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Le bois comme matériau de construction

Notre pays est le premier au monde en termes de nombre de zones forestières, qui occupent près de la moitié du territoire de la Russie, soit environ 12,3 millions de km 2. La majeure partie des forêts russes, soit environ les 3/4, est située dans les régions de Sibérie, d'Extrême-Orient et dans les régions septentrionales de la partie européenne du pays. Les essences prédominantes sont les conifères : 37 % des forêts sont des mélèzes, 19 % des pins, 20 % des épicéas et des sapins, 8 % des cèdres. Les arbres à feuilles caduques occupent environ la moitié de la superficie de nos forêts. L'espèce la plus commune est le bouleau, occupant environ 1/6 superficie totale forêts

Les réserves de bois de nos forêts s'élèvent à environ 80 milliards de m3. Environ 280 millions de m3 sont récoltés chaque année. bois industriel, c'est-à-dire adapté à la fabrication de structures et de produits. Toutefois, cette quantité n’épuise pas la croissance annuelle naturelle du bois dans les régions reculées de Sibérie et d’Extrême-Orient.

Le bois récolté sous forme de sections de tronc de longueur standard est livré par route, train et par transport fluvial ou en descendant les rivières et les lacs en rafting jusqu'aux usines de transformation du bois. On y fabrique des matériaux sciés, du contreplaqué, des planches de bois, des structures et des éléments de construction. Lors de l'exploitation forestière et de la transformation du bois, une grande quantité de déchets est générée, dont l'utilisation efficace revêt une grande importance économique nationale. La production de panneaux de fibres isolants et de panneaux de particules à partir de déchets de bois, largement utilisés dans la construction, permet d'économiser une grande quantité de bois industriel.

Le bois de conifères est utilisé pour la fabrication des éléments de base des structures et éléments de construction en bois. Boxers hauts droits conifères avec un petit nombre de nœuds permettent d'obtenir du bois droit avec quantité limitée vices. Le bois de conifères contient des résines, ce qui le rend plus résistant à l'humidité et à la pourriture que le bois de feuillus.

La plupart des essences de feuillus sont moins droites, ont plus de nœuds et sont plus susceptibles à la pourriture que les résineux. Il n’est quasiment jamais utilisé pour la fabrication d’éléments de base en bois structures de construction.

Le bois de chêne se distingue parmi les bois durs par sa solidité accrue et sa résistance à la pourriture. Cependant, en raison de sa rareté et de son coût élevé, il n'est utilisé que pour de petites pièces de connexion.

Le bois de bouleau appartient également aux espèces à feuilles caduques dures. Il est principalement utilisé pour la production de contreplaqué de construction. A besoin d’être protégé contre la pourriture.

Avantages et inconvénients du bois comme matériau de construction.

Le bois, comme les autres matériaux de construction, a ses avantages et ses inconvénients.

Avantages :

Disponibilité d'une base de matières premières large et constamment renouvelable ;

Densité relativement faible ;

Résistance spécifique élevée - le rapport entre la résistance à la traction le long des fibres et la densité : 100/500 = 0,2 (approximativement égal à l'acier) ;

Résistance à l’agression du sel et autres environnements chimiquement agressifs ;

Compatibilité biologique avec les humains et les animaux - les bâtiments en bois ont le meilleur microclimat ;

Propriétés esthétiques et acoustiques élevées - les meilleures salles de concert du pays sont revêtues de bois ;

Faible coefficient de conductivité thermique à travers les fibres - un mur en bois de 200 mm de large équivaut en conductivité thermique à un mur de briques de 640 mm de large ;

Faible coefficient de dilatation linéaire le long des fibres - dans les bâtiments en bois, il n'est pas nécessaire d'installer des joints de dilatation ni des supports mobiles ;

Usinage moins exigeant en main-d'œuvre, possibilité de créer des structures pliées-collées.

Défauts:

Anisotropie de la structure du bois ;

Susceptibilité à la pourriture et aux dommages causés par les coléoptères xylophages ;

Combustibilité en cas d'incendie ;

Modifications des caractéristiques physiques et mécaniques sous l'influence de divers facteurs (humidité, température) ;

Retrait, gonflement, déformation et fissuration sous l'influence des influences atmosphériques ;

La présence de défauts (nœuds, grains inclinés et autres) qui réduisent considérablement la qualité des produits et des structures ;

Gamme limitée de produits en bois.

Structure bois

De par son origine végétale, le bois possède une structure fibreuse en couches tubulaires. La majeure partie du bois est constituée de fibres de bois situées le long du tronc. Ils sont constitués de coquilles creuses et allongées de cellules mortes (trachéides, d'environ 3 mm de long) de substances organiques (cellulose et légunine).

Les fibres du bois sont disposées en couches concentriques autour de l'axe du tronc, appelées couches annuelles, car chaque couche grandit tout au long de l'année. Ils sont clairement visibles sous la forme d'une série d'anneaux sur les sections transversales du tronc, notamment chez les conifères. Par leur nombre, vous pouvez déterminer l'âge de l'arbre.

Chaque couche annuelle se compose de deux parties. La couche interne (plus large et plus légère) est constituée de bois tendre précoce, formé au printemps lorsque l'arbre pousse rapidement. Les cellules du bois initial ont des parois plus minces et des cavités plus larges. Les cellules du bois final ont des parois plus épaisses et des cavités étroites. La résistance et la densité du bois dépendent de la teneur relative en bois tardif.

Partie médiane des troncs de bois espèces de conifères a plus couleur foncée, contient plus de résine et est appelé le noyau. Vient ensuite l’aubier et enfin l’écorce.

De plus, le bois contient des rayons centraux horizontaux, un noyau mou, des conduits de résine et des nœuds.

Le bois obtenu pour la construction est divisé en bois rond et scié.

Les bois ronds, également appelés grumes, sont des parties de troncs d'arbres dont les extrémités sont sciées en douceur - les extrémités. Ils ont une longueur standard de 3 à 6,5 m avec une gradation tous les 0,5 m. Les rondins ont une forme tronconique naturelle. Réduire leur épaisseur sur la longueur s’appelle courir. En moyenne, le ruissellement est de 0,8 cm pour 1 m de longueur (pour le mélèze 1 cm pour 1 m de longueur) de bûche. Les bûches moyennes ont une épaisseur de 14 à 24 cm ; les grosses bûches mesurent jusqu'à 26 cm. Les bûches d'une épaisseur de 13 cm (subtovarnik) et moins sont utilisées pour les structures de construction temporaires. Selon la qualité, le bois rond est divisé en grades 1, 2 et 3.

Le bois d'œuvre est obtenu par sciage longitudinal de grumes sur des châssis de scie ou des scies circulaires. Le bois est divisé selon la nature de la transformation : bordé (scié sur 4 côtés sur toute la longueur) ; déclin (une partie de la surface n'est pas sciée sur toute la longueur en raison du ruissellement de la grume) ; sans bord (deux bords ne sont pas sciés).

Le bois rectangulaire est divisé en planches, poutres et poutres. Les côtés les plus larges du bois sont appelés coutures et les côtés les plus étroits sont appelés bords. Le bois a une longueur standard de 1 à 6,5 m avec une gradation tous les 0,25 m. La largeur du bois varie de 75 à 275 mm et l'épaisseur de 16 à 250 mm. En fonction de la qualité du bois et de la transformation, les planches et les barres sont divisées en cinq qualités (sélectionnées, 1, 2, 3, 4ème) et les poutres en quatre (1, 2, 3, 4ème).

Densité. Le bois appartient à la classe des matériaux de structure légers. Sa densité dépend du volume relatif des pores et de leur teneur en humidité. La densité standard du bois doit être déterminée à une teneur en humidité de 12 %. Le bois fraîchement coupé a une densité de 850 kg/m3. La densité calculée du bois de conifères dans le cadre des structures dans les pièces avec une humidité de l'air standard de 12% est prise égale à 500 kg/m3, dans les pièces avec une humidité de l'air de plus de 75% et à l'air libre - 600 kg/m3 .

