменении прочности древесины на сжатие для диапазона температур от +25° до +100° С, см. табл. 1.

Из данных таблицы следует, что при температуре + 25° С прочность древесины с увеличением влажности от 0 до 26 % снижается на 66,4 %, при изменении влажности в пределах 0 ÷ 15 %, что близко к влажности рекомендуемой нормами для древесины, снижение временного сопротивления составляет 43,9 %. Представляется, что ответственные большепролетные конструкции необходимо проверять по прочности и деформативности в условиях, несоответствующих требованиям нормальной эксплуатации. Для пологих арочных конструкций, оболочек уменьшение стрелы подъема может привести к отказу (обрушению) конструкций из-за роста усилий.

Таблица 1

Изменение временного сопротивления древесины сжатию

Влажность, % Темп-ра, °С	Значения σвр в %
	0	9	15	26 (30*)	60 (70*)	130
+ 100	68,7	26,0	17,8	11,8	8,3	–
+ 80	75,4	33,1	26,1	15,4	13,0	–
+ 60	81,7	40,3	34,3	18,9	17,7	–
+ 45	85,1	45,1	40,3	22,5	21,3	–
+ 25	92,4	52,1	48,5	26,0	26,0	–
+ 15	94,8	52,9	50,9	32,1	30,4	28,7
0	100 – 702 кг/см^2

Примечание: числа 26 и 60 % показывают влажность образцов, испытанных при t°: + 25 ÷ + 100° С; числа 30 и 70% показывают W образцов, испытанных при t°: 15 ÷ –79° С.

Древесина теряет прочность существенно и при увеличении температуры (рис.1). Представленный график σ_вр – t наглядно показывает эту закономерность. Следовательно, для проектирования большепролетных стержневых и пространственных конструкций необходимо знание закономерностей и численных показателей ползучести на сжатие, растяжение при различных возможных реальных температурах и влажности.

Рис.1.

С учетом сказанного представляется актуальным проведение системных экспериментальных исследований ползучести древесины необходимого объема для получения статически достоверных данных, в том числе значений меры ползучести (С_Д) и ее изменчивости, характеристики ползучести φ_Д (t) при различных температурах и влажности древесины. Для сжатых и растянутых образцов целесообразно применение методики исследования ползучести и релаксации, разработанной С. В. Александровским и примененной В.Я. Багрий, А.В. Яшиным и др.

Литература:

1. Белянкин Ф.П. Длительное сопротивление дерева. –М: ОНТИ, 1934

2. Щуко В.Ю., Рощина С.И. Армированные деревянные конструкции. Уч. пособие // Изд-во ГИОРД Санкт-Петербург, 2009

3. Рощина С.И. Прочность и деформативность клееных армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки. Автореферат докторской диссертации. – М.