Kapag nagdidisenyo, nagde-develop o gumagawa ng mga istrukturang kahoy, mahalagang malaman ang mga katangian ng lakas ng materyal - ang paglaban sa disenyo ng kahoy, na sinusukat bilang isang kilo bawat square centimeter. Upang pag-aralan ang mga tagapagpahiwatig, ang mga sample ng mga karaniwang sukat ay ginagamit, sawn mula sa mga board o timber ng kinakailangang grado, nang walang mga panlabas na depekto, buhol at iba pang mga depekto. Susunod, sinusuri ang sample para sa paglaban sa compression, baluktot, pag-uunat.
Mga uri ng kahoy
Ang kahoy ay isang maraming nalalaman na materyal na madaling iproseso at ginagamit sa iba't ibang larangan ng produksyon: konstruksiyon, muwebles, kagamitan at iba pang gamit sa bahay. Ang lugar ng aplikasyon ay depende sa uri ng kahoy na may iba't ibang pisikal, kemikal at mekanikal na mga katangian. Sa pagtatayo, ang mga conifers tulad ng spruce, cedar, pine, larch, fir ay lalong popular. Sa mas maliit na lawak, mga nangungulag na puno - birch, poplar, aspen, oak, hazel, linden, alder, beech.
Ang mga coniferous varieties ay ginagamit sa anyo ng round timber, timber, boards para sa paggawa ng mga supporting piles, trusses, pole, tulay, bahay, arko, pang-industriyang pasilidad, at iba pang istruktura ng gusali. Ang mga materyales sa hardwood ay nagkakahalaga lamang ng isang-kapat ng kabuuang pagkonsumo. Ito ay dahil sa mas masahol na pisikal at mekanikal na mga katangian ng hardwood timber, kaya sinusubukan nilang gamitin para sa paggawa ng mga istruktura na may mababang bearing load. Kadalasan ay pumupunta sila sa draft at pansamantalang object node.
Ang paggamit ng troso sa pagtatayo ay kinokontrol ng mga tuntunin alinsunod sa pisikal at mekanikal na katangian ng kahoy. Ang mga katangiang ito ay nakasalalay sa kahalumigmigan at pagkakaroon ng mga depekto. Para sa mga elementong nagdadala ng pagkarga, ang halumigmig ay hindi dapat lumampas sa 25%, para sa iba pang mga produkto ay walang ganoong mga kinakailangan, ngunit may mga pamantayan para sa mga partikular na depekto sa kahoy.
Kemikal na komposisyon
Sa 99% ng masa ng kahoy ay mga organikong sangkap. Ang komposisyon ng mga elementarya na particle para sa lahat ng mga bato ay pareho: nitrogen, oxygen, carbon at hydrogen. Bumubuo sila ng mahabang kadena ng mas kumplikadong mga molekula. Ang kahoy ay binubuo ng:
Ang
Ang
Ang
Ang mataas na nilalaman ng mga resin sa mga puno ng koniperus ay nagpapanatili ng materyal at pinapayagan itong mapanatili ang mga orihinal na katangian nito sa mahabang panahon, na tumutulong na labanan ang mga panlabas na impluwensya. Ang mababang uri ng mga produktong kahoy na may mataas na bilang ng mga depekto ay pangunahing ginagamit sa industriya ng kemikal ng kahoy bilang hilaw na materyal para sa paggawa ng papel, nakadikit na kahoy o pagkuha ng mga elemento ng kemikal tulad ng mga tannin na ginagamit sa paggawa ng balat.
Appearance
Ang kahoy ay may mga sumusunod na panlabas na katangian:
- Kulay. Visual na pang-unawa ng nakalarawan na spectral na komposisyon ng liwanag. Mahalaga kapag pumipili ng mga sawlog bilang materyal sa pagtatapos.
- Depende ang kulay sa edad at uri ng puno, gayundin sa klimatiko na kondisyon kung saan ito lumaki.
- Shine. Ang kakayahang magpakita ng liwanag. Ang pinakamataas na rate ay nakasaad sa oak, ash, acacia.
- Texture. Ang pattern na nabuo ng taunang singsing ng trunk.
- Microstructure. Tinutukoy ayon sa lapad ng singsing at nilalaman ng latewood.
Ang mga indicator ay ginagamit sa panlabas na pagtatasa ng kalidad ng pag-log. Ang visual na inspeksyon ay nagpapakita ng mga depekto at ang pagiging angkop ng mga materyales para sa kasunod na paggamit.