Expansion de la température. La dilatation linéaire lors du chauffage, caractérisée par le coefficient de dilatation linéaire, dans le bois varie le long et selon les angles des fibres. Le coefficient de dilatation linéaire b le long des fibres est (3 h 5) 10-6, ce qui permet de construire bâtiments en bois sans joints de dilatation. Sur l'ensemble des fibres du bois, ce coefficient est 7 à 10 fois moindre.

La capacité calorifique du bois est importante ; le coefficient de capacité calorifique du bois sec est C = 1,6 KJ/kg єС.

Une autre propriété précieuse du bois est sa résistance à de nombreux environnements chimiques et biologiques agressifs. Elle est chimiquement plus matériau résistant que le métal et le béton armé. Aux températures ordinaires, les acides fluorhydrique, phosphorique et chlorhydrique (faible concentration) ne détruisent pas le bois. La plupart des acides organiques n'affaiblissent pas le bois aux températures ordinaires, c'est pourquoi ils sont souvent utilisés pour les structures situées dans des environnements chimiquement agressifs.

Les propriétés mécaniques du bois sont caractérisées par : la résistance - la capacité à résister à la destruction due aux influences mécaniques ; rigidité - la capacité de résister aux changements de taille et de forme ; dureté - la capacité de résister à la pénétration d'un autre solide; résistance aux chocs - la capacité d'absorber le travail lors de l'impact.

Le bois est un matériau anisotrope, sa résistance dépend donc de la direction des forces appliquées sur les fibres. Lorsque des forces agissent le long des fibres, les membranes cellulaires fonctionnent de la manière la plus efficace possible. conditions favorables et le bois montre la plus grande résistance.

La résistance moyenne à la traction du bois de pin sans défauts dans le sens du fil est de :

Traction - 100 MPa.

En flexion - 80 MPa.

Sous compression - 44 MPa.

Lorsqu'elle est étirée, comprimée et cisaillée à travers les fibres, cette valeur ne dépasse pas 6,5 MPa. La présence de défauts réduit significativement (de ~30 %) la résistance du bois en compression et en flexion, et surtout (de ~70 %) en traction. Les principaux défauts inacceptables du bois sont : la pourriture, les trous de vers et les fissures dans les zones d'écaillage des joints.

Les défauts les plus courants et les plus inévitables du bois sont les nœuds, des restes envahis par d'anciennes branches d'arbres. Les nœuds sont acceptables avec des défauts limités.

La durée de la charge affecte considérablement la résistance du bois. Sous une charge illimitée à long terme, sa résistance est caractérisée par une limite de résistance à long terme, qui ne représente que 0,5 de la limite de résistance sous une charge standard. Le bois présente la plus grande résistance, 1,5 fois supérieure à la résistance à court terme, sous les chocs et les charges explosives les plus courtes. Les charges vibratoires, provoquant un changement de signe de la contrainte, réduisent sa résistance.

La rigidité du bois (son degré de déformation sous l'influence d'une charge) dépend fortement du sens d'action des charges par rapport aux fibres, de leur durée et de l'humidité du bois. La rigidité est déterminée par le module élastique E.

Pour les conifères le long des fibres E = 15000 MPa.

Dans le SNiP II-25-80, le module d'élasticité pour tout type de bois est Eo = 10 000 MPa. E90 = 400 MPa.

À humidité élevée, température, ainsi que sous l'action combinée de charges permanentes et temporaires, la valeur de E est réduite des coefficients de condition de fonctionnement mв, mт, mд< 1.

Influence de l'humidité. Un changement d'humidité allant de 0% à 30% entraîne une diminution de la résistance du bois de 30% du maximum. D'autres changements d'humidité n'entraînent pas une diminution de la résistance du bois.

Les changements transversaux d'humidité (retrait et gonflement) entraînent une déformation du bois. Le retrait le plus important se produit au niveau des fibres, perpendiculairement aux couches annuelles. Les déformations par retrait se développent de manière inégale de la surface vers le centre. Lors du séchage, non seulement des déformations apparaissent, mais également des fissures de retrait.

Pour comparer la résistance et la rigidité du bois, la teneur en humidité standard est fixée à 12 %

B12 = PC,

où b est le facteur de correction, pour la compression et la flexion b = 0,04.

Effet de la température. À mesure que la température augmente, la résistance à la traction et le module d'élasticité diminuent et la fragilité du bois augmente. La résistance à la traction du bois Gt à une température t allant de 10 à 30 o C peut être déterminée à partir de sa résistance initiale - G20 à une température de 20 o C, en tenant compte du facteur de correction b = 3,5 MPa.

Gt = G20 - po(t-20).

Le bois destiné aux éléments porteurs des structures en bois doit répondre aux exigences des grades I, II et III.

Le bois de catégorie I est utilisé dans les éléments de traction soumis aux contraintes les plus critiques. Il s'agit de tiges et de planches tendues individuelles de zones tendues de poutres lamellées d'une hauteur de section supérieure à 50 cm

À plusieurs niveaux ? 7%.

Diamètre total des noeuds sur une longueur de 20 cm d? 1/4b.

Le bois de grade II est utilisé dans les éléments de compression et de flexion. Il s'agit de tiges compressées individuelles, de planches des zones extrêmes de poutres collées d'une hauteur inférieure à 50 cm ; planches de la zone extrême comprimée et zone étirée situées au-dessus des planches du 1er grade en poutres lamellées d'une hauteur supérieure à 50 cm, planches des zones extrêmes de travail en tiges collées comprimées, pliées et comprimées-courbées.

Couche croisée ? 10 %.

Diamètre total des noeuds sur une longueur de 20 cm d? 1/3b.

Le bois de grade III est utilisé dans les éléments laminés compressés, courbés et courbés comprimés moins sollicités, ainsi que dans les éléments légèrement critiques des terrasses et des revêtements.

Couche croisée ? 12 %.

Diamètre total des noeuds sur une longueur de 20 cm d? 1/2b.

Le contreplaqué de construction est un matériau en feuilles de bois fabriqué en usine. Il se compose généralement d'un nombre impair de fines couches - des placages. Les fibres des placages adjacents sont situées dans des directions mutuellement perpendiculaires.

SNiP II-25-80 pour la conception de structures en bois recommande les types de contreplaqué imperméables suivants pour la construction :

1. Contreplaqué de qualité FSF, collé avec des adhésifs phénol-formaldéhyde. Ce contreplaqué est produit :

Fabriqué en bois de bouleau (5 et 7 couches, 5 à 8 mm d'épaisseur ou plus).

Fabriqué en bois de mélèze (7 couches, 8 mm d'épaisseur ou plus).

Les feuilles de contreplaqué d'une épaisseur supérieure à 15 mm sont appelées planches de contreplaqué. La résistance au cisaillement du contreplaqué dans un plan perpendiculaire à la feuille est environ 3 fois supérieure à la résistance du bois lorsqu'il est déchiqueté dans le sens du fil, ce qui constitue son avantage important.

Le module d'élasticité du contreplaqué de bouleau le long du fil est de 90 % et, en travers, de 60 % du module d'élasticité du bois le long du fil. Les modules élastiques du contreplaqué de mélèze représentent respectivement 70 % et 50 % de l'Eo du bois.

Le contreplaqué banélisé (FBS) diffère du contreplaqué de qualité FSF en ce que ses couches externes sont imprégnées de résines solubles dans l'alcool et résistantes à l'eau. Il a une épaisseur de 7 à 18 m. Sa résistance dans le sens du fil est 2,5 fois et en travers est 2 fois supérieure à la résistance du bois de conifères dans le sens du fil. Utilisé dans des conditions d'humidité particulièrement défavorables.

La pourriture est la destruction du bois par les organismes végétaux les plus simples : les champignons destructeurs du bois. Certains champignons infectent les arbres encore en croissance et en train de sécher dans la forêt. Les champignons d'entrepôt détruisent le bois pendant le stockage dans les entrepôts. Champignons domestiques - (merilius, poria, etc.) détruisent le bois des structures des bâtiments pendant le fonctionnement. contreplaqué de construction en bois pourriture

Les champignons se développent à partir de cellules - des spores, qui sont facilement transportées par le mouvement de l'air. En grandissant, les spores forment une fructification et un mycélium du champignon - une source de nouvelles spores.

