CONSTRUCŢII DIN LEMN

II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI

DE CONSTRUCŢII

II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII 22

Proprietăţile mecanice ale materialului lemnos se determină prin încercări de laborator, pe epruvete standardizate, realizate din lemn fără defecte.

1. Comportarea lemnului la întindere (în lungul fibrelor)SR EN 408 – 1996pentru lemn de răşinoase:

- rezistenţa la întindere: cca. 1000 daN/cm2;- modulul de elasticitate: E = 110.000 – 140.000 daN/cm2;pentru existenţa nodurilor pe 1/4 din secţiune, se aplică un coeficient de corecţie de 0,27;ruperea se produce brusc, fără deformaţii plastice.

Fig. 1: Solicitarea de întindere: a). în lungul fibrelor; b). perpendicular pe fibre.

II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII 33

2. Comportarea lemnului la compresiune (în lungul fibrelor)SR EN 408 – 1996pentru lemn de răşinoase:

- rezistenţa la compresiune: cca. 400 daN/cm2;- modulul de elasticitate: E = 110.000 – 130.000

daN/cm2;pentru existenţa nodurilor pe 1/3 din secţiune, se aplică un coeficient de corecţie de 0,6 – 0,7.

Fig. 2: Solicitarea de compresiune în lungul fibrelor.

II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII 44

Fig. 3: Diagrama / pentru lemn de răşinoase supus la:a). întindere în lungul fibrelor (X);b). compresiune în lungul fibrelor (D);

II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII 55

3. Comportarea lemnului la incovoiere (perpendicular pe fibre)SR EN 408 – 1996pentru lemn de răşinoase:

- rezistenţa la încovoiere: cca. 750 daN/cm2;pentru existenţa nodurilor pe 1/3 din secţiune, se aplică un coeficient de corecţie de 0,45 pentru lemnul ecarisat şi 0,70 pentru lemnul rotund;ruperea se produce prin cedarea zonei comprimate.

Fig. 4: Comportarea lemnului la încovoiere în diferite stadii de lucru:a). – elastic; b). – elasto-plastic; c). – plastic.

II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII 66

4. Comportarea lemnului la strivire (perpendicular pe fibre)STAS 1348 – 1987 se disting 3 cazuri de solicitare la compresiune şi strivire perpendicular pe fibre:

Fig. 5: Compresiune şi strivire a lemnului normal pe fibre:a). – pe întreaga suprafaţă; b). – pe o parte din lungime; c). – pe o parte din lungime şi pe o parte din lăţime.

II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII 77

modulul de elasticitate:- E = 6.000 – 9.000 daN/cm2 (în funcţie de umiditate, specificulinelelor anuale etc.).rezistenţa:

- depinde de unghiul pe care îl face direcţia forţei cu direcţia fibrelor;

Fig. 6: Variaţia rezistenţei la strivire, în funcţie de unghiul .

II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII 88

5. Comportarea lemnului la forfecareSTAS 1651 – 1983 se disting 3 cazuri de comportare a lemnului la forfecare, în funcţie de poziţia planului de forfecare şi direcţia de exercitare a forţei de forfecare:

Fig. 7: Curbele caracteristice de comportare a lemnului la forfecare:1 – transversală (t = 350 daN/cm2);

2 – longitudinală paralelă (p = 80 – 90 daN/cm2);

3 – longitudinală perpendiculară (pp = 40 – 50 daN/cm2).

II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII 996. Factorii care influenţează comportarea lemnului la diferitesolicitări

anizotropia - proprietăţile mecanice depind de unghiul pe care îl face direcţia forţei cu direcţia fibrelor – valorile maxime sunt atunci când direcţia forţei coincide cu direcţia fibrelor;

Fig. 8: Variaţia rezistenţelor lemnului în funcţie de unghiul la:1 – încovoiere; 2 – întindere şi 3 – compresiune.

umiditatea- rezistenţa scade odată cu creşterea umidităţii, dar numai până la atingerea punctului de saturaţie a fibrei (25-30%) - umiditatea influenţează foarte mult încovoierea şi compresiunea statică şi neînsemnat întinderea şi încovoierea dinamică;

1010II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII

Fig. 9: Variaţia modulului de elasticitate cu umiditatea.

temperatura:- creşterea temperaturii conduce la scăderea rezistenţelor mecanice; - creşterea temperaturii de la 25oC la 50oC scade rezistenţa la forfecare cu 15-20% şi la compresiune cu 20-40%;- nu se admit construcţii din lemn la o temperatură constant peste 50oC;

1111II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII

densitatea:- rezistenţele mecanice cresc odată cu creşterea densităţii; - dacă densitatea (la răşinoase) scade de la 600 la 400 kg/m3, rezistenţa la compresiune se reduce de 1,5 ori; - nu se admite folosirea ca elemente de rezistenţă în construcţii a lemnului cu densitatea mai mică de 400 kg/m3;

durata de acţiune a încărcării:- mărimea rezistenţei de rupere depinde de viteza de încărcare, indiferent de natura solicitării; - cu cât viteza de încărcare creşte, rezistenţele cresc;- dacă nu se depăşeşte un anumit nivel al încărcării, rezistenţa de rupere a lemnului tinde spre o anumită limită, care se numeşte rezistenţa de rupere la sarcini statice de lungă durată sau, pe scurt, rezistenţa de durată a lemnului d;- aceasta reprezintă valoarea maximă a efortului unitar sub acţiunea căruia elementul de construcţie nu se va rupe, oricât de mare ar fi durata de solicitare;

1212II. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII

- coeficientul de durată kd = d / r este:- 0,5 la întindere;- 0,6 la încovoiere;- 0,7 la compresiune.

- aceşti coeficienţi corectează rezistenţele obţinute în laborator, pe epruvete standard;- şi deformaţiile lemnului depind de durata solicitării;

Fig. 10: Curba deformaţiilor în timp la încercări de durată pentru ≤ d.

Fig. 11: Curba deformaţiilor în timp la încercari de durată pentru > d.