Mga depekto sa kahoy
Sa kabila ng malinaw na mga pakinabang sa mga synthesized na materyales, ang kahoy, tulad ng anumang natural na hilaw na materyal, ay may mga kakulangan nito. Ang presensya, antas at lugar ng sugat ay kinokontrolmga normatibong dokumento. Kabilang sa mga pangunahing depekto sa kahoy ang:
- pagkatalo, nabubulok, fungus at mga peste;
- oblique;
- mga bulsa ng resin;
- knots;
- mga bitak.
Ang
Knotness ay binabawasan ang lakas ng troso, ang partikular na kahalagahan ay ang kanilang bilang, sukat at lokasyon. Ang mga buhol ay nahahati sa mga uri:
- Malusog. Mahigpit na tumubo kasama ng katawan ng puno at umupo nang matatag sa mga bulsa, huwag magkaroon ng bulok.
- Drop-down. Balatan at mahulog pagkatapos makita ang materyal.
- Malibog. Madilim ang kulay at may mas siksik na istraktura kaugnay ng kalapit na kahoy;
- Nagdilim. Mga buhol na may unang yugto ng pagkabulok.
- Maluwag - bulok.
Ayon sa lokasyon, ang mga buhol ay nahahati sa:
- tinahi;
- clawed;
- tinutubuan;
- stepsons.
Ang
Slant ay binabawasan din ang baluktot na lakas ng kahoy at nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga bitak at spiral layer sa bilog na troso, sa sawn material ang mga ito ay nakadirekta sa isang anggulo sa ribs. Ang mga produktong may ganitong depekto ay mababa ang uri, ginagamit lamang bilang pansamantalang mga kuta.
Ang mga sanhi ng mga bitak ay nakadepende sa mga panlabas na kondisyon at mga species ng kahoy. Ang mga ito ay nabuo bilang isang resulta ng hindi pantay na pagpapatayo, hamog na nagyelo, mekanikal na stress at maraming iba pang mga kadahilanan. Lumilitaw ang mga ito kapwa sa mga buhay na puno at sa mga pinutol. Depende sa posisyon sa trunk at hugis, ang mga bitak ay tinatawag na:
- frosty;
- sernitsa;
- metics;
- lumiliit.
Hindi lamang binabawasan ng mga bitak ang kalidad ng kahoy, ngunit nakakatulong din ito sa mabilis na pagkabulok at pagkasira ng mga hibla.
Nabubulok ang bulok bilang resulta ng impeksyon ng putrefactive at iba pang uri ng fungi na lumalabas sa tumutubo at naputol na mga puno. Ang mga fungi na nabubuhay sa mga buhay na putot ay parasitiko, na nakahahawa sa taunang mga singsing at nagiging sanhi ng pagbabalat nito. Ang ibang mga species ay naninirahan na sa mga natapos na istruktura at nagiging sanhi ng pagkabulok, delamination, cracking.
Ang dahilan ng paglitaw ng mga nakakapinsalang organismo ay isang kanais-nais na kapaligiran para sa kanilang pagpaparami: humidity na higit sa 50% at init. Sa mahusay na tuyo na troso, ang mga mikroorganismo ay hindi nabubuo. Ang isang espesyal na kategorya ng mga peste ay dapat magsama ng mga insekto na mas gustong tumira sa mga istrukturang kahoy, na gumagalaw sa mga ito, at sa gayon ay nakakasira sa mga hibla at nababawasan ang kanilang lakas.
Wood moisture
Isa sa mga mahalagang tagapagpahiwatig para sa normatibo at paglaban sa disenyo ng kahoy. Nakakaapekto ito sa porsyento ng tubig sa mga hibla ng puno ng kahoy. Halumigmig - porsyento ng masa ng kahalumigmigan sa tuyong materyal. Ganito ang hitsura ng formula sa pagkalkula: W=(m–m0)/m0 100, kung saan ang m ay ang inisyal na masa ng workpiece, m 0 - bigat ng absolute dry sample. Natutukoy ang kahalumigmigan sa dalawang paraan: sa pamamagitan ng pagpapatuyo at paggamit ng mga espesyal na electronic moisture meter.
Ang kahoy ay nahahati sa ilang uri ayon sa moisture content:
- Basa. Samoisture content na higit sa 100%, na katumbas ng mahabang pananatili sa tubig.
- Bagong hiwa. May nilalamang 50 hanggang 100%.
- Patuyo sa hangin. May fiber water content mula 15 hanggang 20%.
- Room-dry. May moisture content na 8 hanggang 12%.
- Ganap na tuyo. May 0% water content, nakuha sa pamamagitan ng pagpapatuyo sa 102°.