Protection contre la pourriture :

1. Stérilisation du bois lors du séchage à haute température. Réchauffer le bois à une température > 80 o C, ce qui entraîne la mort des spores fongiques, des mycéliums et des fructifications fongiques.

2. La protection structurelle suppose un mode de fonctionnement lorsque la teneur en humidité du bois est W<20% (наименьшая влажность при которой могут расти грибы).

2.1. Protection du bois contre l'humidité atmosphérique - imperméabilisation des revêtements, pente de toiture requise.

2.2. Protection contre l'humidité de condensation - pare-vapeur, ventilation des structures (aérations de séchage).

2.3. Protection contre l'humidité capillaire (du sol) - dispositif d'étanchéité. Les structures en bois doivent reposer sur une fondation (avec isolation en bitume ou en feutre de toiture) au-dessus du sol ou du niveau du plancher d'au moins 15 cm.

3. Une protection chimique contre la pourriture est nécessaire lorsque l'humidité du bois est inévitable. La protection chimique consiste en une imprégnation de substances toxiques pour les champignons - des antiseptiques.

Les antiseptiques hydrosolubles (fluorure de sodium, fluorure de sodium) sont des substances incolores, inodores et inoffensives pour l'homme. Utilisé à l'intérieur.

Les antiseptiques huileux sont des huiles minérales (huile de houille, huile anthroscène, huile de schiste, créosote de bois, etc.). Ils ne se dissolvent pas dans l'eau, mais sont nocifs pour l'homme, ils sont donc utilisés pour des structures en plein air, dans le sol, au-dessus de l'eau.

L'imprégnation est réalisée en autoclaves sous haute pression (jusqu'à 14 MPa).

Protection contre les coléoptères - chauffage à t>80 o C ou fumigation avec des gaz toxiques tels que l'hexachlorane.

Il se caractérise par une limite de résistance au feu (environ 40 minutes pour une poutre de 17 x 17 cm, chargée à une contrainte de 10 MPa).

1. Constructif. Élimination des conditions favorables aux incendies.

2. Chimique ( imprégnation au feu ou coloration). Imprégné de substances appelées ignifuges (par exemple, sel d'ammonium, acide phosphorique et sulfurique). L'imprégnation est réalisée en autoclave simultanément au traitement antiseptique. Lorsqu'ils sont chauffés, les produits ignifuges fondent, formant un film ignifuge. La peinture protectrice est réalisée avec des compositions à base de verre liquide, de superfluor, etc.

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Propriétés physiques:

1) densité ; dépend du nombre de vides, de l'épaisseur de paroi des fibres et de la teneur en humidité (pin et épicéa - 5 kN/m3, bouleau 6 kN/m3) 2) dilatation thermique - dilatation linéaire lorsqu'elle est chauffée, caractérisée par le coefficient de dilatation linéaire en le bois varie le long des fibres selon un angle par rapport à celles-ci. Le coefficient est 2 à 3 fois inférieur à celui de l'acier 3) conductivité thermique - en raison de sa structure poreuse, le bois ne conduit pas bien la chaleur. Conductivité thermique il y a plus de bois dans le sens du fil que dans le sens du fil. Les propriétés mécaniques du bois, qui est un polymère naturel, sont étudiées sur la base de la rhéologie - la science qui consiste à modifier les propriétés d'une substance au fil du temps sous l'influence de certains facteurs, en l'occurrence des charges. 2 propriétés rhéologiques : fluage - la propriété d'un matériau à se déformer davantage au fil du temps sous une charge constante ; relaxation – réduction du stress au fil du temps. Différentes propriétés mécaniques des matériaux avec différentes directions de force sur les fibres sont appelées anisotropie et sont dues à la structure tubulaire du bois. Pour le bois, dans les calculs techniques, un modèle d'anisotropie transtropique est adopté, qui suppose des propriétés mécaniques et élastiques différentes dans seulement deux directions. (le long et à travers les fibres). Les propriétés dans les directions tangentielle et radiale sont presque les mêmes. Lorsqu'elle est étirée le long des fibres et à travers les fibres, la nature de la fracture est fragile, ce qui est dangereux. Lorsqu'elles sont écrasées, les caractéristiques de résistance ne diffèrent pratiquement pas de celles de la compression. Le cisaillement le long des fibres est l'un des points faibles dans le travail du bois. cm=0,5…0,6 kN/cm2 ; caractérisé par une fracture fragile. Caractéristiques de résistance dépendent de l'essence de bois, de la durée de la charge, des dimensions de la section, de la configuration de l'élément. Tout cela est pris en compte par le coefficient de condition de travail.

2. Macrostructure du bois résineux

3. Défauts du bois et leurs effets sur la fourrure du bois

Vices le bois fait référence à des modifications de son aspect, à une violation de l'intégrité des tissus et des membranes cellulaires, à l'exactitude de sa structure et à des dommages, réduisant la qualité du bois et limitant les possibilités de son utilisation.

Défauts- les défauts du bois d'origine mécanique qui surviennent lors du processus de récolte, de transport, de tri et de transformation mécanique.

L'effet d'un défaut sur la qualité du bois dépend de son type, de sa taille, de son emplacement dans le matériau et de la fonction du matériau. Il réduit la résistance et les propriétés décoratives du bois, de sorte que la qualité du bois est déterminée en tenant compte obligatoire des défauts qu'il contient.

Selon GOST 2140-81 « Défauts du bois. Classification, termes et définitions" tous les défauts sont divisés en groupes : nœuds, fissures, dommages fongiques, taches chimiques, défauts de forme du tronc et de la structure du bois, dommages causés par les insectes, inclusions étrangères et défauts de transformation.

Chiennes- le défaut le plus courant et inévitable du bois, qui sont les bases des branches enfermées dans le bois du tronc. Selon le degré de prolifération, les nœuds peuvent être ouverts ou envahis.

Fissures méthiques - des fissures du noyau dirigées radialement, s'étendant à partir du noyau, n'atteignant pas l'écorce et ayant une étendue importante sur toute la longueur de l'assortiment. La longueur d'une fissure méticuleuse peut dépasser 10 m. Selon l'emplacement, les assortiments ronds sont divisés en simples et complexes. Une simple fissure méticuleuse est une ou deux fissures dirigées selon le même diamètre et s'étendant dans le même plan sur toute la longueur de l'assortiment. Deux ou plusieurs fissures situées à l'extrémité à un angle l'une par rapport à l'autre, ainsi qu'une ou deux fissures dirigées le long du même diamètre, mais situées le long de l'assortiment dans des plans différents, constituent une fissure métrique complexe.

Fissure répulsive - une fissure entre les couches annuelles qui se produit dans le bois de cœur ou le bois mature. Ils sont formés dans un arbre en croissance, ont une courte longueur sur la hauteur du tronc et ne sont pas visibles de l’extérieur.

fissure de gel- des coupes longitudinales externes de bois provenant de troncs d'arbres en croissance. Il se propage profondément dans le tronc dans des directions radiales (généralement dans la partie postérieure).

Défauts de forme du tronc s'expriment par divers écarts par rapport à la forme normale du tronc et se forment pendant la période de croissance de l'arbre. Ceux-ci incluent la convexité, la croupe, les excroissances, la courbure et l’ovalité.

Convergence représente une diminution progressive de l'épaisseur du bois ou de la largeur du bois non débordé sur toute sa longueur. Si pour chaque mètre de hauteur du tronc (longueur de l'assortiment), le diamètre diminue de plus de 1 cm, ce phénomène est considéré comme un défaut. Les troncs des conifères sont moins hirsutes que les feuillus.

Zakomélistost- une forte augmentation du diamètre de la partie bout du bois et de la largeur du bois. La rugosité et la rugosité rendent difficile l'utilisation du bois aux fins prévues, augmentent la quantité de déchets lors du sciage et du déroulage, de la coupe du bois et provoquent l'apparition d'une inclinaison radiale des fibres.

