Область применения деревянных конструкций

Многолетний опыт строительства позволил определить рациональные области применения деревянных конструкций: зрительные и общественные здания, спортивные сооружения, рынки, выставочные павильоны, пролетом 18-100 м, здания с химически агрессивной средой, пролетом до 45 м, малоэтажное домостроение, производственные с/х здания, неотапливаемые производственные здания, быстровозводимые здания, мосты небольшой грузоподъемности.

Деревянные конструкции не желательно применять в условиях систематического увлажнения и затрудненного проветривания, а также при завышенной пожарной опасности. В условиях длительного нагревания, возникающего в результате производственных процессов, применение деревянных конструкций не допускается, если установившаяся при этом температура древесины превышает 50°.

Строение древесины: макроструктура, микроструктура.

Макроструктуру древесины изучают по трем разрезам ствола дерева поперечному, радиальному продольному (по диаметру или радиусу) и тангентальному продольному (по хорде). В поперечном и радиальном разрезах ствола различают следующие основные части кору, луб, камбий, древесину и сердцевину. Кора защищает дерево от механических повреждений.Она состоит из наружного слоя — корки и внутреннего луба. Луб — тонкий внутренний слой коры, он предназначен для передачи питательных веществ из кроны дерева вниз; в нем откладываются запасы этих веществ. Камбий — тонкий жизнедеятельный слой ткани, располагающийся за лубом. В слое камбия к центру дерева откалываются клетки древесины, а в сторону луба — лубяные клетки. Находящийся за камбием толстый слой древесины состоит из ряда тонких концентрических слоев. Древесина обычно имеет светлую окраску, но у некоторых пород непосредственно к сердцевинной трубке прилегает более темная древесина, называемая ядром или мертвой древесиной. От ядра к внешней части ствола располагается светлоокрашенная древесина — заболонь или оболонь. Древесные породы с темной центральной частью называют ядровыми (дуб, кедр, сосна), а древесные породы, у которых центральная часть имеет свойства ядра, но по цвету не отличается от периферийной части, называют спелодревесными (ель, пихта, бук). Сердцевина расположена вдоль всего ствола в его централь ной части. Она состоит из клеток с тонкими стенками. Сердцевина и образовавшиеся в первый год роста побеги образую сердцевинную трубку. Эта часть ствола является наиболее слабой, она плохо противостоит загниванию. Питательные вещества в поперечном направлении — от коры к сердцевине -. проходят по сердцевинным лучам.

Микроструктура древесины состоит из большого количества живых и отмерших клеток различных размеров и форм. Живая клетка имеет протоплазму, ядро, оболочку и клеточный сок.

Протоплазма представляет собой зернистую, прозрачную, тягучую слизь (растительный белок), состоящую из углерода, водорода, кислорода, азота и серы.

Ядро от протоплазмы отличается лишь наличием фосфора, оно обычно имеет овальную форму.

Оболочка клетки состоит в основном из целлюлозы или клетчатки (СбНюО5)я- По мере роста клетки оболочка претерпевает различные изменения в строении и составе, в результате чего происходит ее одеревенение или опробкование.По назначению различают клетки проводящие, механические и запасающие. Проводящие клетки служат в основном для передачи питательных веществ от корней к ветвям и листьям Механические клетки имеют вытянутую форму, толстые стенки узкие внутренние полости, которые плотно соединены между собой. Эти клетки в основном придают древесине высокую прочность. Запасающие клетки находятся большей частью сердцевинных лучах и служат для хранения и передачи питательных веществ живым клеткам в горизонтальном направлении.

Физические свойства древесины, химический состав древесины

Свойства древесины, обнаруживаемые при испытаниях, не приводящих к изменению химического состава, называются физическими.

• 1. Внешний вид древесины

Он характеризуется следующими свойствами: цветом, блеском, текстурой и макроструктурой.

• 2. Влажность древесины

Для количественной характеристики содержания воды в древесине используют показатель - влажность. Под влажностью древесины понимают выраженное в процентах отношение массы воды к массе сухой древесины: W = (m - m₀) / m₀ * 100, где m - начальная масса образца древесины, г, а m₀ - масса образца абсолютно сухой древесины, г.

• 3. Тепловые свойства

Теплоёмкость. Показателем способности древесины аккумулировать тепло является удельная теплоёмкость С, представляющая собой количество теплоты, необходимое для того чтобы нагреть 1 кг массы древесины на 1 (0) С. Удельная теплоёмкость для всех пород одинакова и для абсолютно сухой древесины составляет (ФОРМУЛА). С увеличением влажности теплоёмкость увеличивается.

Теплопроводность - свойство, характеризующее интенсивность переноса тепла в материале. Коэффициент теплопроводности ( ФОРМУЛА), с увеличением температуры, влажности и плотности увеличивается. Вдоль волокон (СИМВОЛ) в 2 раза больше, чем поперёк.

Температуропроводность характеризует способность древесины выравнивать температуру по объёму.

Тепловое расширение - способность древесины увеличивать линейные размеры и объём при нагревании. Коэффициент теплового расширения древесины в 3-10 раз меньше, чем у металла, бетона, стекла.

• 4. Электрические свойства

Электропроводность - способность древесины проводить электрический ток.

• 5. Звуковые свойства

Одно из этих свойств - звукопроводность, показателем которой являются скорость звука.

Другой важный показатель, характеризующий способность древесины отражать и проводить звук, - акустическое сопротивление

• 6. Свойства древесины, проявляющиеся под воздействием электромагнитных излучений

инфракрасные лучи, Ультрафиолетовые лучи, Рентгеновские лучи, бета-излучения, гамма-излучения.Химсостав:Древесина (абсолютно сухая) в основном состоит из трех химических элементов: углерода — 49,5%; кислорода — 44,2;водорода — 6,3%.Из этих химических элементов образованы сложные органические вещества, входящие в состав клеточной ткани древесины, целлюлоза, лигнин, гемицеллюлоза, которые составляют 90-95% массы абсолютно сухой древесины. Остальные 5-10% составляют экстрактивные вещества, т.е. извлекаемые из древесины различными растворителями. Главные из них — дубильные вещества и смолы. Кроме того, в древесине содержится 0,2-1,7% массы неорганических веществ, получаемых из золы после сжигания древесины. Это соли кальция, калия, натрия, магния. Кора и листья дают больше золы, чем стволовая древесина .