Ang tubig ay nasa puno sa nakagapos at malayang anyo. Ang libreng moisture ay nasa mga cell at intercellular space, na nakagapos - sa anyo ng mga chemical bond.
Impluwensiya ng moisture sa mga katangian ng kahoy
May ilang uri ng mga katangian depende sa moisture content sa istraktura ng kahoy:
- Ang pag-urong ay isang pagbaba sa dami ng mga hibla ng pulp ng kahoy kapag naalis ang nakatali na tubig sa kanila. Ang mas maraming mga hibla, mas maraming kahalumigmigan ng nakatali na uri. Ang pag-alis ng moisture ay hindi nagbibigay ng ganoong epekto.
- Warping - isang pagbabago sa hugis ng troso sa proseso ng pagpapatuyo. Nangyayari kapag ang mga log ay hindi maayos na natuyo o nalagari.
- Moisture absorption - ang hygroscopicity ng kahoy o ang kakayahang sumipsip ng moisture mula sa kapaligiran.
- Pamamaga - isang pagtaas sa dami ng mga hibla ng kahoy kapag ang materyal ay nasa isang mahalumigmig na kapaligiran.
- Pagsipsip ng tubig - ang kakayahan ng kahoy na pataasin ang sarili nitong kahalumigmigan sa pamamagitan ng pagsipsip ng tumutulo na likido.
- Density - sinusukat bilang mass bawat unit volume. Habang tumataas ang halumigmig, tumataas ang density, at kabaliktaran.
- Permeability - ang kakayahang magpasa ng tubig sa sarili nito sa ilalim ng mataas na presyon.
Pagkatapos matuyonawawalan ng natural na pagkalastiko ang kahoy at nagiging mas matigas.
Hardness
Ang hardness coefficient ay tinutukoy gamit ang Brinell method o ang Yankee test. Ang kanilang pangunahing pagkakaiba ay nakasalalay sa pamamaraan ng pagsukat. Ayon kay Brinell, ang isang tumigas na bolang bakal ay inilalagay sa isang patag, kahoy na ibabaw at nilagyan ito ng 100 kilo-force, pagkatapos nito ay sinusukat ang lalim ng resultang butas.
Ang Yankee test ay gumagamit ng 0.4 inch na bola at sinusukat kung gaano karaming puwersa, sa pounds, ang kinakailangan upang itulak ang bola sa kalahati ng diameter sa puno. Alinsunod dito, mas mataas ang resulta, mas mahirap ang puno at mas malaki ang koepisyent. Gayunpaman, sa loob ng parehong iba't, ang mga tagapagpahiwatig ay magkakaiba, na depende sa paraan ng pagputol, halumigmig at iba pang mga kadahilanan.
Sa ibaba ay isang talahanayan ng Brinell at Yankee wood hardness para sa pinakakaraniwang species.
| Pangalan | Brinell hardness, kg/mm2 | Yankee hardness, pounds |
| Acacia | 7, 1 | |
| Birch | 3 | 1260 |
| Karelian birch | 3, 5 | 1800 |
| Elm | 3 | 1350 |
| Pear | 4, 2 | |
| Oak | 3, 7-3, 9 | 1360 |
| Spruce | 660 | |
| Linden | 400 | |
| Larch | 2, 5 | 1200 |
| Alder | 3 | 590 |
| European walnut | 5 | |
| Spanish Walnut | 3, 5 | |
| Aspen | 420 | |
| Fir | 350-500 | |
| Rowan | 830 | |
| Pine | 2, 5 | 380-1240 |
| Cherry | 3, 5 | |
| Apple tree | 1730 | |
| Ash | 4-4, 1 | 1320 |
Mula sa mesa ng tigas ng kahoy ay makikita na:
- aspen, spruce fir, pine - napakalambot na puno;
- birch, linden, alder at larch ay malambot na kakahuyan;
- elm at walnut ay katamtamang matigas;
- oak, mansanas, cherry ash, peras at may coefficient ng normal na tigas;
- beech, balang at yew ay napakatigas na uri.
Ang
Ang
Matibay ang hardwoodsa mekanikal na stress at ginagamit para sa mga kritikal na bahagi ng mga istrukturang kahoy.
Density
Ang
Density ay direktang nauugnay sa moisture content ng mga fibers. Samakatuwid, upang makakuha ng homogenous na mga tagapagpahiwatig ng pagsukat, ito ay tuyo sa isang antas ng 12%. Ang pagtaas sa density ng kahoy ay humahantong sa pagtaas ng masa at lakas nito. Ayon sa kahalumigmigan, ang troso ay nahahati sa ilang grupo:
- Ang pinakamababang density ng mga bato (hanggang 510 kg/m3). Kabilang dito ang fir, pine, spruce, poplar, cedar, willow at walnut.