Croissances et courbure Souvent présents sur toutes les espèces, notamment sur les feuillus, ils rendent difficile l'utilisation du bois aux fins prévues et compliquent leur transformation. Les excroissances sont des épaississements locaux du tronc, elles peuvent avoir une surface lisse et une structure de bois régulière, ainsi qu'une surface inégale et tordue

structure du bois, appelées loupes. La courbure est la courbure du tronc sur toute sa longueur. Une distinction est faite entre les courbures simples et complexes, caractérisées respectivement par un ou plusieurs coudes d'assortiment.

Aux vices La structure du bois comprend l'inclinaison des fibres, le talon, la boucle, etc.

Inclinaison des fibres(couches croisées) - la déviation des fibres par rapport à l'axe longitudinal de l'assortiment entraîne un retrait et une déformation accrus. La pente des fibres rend difficile le traitement mécanique du bois, réduit la capacité de flexion, ainsi que la résistance à la traction du bois le long des fibres et en flexion.

Kren - modification locale de la structure du bois de conifères. Elle se traduit par une augmentation apparente de la largeur de la zone tardive des couches annuelles. Formé dans la zone comprimée des troncs courbés ou inclinés. Kren augmente la dureté du bois et sa résistance à la compression et à la flexion statique ; réduit la résistance à la traction ; augmente le retrait le long des fibres, provoquant des fissures et un gauchissement longitudinal du bois d'œuvre ; réduit l'absorption d'eau du bois, ce qui rend difficile son imprégnation et détériore également son aspect.

Bois de traction observé aux extrémités sous forme de sections arquées, sur des surfaces radiales - sous forme de bandes étroites (brins). Il augmente la résistance à la traction du bois en traction le long des fibres et en flexion statique, augmente le retrait dans toutes les directions, notamment le long des fibres, ce qui contribue à l'apparition de gauchissements et de fissures, complique le traitement, conduisant à la formation de pilosité et de surfaces moussues.

Bouclés - courbure des fibres. Réduit la résistance à la traction, à la compression et à la flexion du bois, augmente la résistance lors du fendage et de l'écaillage dans le sens longitudinal et rend difficile le fraisage du bois.

Boucle se présente sous la forme de contours incurvés en forme de console, partiellement coupés, formés par des couches annuelles incurvées. Il existe des boucles unilatérales et de bout en bout. Réduit la résistance à la compression et à la traction du bois dans le sens du fil, ainsi que la résistance à la flexion. La résistance du matériau diminue sensiblement lorsque les boucles sont situées dans la zone étirée de la section dangereuse. Pochette en résine trouvé dans le bois de conifères; peut être unilatéral ou traversant, réduit la résistance du bois. La résine qui s'échappe des poches de résine abîme la surface des produits et gêne leur finition frontale et leur collage.

Pousse - écorce partiellement ou totalement envahie sur le tronc ou bois mort suite à des dommages ; se produit dans un arbre en croissance lorsque les dommages qui lui ont été causés guérissent et s'accompagne du développement de goudron, de taches fongiques et de bandes de pourriture du noyau. Viole l'intégrité du bois et s'accompagne d'une courbure des couches annuelles adjacentes. La germination peut être ouverte ou fermée.

Affûtage- trouvé dans le bois uniquement d'essences de conifères. Cela n'affecte pas de manière significative les propriétés mécaniques, mais réduit considérablement la résistance à la flexion, réduit la perméabilité à l'eau et rend la finition faciale et le collage plus difficiles.

Faux noyau- partie interne du tronc de couleur foncée des espèces à feuilles caduques non essentielles. Par forme coupe transversale peut être rond, en forme d'étoile ou lobé. Ce défaut gâche l'apparence, se caractérise par une mauvaise perméabilité, une résistance à la traction réduite le long des fibres et une fragilité. Chez le bouleau, le faux duramen se fissure facilement.

Couche d'eau- se présente sous la forme de taches humides et sombres de formes et de tailles diverses, provoque des fissures, réduit la résistance aux chocs et s'accompagne de pourriture.

Taches chimiques dans la plupart des cas, c'est une conséquence de l'oxydation des tanins contenus dans le bois. Ceux-ci incluent : les bosses, les stries de bronzage, le jaunissement, qui n'affectent pas les propriétés physiques et mécaniques du bois, mais avec une coloration intense, ils aggravent l'apparence des matériaux.

Lésions fongiques dans le bois résultent du développement de champignons qui se divisent en champignons colorants et destructeurs du bois.

Les champignons se développent sur le bois à une certaine humidité (optimale - 40-60%) et température (optimale - 20-30°C).

Pourriture du noyau - les zones de coloration anormale du noyau qui, en fonction de la couleur et de la nature de la destruction, sont divisées en pourriture criblée panachée, fissurée brune et pourriture fibreuse blanche du noyau. Ce défaut affecte considérablement les propriétés mécaniques du matériau. En fonction de l'ampleur des dégâts causés par la pourriture du bois, sa qualité est réduite au point de devenir totalement inadaptée.

Moule représente des taches individuelles ou une couche continue de vert, bleu, noir ou autre couleur. Cela n'altère pas les propriétés mécaniques du bois, mais détériore son aspect.

. Brunissement

Pourriture de l'aubier,Pourriture externe pourrie

,Trou de ver selon la profondeur de pénétration, elle peut être superficielle (n'affecte pas les propriétés mécaniques), peu profonde et profonde (viole l'intégrité du bois et réduit les propriétés mécaniques). Les trous de ver facilitent la pénétration des champignons et le développement de la pourriture.

4. Humidité du bois, son influence sur la résistance et la déformabilité. Il existe deux types d'humidité contenue dans le bois : liée (hygroscopique) et libre (capillaire). L'humidité liée se trouve dans l'épaisseur des membranes cellulaires et l'humidité libre se trouve dans les cavités cellulaires et les espaces intercellulaires. Outre l'humidité libre et liée, on distingue l'humidité contenue dans composition chimique substances qui forment le bois (humidité liée chimiquement). Cette humidité n'est importante que lors du traitement chimique du bois. La quantité maximale d’humidité liée est appelée limite hygroscopique ou limite de saturation de la paroi cellulaire et est de 30%. L'humidité hygroscopique stable du bois, correspondant à une certaine combinaison de température et d'humidité de l'air, est appelée humidité d'équilibre bois Un changement dans la teneur en humidité du bois par rapport à la limite hygroscopique et au-dessus ne peut se produire que lorsque l'humidité libre remplit les cavités cellulaires. Lorsque la teneur en humidité du bois passe de 0 % à la limite de saturation des parois cellulaires, le volume du bois augmente (gonfle), et une diminution de la teneur en humidité dans ces limites réduit sa taille (retrait). Plus le bois est dense, plus son gonflement et son retrait sont importants. En conséquence, le gonflement et le retrait sont différents dans le bois tardif, plus dense, et dans le bois précoce.

Il a été établi que le retrait linéaire le long des fibres dans les directions radiale et tangentielle diffère considérablement. Le retrait le long des fibres du bois est généralement si faible qu'il est négligé ; le retrait dans la direction radiale varie de 2 à 8,5 % et dans la direction tangentielle, de 2,2 à 14 %. La conséquence de ce séchage inégal est la déformation des planches lors du séchage (Fig.). Lorsque l'humidité augmente au-dessus du point de saturation des parois cellulaires, lorsque l'humidité occupe des bandes de cellules de bois, aucun gonflement supplémentaire ne se produit. Le processus de séchage du bois consiste en l’évaporation de l’humidité de la surface et son mouvement des couches internes les plus humides vers l’extérieur. L'évaporation de l'humidité de la surface du bois se produit plus rapidement que le mouvement de l'humidité de l'intérieur vers la périphérie, ce qui provoque une répartition inégale de l'humidité ; dans le bois mince, cette irrégularité est généralement faible et diminue rapidement ; Dans les éléments épais, l'humidité se stabilise lentement et l'irrégularité de sa répartition en début de séchage peut être importante. Plus la densité du bois est élevée, plus la vitesse de séchage est lente. La conductivité hydraulique dans la direction radiale est légèrement supérieure à celle dans la direction tangentielle, ce qui s'explique par l'influence des rayons du noyau. Il a été établi que chez les espèces de conifères, il existe une légère différence entre le retrait radial et tangentiel du bois dans la zone tardive des couches annuelles, et le retrait tangentiel de la zone précoce est 2 à 3 fois supérieur à celui radial. Le bois fraîchement coupé contient 80 à 100 % d'humidité et la teneur en humidité de l'aubier de conifères est 2 à 3 fois supérieure à la teneur en humidité du noyau. La teneur en humidité du bois flotté atteint 200 %. L'humidité finale du bois doit correspondre à son humidité d'équilibre dans les conditions d'exploitation.

////La structure du bois, son influence sur la résistance et la déformabilité du matériau. Les structures de construction en bois sont principalement constituées de résineux (pin, épicéa, mélèze). Sur la coupe transversale d'un tronc d'arbre, on distingue les parties suivantes de la figure : sous l'écorce se trouve une fine couche de cambium, qui dépose du bois et travaille avec une intensité variable, puisque son activité dépend également des conditions extérieures. Dans un arbre en croissance, le cambium détermine la croissance du bois et de l'écorce. Au centre de la section du tronc se trouve un noyau qui a la forme d'une petite tache ronde d'un diamètre de 2 à 5 mm. Tout le bois principal, situé entre une fine couche de cambium et le noyau, est constitué de deux parties, légèrement différentes l'une de l'autre par les nuances de couleur - la zone interne, plus foncée, est appelée noyau, et la plus claire est appelée aubier. Une coupe transversale du tronc montre des couches concentriques entourant le noyau. Le bois est constitué de deux types de cellules : prosenchymateuses et parenchymateuses. Les cellules du parenchyme ont à peu près la même taille dans les trois directions axiales. Les cellules prosenchymateuses comprennent les trachéides - des cellules creuses, très allongées avec des extrémités pointues. Les principaux éléments du bois de conifères sont les trachéides, qui occupent plus de 90 % du volume total du bois. Les cellules du parenchyme des bois de conifères font partie des rayons médullaires. Dans un arbre en croissance, le mouvement se produit le long des rayons médullaires nutriments et arrosent dans le sens horizontal pendant la saison de croissance et pendant la période de dormance, ils stockent des nutriments de réserve. Les trachéides de conifères remplissent non seulement leurs fonctions conductrices inhérentes, mais également leurs fonctions mécaniques. Les trachéides de la partie précoce de la couche annuelle ont des parois minces et de grandes cavités internes, tandis que les trachéides de la partie tardive de la couche annuelle ont des parois plus épaisses et de petites cavités. Sur la base de recherches modernes, il a été établi que les parois des cellules trachéides sont une membrane en couches. Dans la paroi de chaque trachéide normale, on distingue : une fine coque primaire P, une coque secondaire S beaucoup plus épaisse, constituée d'une couche externe Sb, d'une couche intermédiaire S2 et d'une couche interne S3. Chaque couche de la coque trachéide est constituée de microfibrilles dont la base est de la cellulose cristalline, incrustée d'une matrice de polymères amorphes ou parastallins qui stabilisent la structure des microfibrilles. La lignine joue un rôle particulier dans la composition de la paroi cellulaire. Alors que la résistance élevée à la traction est principalement assurée par les microfibrilles de cellulose, la lignine confère à la coque une résistance à la compression. Dans le bois de conifères, les cellules du parenchyme sont principalement constituées de nombreux rayons médullaires (voir Fig. 1.3.). Ils sont étroits, pour la plupart à une seule rangée, mais parmi eux il y a aussi des poutres à plusieurs rangées avec une assise horizontale en résine au milieu. Chez le pin, l'épicéa et le mélèze, en plus des cellules du parenchyme, les rayons contiennent des trachéides.

5.6.Travaux du bois différents types influences de force.Étirage. La résistance à la traction le long des fibres dans les échantillons propres standard est élevée - pour le pin et l'épicéa, elle est en moyenne de 1 000 kgf/cm2. La présence de nœuds et de couches croisées d'assemblage réduit considérablement la résistance à la traction. Les nœuds sur les bords avec sortie de bord sont particulièrement dangereux. Les expériences montrent que lorsque la taille des nœuds est de 1/4 du côté d'un élément, la résistance à la traction n'est que de 0,27 de la résistance à la traction des échantillons standards. Lorsque les éléments en bois sont affaiblis par des trous et des mortaises, leur résistance diminue plus que ce qui est réel. obtenu lors du calcul par superficie nette. Ici, l'influence négative de la concentration des contraintes aux points d'affaiblissement se fait sentir. Compression. Les tests de compression d'échantillons standards le long des fibres donnent des valeurs de résistance à la traction 2 à 2,5 fois inférieures à la résistance à la traction. Pour le pin, la résistance à la compression est en moyenne de 400 kgf/cm2. L'influence des défauts (nœuds) est moindre que lors de la traction. Lorsque la taille des nœuds est de 1/3 du côté de l'élément comprimé, la résistance à la compression sera de 0,6 à 0,7 de la résistance d'un élément de même taille, mais sans nœuds. Ainsi, le fonctionnement des éléments comprimés dans les structures est plus fiable que celui des éléments tendus. Cela explique l'utilisation généralisée de structures métal-bois avec des éléments de traction principaux en acier et des éléments en bois compressés et pliés en compression. Le diagramme de compression donné (Fig. 1.1.) à   0,5 est plus curviligne qu'en traction. À des valeurs plus petites de , sa curvilinéarité est faible et elle peut être acceptée comme rectiligne jusqu'à une limite conditionnelle de proportionnalité égale à 0,5. Plier. En flexion transversale, la valeur de résistance ultime est intermédiaire entre la résistance à la compression et à la traction. Pour les échantillons standards en pin et épicéa, la résistance à la flexion est en moyenne de 750 kgf/cm2. Puisqu’il existe une zone étirée lors du pliage, l’influence des nœuds et des couches croisées est importante. Lorsque la taille des nœuds est de 1/3 du côté de l'élément, la résistance à la traction est 0,5 de la résistance des échantillons sans nœuds. Dans les barres et surtout dans les bûches, ce rapport est plus élevé et atteint 0,6-0,8. L'influence des défauts des grumes lors du pliage est généralement moindre que celle du bois, car dans les grumes il n'y a pas de sortie vers le bord des fibres coupées lors du sciage et leur séparation dans la couche transversale de rattachement lorsque l'élément est plié. la section transversale de l'élément plié à l'approche de la résistance à la traction est de caractère curviligne. Dans ce cas, la contrainte de compression réelle sur les bords est inférieure et la contrainte de traction est supérieure à celles calculées par la formule  = M/W. La limite de résistance à la flexion dépend de la forme de la section transversale et de sa hauteur. Ceci est pris en compte dans le calcul en introduisant des coefficients appropriés aux résistances calculées. Froissement. Il y a un écrasement le long des fibres, à travers les fibres et selon un angle par rapport à celles-ci. La résistance à l'écrasement du bois dans le sens du fil diffère peu de la résistance à la compression dans le sens du fil, et les normes actuelles ne font pas de distinction entre elles. Le bois a peu de résistance à l’écrasement dans le sens du fil. Le concassage angulaire occupe une position intermédiaire. L'effondrement transversal des fibres se caractérise, selon la forme tubulaire des fibres, par des déformations importantes de l'élément écrasé. Après aplatissement et destruction des parois cellulaires, le bois se tasse, les déformations diminuent et la résistance de l'échantillon broyé augmente. Écaillage et fendage. L'écaillage est une destruction résultant du déplacement d'une partie du matériau par rapport à une autre. Une distinction est faite entre les écailles longitudinales et transversales. En raison de la très faible résistance du bois à l’écaillage, ce type de déformation détermine souvent les dimensions des éléments ou des joints.