- Mga Pula na may katamtamang density (sa hanay na 540-750 kg/m3). Kabilang dito ang larch, yew, elm, birch, beech, pear, oak, ash, rowan, apple.
- Mga batong may mataas na density (mahigit sa 750 kg/m3). Kasama sa kategoryang ito ang birch at stock.
Sa ibaba ay isang talahanayan ng density para sa iba't ibang uri ng puno.
| Pangalan ng lahi | Rock density, kg/m3 |
| Acacia | 830 |
| Birch | 540-700 |
| Karelian birch | 640-800 |
| Beech | 650-700 |
| Cherry | 490-670 |
| Elm | 670-710 |
| Pear | 690-800 |
| Oak | 600-930 |
| Spruce | 400-500 |
| Willow | 460 |
| Cedar | 580-770 |
| European maple | 530-650 |
| Canadian maple | 530-720 |
| field maple | 670 |
| Larch | 950-1020 |
| Alder | 380-640 |
| Walnut | 500-650 |
| Aspen | 360-560 |
| Fir | 350-450 |
| Rowan | 700-810 |
| Lilac | 800 |
| Plum | 800 |
| Pine | 400-500 |
| Poplar | 400-500 |
| Thuya | 340-390 |
| Bird cherry | 580-740 |
| Cherry | 630 |
| Apple tree | 690-720 |
Ang coniferous species ay may pinakamababang density, habang ang deciduous species ay may pinakamataas na density.
Katatagan
Ang kinakalkula na paglaban ng kahoy ay kinabibilangan ng bagay tulad ng katatagan sapagkakalantad sa kahalumigmigan. Ang antas ay sinusukat sa limang-puntong sukat kapag nagbago ang halumigmig ng hangin:
- Kawalang-tatag. Lumalabas ang makabuluhang deformation kahit na may bahagyang pagbabago sa halumigmig.
- Average na katatagan. Lumilitaw ang isang kapansin-pansing antas ng deformation na may bahagyang pagbabago sa halumigmig.
- Relatibong katatagan. Lumilitaw ang isang bahagyang antas ng deformation na may bahagyang pagbabago sa halumigmig.
- Katatagan. Walang nakikitang deformation na may bahagyang pagbabago sa halumigmig.
- Ganap na katatagan. Walang ganap na deformation kahit na may malaking pagbabago sa halumigmig.
Sa ibaba ay isang stability chart ng mga karaniwang uri ng kahoy.
| Pangalan ng lahi | Degree of stability |
| Acacia | 2 |
| Birch | 3 |
| Karelian birch | 3 |
| Beech | 1 |
| Cherry | 4 |
| Elm | 2 |
| Pear | 2 |
| Oak | 4 |
| Spruce | 2 |
| Cedar | 4 |
| European Maple | 2 |
| Canadian Maple | 2 |
| Field maple | 1 |
| Larch | 2-3 |
| Alder | 1 |
| American Walnut | 4 |
| Brazil Nut | 2 |
| Walnut | 4 |
| European walnut | 4 |
| Spanish Walnut | 3 |
| Aspen | 1 |
| Fir | 2 |
| Poplar | 1 |
| Bird cherry | 1 |
| Cherry | 2 |
| Apple tree | 2 |
Ang mga figure ay kinakalkula para sa kahoy na may moisture content na 12%.
Mga katangiang mekanikal
Ang kalidad ng kahoy ay tinutukoy ng mga sumusunod na indicator:
- Wear resistance - ang kakayahan ng kahoy na labanan ang pagkasira sa panahon ng friction. Sa pagtaas ng katigasan ng materyal, bumababa ang pagsusuot nito na may hindi pantay na pamamahagi sa ibabaw ng sample. Ang moisture content ng kahoy ay nakakaapekto rin sa wear resistance. Kung mas mababa ito, mas mataas ang resistensya.
- Deformability - ang kakayahang ibalik ang hugis pagkatapos ng pagkawala ng mga kumikilos na pwersa. Kapag pinipiga ang kahoy,pagpapapangit ng workpiece, na nawawala sa pagkarga. Ang pangunahing tagapagpahiwatig ng deformability ay pagkalastiko, na nagdaragdag sa moisture content ng kahoy. Sa unti-unting pagkatuyo, nawawala ang elasticity, na humahantong sa pagbaba ng resistensya sa deformation.