7.8.Mesures constructives et chimiques pour lutter contre les risques de pourriture et d'incendie. L'utilisation de bois avec une teneur en humidité supérieure à 30 % pour la fabrication de structures en bois, l'humidification des structures pendant le fonctionnement, la violation du régime de séchage dans la pièce et d'autres raisons entraînent la pourriture du bois et une forte réduction de la durée de vie de structures en bois.

Sous pourrir le bois comprend le processus de la vie champignons, destructeur cellulose- la partie la plus résistante du bois. Le processus de développement fongique se produit à une teneur moyenne en humidité du bois supérieure à 20 %, dans des conditions d'humidité de l'air élevée, en l'absence de ventilation et à une température ambiante de 0 à 45°C.

Signes caractéristiques des dommages causés au bois par des champignons dans les structures :

l'apparition de mycélium à la surface du bois - des grappes blanches et pelucheuses de fils de champignons (hyphes), ainsi que la présence d'une odeur caractéristique de champignon dans la pièce ;

changement de couleur du bois : au début du processus - vers rougeâtre, puis brun ou brun foncé ;

La présence dans le bois de profondes fissures longitudinales et transversales, le long desquelles il se brise en morceaux prismatiques séparés - pourriture destructrice (le bois semble carbonisé, facilement arraché et réduit en poudre avec les doigts. Les principales mesures de prévention constructive). contre la pourriture des structures en bois sont de les protéger d'une humidification répétée constante ou systématique, création d'un mode opératoire de séchage.

Mesures constructives (préventives) de base contre la pourriture :

utilisation de bois sec avec teneur en humidité W=12 % pour la production de structures en bois lamellé-collé et W< 20 % - pour les structures non collées ;

protection des structures contre l'humidité pendant le transport et l'installation ;

Placer des structures en bois entièrement dans une pièce chauffée ou entièrement dans des combles non chauffés, derrière un plafond suspendu isolé

ventilation des parquets isolés

disposition des unités de support des cadres, des arcs de telle sorte que le bas de l'élément en bois se trouve à 300...500 mm au-dessus du niveau du sol fini

- assurer le libre accès aux éléments de support des structures pour l'inspection et la ventilation ;

pose d'imperméabilisation aux endroits où le bois entre en contact avec la maçonnerie, le béton, le métal ;

Dans les cas où il est impossible de garantir une protection fiable des structures en bois contre la pourriture par les seules mesures de conception, les structures sont traitées avec des produits chimiques spéciaux - antiseptiques- les substances ayant un effet toxique sur les destructeurs de bois biologiques. Exigences relatives aux antiseptiques :

être toxique pour les champignons et les insectes destructeurs du bois et sans danger pour les humains et les animaux domestiques ;

ne pas influencer résistance mécanique bois et ne contribuent pas à la corrosion des pièces de connexion métalliques ;

pénètrent facilement dans le bois et ne sont pas éliminés par lessivage, ont une composition chimique constante, n'ont pas d'odeur âcre, sont bon marché et accessibles, c'est-à-dire économiquement avantageux à utiliser.

Antiseptiques utilisés dans la construction soluble dans l'eau(inorganique ou minéral); huileux(organique); combiné; comcomplexe(ayant des propriétés antiseptiques et ignifuges).

Les antiseptiques hydrosolubles les plus courants(composé, %): silicofluorure d'ammonium,

fluorure de sodium. Actuellement, en règle générale, on utilise des compositions complexes qui ont un effet protecteur antiseptique et antipyrétique sur le bois.

Limite de résistance au feu structures de construction - c'est le temps (en minutes) d'apparition d'un ou de plusieurs séquentiellement, normalisés pour une structure donnée, signes d'états limites : perte de capacité portante (R.); perte intacteness (E); perte de capacité d'isolation thermique.

Les mesures de conception spécifiques pour la protection contre les risques d'incendie dépendent de la fonction fonctionnelle des bâtiments et des structures et sont établies par les normes de conception pertinentes. Pour les bâtiments industriels et d'entrepôts d'un étage, les mesures de protection structurelle suivantes sont les plus courantes : maintien de coupe-feu entre les bâtiments ; installation de coupe-feu d'au moins 6 à 12 m de longueur dans les bâtiments agrandis ; diviser les bâtiments en compartiments (tous les 50 m) avec des murs pare-feu en matériaux ignifuges de 600 mm de hauteur (à partir de la surface du toit) ; conception d’un BDK massif à section rectangulaire ; protection (revêtement) de la section transversale des éléments en bois avec des matériaux en feuille d'amiante, revêtement avec des solutions de laminage ; l'utilisation de matériaux d'isolation thermique et de toitures ignifuges, la division en compartiments qui ne communiquent pas entre eux, les panneaux de toiture et de mur comportant des vides.

S'il est impossible d'assurer la sécurité incendie requise des bâtiments par des mesures structurelles, des mesures de protection chimique sont utilisées, qui incluent le traitement des éléments en bois avec des composés ignifuges - retardateurs de flamme.

Produits ignifuges- des substances qui, lorsqu'elles sont chauffées, fondent et recouvrent la surface du bois d'un film ignifuge qui empêche l'air d'atteindre le bois, ou se décomposent en libérant de grandes quantités de gaz incombustibles qui éloignent l'air du bois. Les ignifugeants comprennent le phosphate d'ammonium et le sulfate d'ammonium, le borax, l'acide borique et d'autres produits chimiques.

Les produits ignifuges les plus utilisés pour l'imprégnation des éléments en bois médicament MB-1

Pour le traitement de surface des structures en bois, des composés phosphatés et des revêtements intumescents de type VP-9 peuvent être utilisés.

L'imprégnation avec des produits ignifuges réduit les propriétés de résistance du bois de 10 % en moyenne. Les pièces métalliques de liaison (plaques, boulons) réduisent la résistance au feu des structures en bois ; elles doivent également être protégées par des produits ignifuges.

Leçon n° _____ Date :_________________

Sujet: Le bois est un matériau de construction naturel.

Objectifs : créer les conditions permettant aux élèves de développer : les notions de « bois », de « structure du bois » pour développer la capacité à distinguer les espèces d'arbres par leurs caractéristiques ; créer les conditions pour le développement de la mémoire, de la pensée logique et de l'imagination chez les élèves ; créer les conditions pour la formation du contrôle de soi et mutuel.

Type de cours : combiné.

Formes de travail : indépendant, individuel, groupe.

DÉROULEMENT DE LA LEÇON.

I. Moment organisationnel.

II. Actualisation des connaissances de base.

Conversation

Rappelez-vous quel matériau est appelé structurel.

De quelles matières premières sont fabriqués le papier et le carton ?

Nommer les matériaux de construction utilisés pour la production de voitures, d'avions, la construction de maisons, la fabrication meubles de maison. Où sont fabriqués ces matériaux et quelles matières premières sont utilisées à cet effet ?

III. Apprendre du nouveau matériel.

Développement technologie moderne et la technologie dépend de la production et de l’utilisation de divers matériaux de structure : bois, métal, plastiques, verre, etc.

L'utilisation du bois s'est généralisée. Les produits fabriqués à partir de celui-ci sont utilisés dans presque tous les domaines de notre vie. Ce matériau est utilisé pour fabriquer du papier, du carton, de la soie artificielle, du plastique, des meubles, des éléments de construction, des instruments de musique et des souvenirs et bien d'autres choses nécessaires.

Toutes les espèces d'arbres sont divisées en deux groupes : les conifères et les feuillus (Fig. 13).

Les conifères ont des feuilles en forme d'aiguilles. Il s'agit notamment de : l'épicéa, le pin, le cèdre, le mélèze, le sapin, etc. Les espèces à feuilles caduques sont l'aulne, le tilleul, le chêne, le hêtre, le charme et autres (Fig. 14). Les arbres sont utilisés pour fabriquer des produits de construction en bois.

Les matériaux en bois peuvent facilement être traités avec divers outils de coupe : scies, couteaux, ciseaux, perceuses, limes et autres. Les éléments structurels en bois sont reliés de manière fiable et ferme avec des clous, des vis et du collage.

Les arbres sont les plantes les plus hautes, bien qu'il y ait aussi parmi eux des nains, atteignant plusieurs centimètres de hauteur.

Le bois, en tant que matériau structurel naturel, est obtenu à partir de troncs d'arbres en les sciant en morceaux.

Le tronc de l'arbre a une partie plus épaisse (bout) à la base et une partie plus fine au sommet. La surface du tronc est recouverte d'écorce. L'écorce est comme un vêtement pour un arbre et se compose d'une couche externe de liège et d'une couche interne de liber. La couche de liège de l'écorce est morte. La couche libérienne sert de conducteur aux jus qui nourrissent l'arbre. L’intérieur principal d’un tronc d’arbre est constitué de bois. À son tour, le bois du tronc est constitué de nombreuses couches, visibles dans la coupe sous forme d'anneaux de croissance. L'âge de l'arbre est déterminé par le nombre d'anneaux de croissance.

Le centre lâche et mou de l’arbre s’appelle le bois de cœur. Les rayons médullaires s'étendent du noyau à l'écorce sous la forme de lignes légèrement brillantes. Ils ont des couleurs différentes et servent à conduire l’eau, l’air et les nutriments à l’intérieur de l’arbre. Les rayons centraux créent le motif (texture) du bois.

Le cambium est une fine couche de cellules vivantes située entre l'écorce et le bois. Ce n'est qu'à partir du cambium que se produisent la formation de nouvelles cellules et l'augmentation annuelle de l'épaisseur de l'arbre. « Cambium » vient du latin « échange » (de nutriments).

Principales sections du tronc.

1 - section d'extrémité ;

2 - coupe radiale ;

3 - coupe tangentielle

Pour étudier la structure du bois, on distingue trois sections principales du tronc. Une coupe perpendiculaire au cœur du tronc est appelée coupe d’extrémité. Il est perpendiculaire au grain. La coupe 2 passant par le noyau du tronc est dite radiale. Elle est parallèle aux fibres. La coupe tangentielle 3 est parallèle au noyau du tronc et se trouve à une certaine distance de celui-ci. Ces coupes révèlent diverses propriétés et dessins sur bois.

Les essences de bois sont déterminées par leurs caractéristiques : texture, odeur, dureté, couleur.

Dureté

Couleur

Application

Pin /conifère/

Bois de couleur rouge clair avec une texture prononcée

Utilisé pour la fabrication de fenêtres et de portes, de sols et de plafonds, de meubles, dans la construction de navires, de voitures, de ponts

Épicéa /conifère/

Doux. Imprégné de substances résineuses

Couleur blanc avec une teinte jaunâtre

Utilisé pour fabriquer instruments de musique, meubles, fenêtres et portes

Bouleau /bois dur/

Solide

Couleur blanc avec une teinte brunâtre

Utilisé pour fabriquer du contreplaqué, des meubles, de la vaisselle, des crosses d'armes à feu, des manches d'outils, des skis.

Tremble /bois dur/

Doux. Sujet à la pourriture.

La couleur est blanche avec une teinte verdâtre.

Utilisé pour fabriquer des allumettes, de la vaisselle, des jouets, du papier.

Tilleul /bois dur/

Doux.

La couleur est blanche avec une teinte rose tendre.

Utilisé pour fabriquer de la vaisselle, des planches à dessin, des crayons et des produits avec des sculptures artistiques.

Aulne /bois dur/

Doux.

La couleur est blanche, devient rouge dans l'air.

Sert de matière première pour la fabrication de contreplaqué, de plats évidés et de caisses d'emballage.

Chêne /bois dur/

Solide. Sur une coupe radiale, les rayons médullaires sous forme de rayures brillantes sont bien visibles.

La couleur est jaune clair avec une teinte brun-gris et une texture prononcée

Il est utilisé pour la fabrication de meubles, de parquets, de revêtements de produits de valeur, ainsi que dans la construction de ponts et de voitures.

Le motif sur la surface du bois formé à la suite de la coupe des anneaux de croissance et des fibres est appelé texture du bois. On dit que la belle surface du bois a une texture riche. Par exemple, le bois noyer a des couleurs marron et grises d'une grande variété de nuances, il est très apprécié pour la fabrication de meubles et de crosses de fusils de chasse. Le chêne, le frêne ainsi que les espèces d'acajou poussant en Afrique, en Amérique et en Australie, qui produisent du bois rouge de différentes nuances, ont de belles textures. Ces essences de bois précieuses sont rabotées en fines feuilles (placage) qui sont collées sur des produits de valeur.

Pour fabriquer des objets utiles, divers matériaux de construction sont utilisés : métal, plastique, plexiglas, soie, textile et autres matériaux. L'utilisation du bois et des matériaux qui en sont issus s'est généralisée. Tous les matériaux de structure possèdent certaines propriétés qui doivent être prises en compte lors de la fabrication des produits. Il s’agit notamment de la couleur et de la texture du bois que vous connaissez déjà. De plus, vous devez également savoir à quel point il est facile de traiter certain type le bois et les matériaux qui en sont fabriqués, quel outil doit être utilisé pour cela, si des clous, des vis et d'autres pièces de fixation y seront retenus, comment ils affecteront matériaux en bois humidité, changements de température ambiante, etc. Il faut également considérer quel type de bois ou quels matériaux fabriqués à partir de celui-ci doivent être utilisés pour que la structure, par exemple un pont ou bâtiment à plusieurs étages, ne s'effondrera pas s'il est utilisé sous de lourdes charges, etc.

La connaissance aidera à répondre à ces questionspropriétés mécaniques matériaux de construction. Les principaux comprennent principalement :résistance, dureté, élasticité .

Force – une propriété qui caractérise la résistance du bois aux forces mécaniques externes, c'est-à-dire sa capacité à supporter de lourdes charges et à ne pas s'effondrer. Cela vaut la peine d'être fabriqué à partir de bois à haute résistance éléments structurels, c'est-à-dire ceux qui sont soumis à une charge importante. Le bois le plus durable est le chêne, suivi du frêne, du charme, de l'érable, du bouleau, du pin, de l'épicéa, de l'aulne, du tremble et du tilleul.

Dureté - la capacité d'un matériau à résister à la pénétration d'un autre corps solide, par exemple des outils de transformation (couteaux, limes, burins, forets et autres outils de coupe). Connaître la dureté du bois est important. Les outils de coupe pour la transformation du bois sont utilisés en tenant compte de cette propriété. Plus le bois est dur, plus il est difficile à travailler et plus l'angle d'affûtage de l'outil doit être grand.

En fonction de leur dureté, les bois peuvent être disposés dans l'ordre suivant : charme, chêne, frêne, érable, bouleau, pin, aulne, épicéa, tilleul. Autrement dit, le charme a la plus grande dureté. Il est donc difficile de le traiter avec des outils de coupe. Le tilleul est le matériau en bois le plus facile à traiter. Par conséquent, il est principalement utilisé pour fabriquer des souvenirs, des articles ménagers, etc.

Élasticité – propriété d'un matériau de changer de forme (et de ne pas s'effondrer) sous l'influence d'une charge et de la reprendre après l'arrêt de cette action. Le bois se plie (se déforme) sous l’influence de la force et se redresse à nouveau, ou rebondit, une fois la charge retirée. Le bois de frêne, de chêne, de mélèze, de pin et d'autres essences possède une grande élasticité.

IV. Consolidation du matériel étudié.

TRAVAIL PRATIQUE

Détermination des essences de bois à partir d'échantillons.

Étudiez le tableau des espèces d’arbres.

Notez dans votre cahier les principales caractéristiques par lesquelles les essences de bois sont déterminées.

Identifiez les essences de bois à l'aide des échantillons donnés par l'enseignant.

V. En résumé.

Conversation:

1. Quels types de bois sont classés comme résineux ? Aux feuillus ?

2. Quels matériaux en bois sont produits dans les entreprises de menuiserie ?

3. Comment s’appelle la texture du bois ?

4. Quelle est la structure d’un arbre ?

5. Quels types de bois connaissez-vous ?

6. Décrire le rôle des forêts dans la vie humaine.

7. Comment les espaces verts affectent-ils l'amélioration de l'environnement naturel ?

VI. Devoirs.

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Apprenez les notes.