- Flexibility - ang natural na kakayahan ng kahoy na yumuko sa ilalim ng mga karga. Ang mga nangungulag na species ay may mahusay na pagganap, conifers sa isang mas mababang lawak. Ang mga kakayahang ito ay mahalaga sa paggawa ng mga baluktot na produkto, na unang binasa at pagkatapos ay baluktot at tuyo.
- Lakas ng epekto - ang kakayahang sumipsip ng puwersa ng epekto nang hindi naputol ang kahoy. Ang pagsubok ay isinasagawa gamit ang isang bakal na bola, na ibinagsak sa workpiece mula sa isang taas. Ang mga deciduous varieties ay nagpapakita ng mas magandang resulta kaysa sa mga conifer.
Ang patuloy na pagkarga ay unti-unting lumalala sa mga katangian ng kahoy at humahantong sa pagkapagod ng materyal. Kahit na ang pinakamatibay na puno ay hindi makatiis sa mga panlabas na impluwensya.
Mga Detalye ng Regulasyon
Ang mga indicator ng normative resistance ay kinakailangan para sa paggawa ng iba't ibang uri ng mga istruktura. Ang kahoy ay itinuturing na angkop kung ang mga tagapagpahiwatig ay hindi mas mababa kaysa sa mga kinakalkula na halaga. Sa mga pagsubok, tanging mga karaniwang sample na may moisture content na hindi hihigit sa 15% ang ginagamit. Para sa kahoy na may ibang moisture value, ginagamit ang isang espesyal na formula para sa paglaban sa disenyo, pagkatapos ay iko-convert ang mga indicator sa mga karaniwang halaga.
Kapag nagdidisenyo ng mga istrukturang troso, mahalagang malaman ang aktwal na mga halaga ng lakas ng pinagmumulan ng materyal. Sa katotohanan, mas mababa ang mga ito kaysa sa mga normatibo na nakuha sa mga sample ng pagsubok. Sangguniang datanakuha sa pamamagitan ng paglo-load at pagpapapangit ng mga sample ng karaniwang laki.
Mga katangian ng disenyo
Ang paglaban sa disenyo ng kahoy ay ang mga stress sa iba't ibang eroplano ng mga sample na gawa sa kahoy na nilikha ng ilang partikular na load na kayang tiisin ng puno kahit anong tagal ng panahon hanggang sa ganap itong masira. Magkaiba ang mga figure na ito para sa stretch, compression, baluktot, paggugupit at pagdurog.
Nakukuha ang mga aktwal na numero sa pamamagitan ng pag-multiply ng normative data sa mga coefficient ng mga kondisyon sa pagtatrabaho.
| Pangalan | Design wood resistance coefficient | ||
| Stress kasama ang mga hibla | Pag-igting sa mga hibla | Chipping | |
| Larch | 1, 2 | 1, 2 | 1 |
| Siberian cedar | 0, 9 | 0, 9 | 0, 9 |
| Pine | 0, 65 | 0, 65 | 0, 65 |
| Fir | 0, 8 | 0, 8 | 0, 8 |
| Oak | 1, 3 | 2 | 1, 3 |
| Maple, Ash | 1, 3 | 2 | 1, 6 |
| Acacia | 1, 5 | 2, 2 | 1, 8 |
| Beech, birch | 1, 1 | 1, 6 | 1, 3 |
| Elm | 1 | 1, 6 | 1 |
| Poplar, alder, aspen, linden | 0, 8 | 1 | 0, 8 |
Ang mga kondisyon sa pagtatrabaho ay naiimpluwensyahan ng isang buong listahan ng mga salik. Ang mga coefficient sa itaas ay isinasaalang-alang ang mga naturang kadahilanan. Anumang pagkakalantad sa kahalumigmigan sa mga istruktura ay nagreresulta sa isang pagbawas sa huling pagganap.
Konklusyon
Kapag nagdidisenyo ng mga istrukturang kahoy, mahalagang malaman ang mga kalkuladong tagapagpahiwatig ng mga materyales na ginamit sa pagtatayo. Ang mga indibidwal na node ay makakaranas ng mga permanenteng o pansamantalang pagkarga na maaaring humantong sa kanilang ganap na pagkasira. Ang data na tinukoy sa GOST at SNiP ay nakuha sa pamamagitan ng pagsubok sa mga karaniwang sample. Gayunpaman, ang aktwal na mga halaga ay mag-iiba nang malaki mula sa mga normatibo. Samakatuwid, ang mga formula na ibinigay ng mga pamantayan ay ginagamit para sa mga kalkulasyon.