Propriétés fondamentales du bois en tant que matériau de structure. Avantages et inconvénients.

Propriétés physiques

Densité.

Expansion de la température. α

Conductivité thermique λ ≈ 0,14 W/m∙ºС.

.

Capacité thermique C = 1,6 KJ/kg∙ºС.

Propriétés mécaniques du bois

force - la capacité de résister à la destruction due aux influences mécaniques ; rigidité - capacité à résister aux changements de taille et de forme ; dureté - la capacité de résister à la pénétration d’un autre corps solide ; résistance aux chocs - capacité à absorber le travail lors de l’impact.

Le bois, comme les autres matériaux de construction, présente des avantages et des inconvénients.

Avantages :

Disponibilité d'une base de matières premières large et constamment renouvelable ;

Densité relativement faible ;

Résistance spécifique élevée - le rapport entre la résistance à la traction le long des fibres et la densité : 100/500 = 0,2 (approximativement égal à l'acier) ;

Résistance à l’agression du sel et autres environnements chimiquement agressifs ;

Compatibilité biologique avec les humains et les animaux - les bâtiments en bois ont le meilleur microclimat ;

Propriétés esthétiques et acoustiques élevées - les meilleures salles de concert du pays sont revêtues de bois ;

Faible coefficient de conductivité thermique à travers les fibres - un mur en bois de 200 mm de large équivaut en conductivité thermique à un mur de briques de 640 mm de large ;

Faible coefficient de dilatation linéaire le long des fibres - dans les bâtiments en bois, il n'est pas nécessaire d'installer des joints de dilatation ni des supports mobiles ;

Usinage moins exigeant en main-d'œuvre, possibilité de créer des structures pliées-collées.

Défauts:

Anisotropie de la structure du bois ;

Susceptibilité à la pourriture et aux dommages causés par les coléoptères xylophages ;

Combustibilité en cas d'incendie ;

Modifications des caractéristiques physiques et mécaniques sous l'influence de divers facteurs (humidité, température) ;

Retrait, gonflement, déformation et fissuration sous l'influence des influences atmosphériques ;

La présence de défauts (nœuds, grains inclinés et autres) qui réduisent considérablement la qualité des produits et des structures ;

Gamme limitée de produits en bois.

Types de plastiques structurels Leur caractéristiques physiques et mécaniques. Avantages et inconvénients. Champ d'application.

Selon le type de résines sous l'influence de la température, les plastiques sont divisés en deux types : a) les plastiques thermoplastiques (ou thermoplastiques) à base de résines thermoplastiques ; b) thermodurcissables (reaplasts) à base de résines thermodurcissables.

Thermoplastiques généralement appelé par le liant, en fonction du nom du monomère avec l'ajout du préfixe « poly- » (polychlorure de vinyle, polyéthylène, polystyrène, etc.)

Thermodurci- par type de mastic (fibre de verre, bois plastique, etc.)

Selon leur structure, les plastiques peuvent être divisés en deux groupes principaux :

1) plastiques sans charge (non chargés) ;

2) plastiques avec remplissage (remplis).

Aux plastiques qu’on trouve et qu’on trouvera dans le futur meilleure application dans les structures des bâtiments comprennent la fibre de verre, le plexiglas, le plastique vinylique, le polyéthylène, les matériaux d'isolation thermique et phonique, le bois-plastique.

Fibre de verre.

Les plastiques en fibre de verre sont des matériaux constitués d'une charge en fibre de verre et d'un liant.

Les résines thermodurcissables (polyester, époxy, phénol-formaldéhyde) sont généralement utilisées comme liant. La fibre de verre est un élément de renforcement dont la résistance atteint 1 000-2 000 MPa. La base des fibres de verre est constituée de fibres élémentaires.

Les fibres élémentaires (fils primaires) sont obtenues à partir d'une masse de verre fondu, en la tirant à travers de petites ouvertures - filières ; des fibres élémentaires (environ 200) d'un diamètre de 6 à 20 microns sont combinées en fils, et plusieurs dizaines de fils sont combinés en faisceaux (fils torsadés).

Les charges de fibre de verre suivantes sont utilisées dans les plastiques en fibre de verre utilisés dans la construction :

a) fibres droites continues introduites sous forme de brins, fils ou filaments.

b) fibre de verre hachée sous forme de morceaux disposés au hasard et d'environ 50 mm de long.

Les propriétés mécaniques des plastiques en fibre de verre dépendent du type de charge en fibre de verre. La fibre de verre renforcée de fibre de verre droite continue possède les propriétés mécaniques les plus élevées. Dans le sens des fibres, leur résistance à la traction atteint 1 000 MPa et leur module d'élasticité jusqu'à 40 000 MPa, cependant, dans le sens transversal, la résistance de la fibre de verre n'est pas élevée (environ 10 fois moindre).

Toutes les fibres de verre renforcées dans une ou deux directions mutuellement perpendiculaires sont des matériaux anisotropes.

La fibre de verre renforcée avec de la fibre de verre hachée est un matériau isotrope.

Il existe les types de fibre de verre suivants :

1) Matériaux de presse type SVAM(matériau de presse anisotrope en fibre de verre) est l'un des premiers plastiques en fibre de verre à haute résistance produits par pressage de placages de verre (placages unidirectionnels en fibre de verre).

Il est obtenu de cette manière : après avoir enroulé un certain nombre de couches de fil imprégné, la matière unidirectionnelle est coupée. Une fois dépliée, c'est une feuille carrée mesurant 3x3 m2. Tournez ensuite la feuille à 90 degrés et rembobinez la couche de fils. Ainsi, on obtient un placage de verre avec un agencement de fibres mutuellement perpendiculaire. La résistance à la traction du SVAM en traction et en compression est de 400 à 500 MPa, et en flexion elle est d'environ 700 MPa.

2) Matériel de presse AG-4S et AG-4B.

AG-4S est un ruban unidirectionnel fabriqué à partir de fils de verre torsadés et de résine aminofinol-formaldéhyde. AG-4S est destiné à fabriquer des produits à haute résistance en utilisant le pressage direct ou enroulement.

La résistance à la traction en compression et en flexion est inférieure à celle du SVAM - 200-250 MPa, et en traction elle est légèrement supérieure.

Matériau de presse type AG-4V est une fibre de verre basée sur des coupes du fil primaire. Une charge en fibre de verre spécialement préparée est mélangée à une résine phénol-formaldéhyde puis séchée.

Les types de fibre de verre SVAM, AG-4S et AG-4V sont utilisés pour la fabrication de pièces de connexion (boulons, goussets) et pour les produits profilés utilisés dans des environnements chimiquement agressifs où le métal se corrode rapidement. Tous les matériaux en fibre de verre répertoriés sont résistants à la lumière. Cependant, la fibre de verre translucide est le plus souvent utilisée dans la construction. Dans notre pays, les feuilles de fibre de verre polyester translucides sont produites en gros volumes.

3) Fibre de verre polyester sont fabriqués à base de fibre de verre hachée et de résines polyester transparentes, grâce auxquelles la fibre de verre polyester est translucide. Il est fabriqué sous forme de produits ondulés ou draps plats, ayant souvent des couleurs différentes. Les caractéristiques de résistance sont nettement inférieures à celles des matériaux précédents et s'élèvent à 60-90 MPa en traction et compression.

Plastiques en fibre de verre polyester reçus large application dans les structures enveloppantes (mur et panneaux de toiture), rampes d'escalier et rampes de balcon, auvents, etc. dessins. La fibre de verre est très prometteuse pour les structures spatiales combinées.

Bois plastiques.

Les matériaux issus de la transformation du bois naturel, combinés à des résines synthétiques, sont appelés bois-plastiques.

Stratifiés(panneaux de particules) sont fabriqués à partir de fines feuilles de placage de bouleau (parfois aulne, tilleul ou hêtre), imprégnées de résine et pressées hypertension artérielle 150-180 kg\cm 2 et température t=145-155ºC.

Selon la position relative des couches de placage dans l'emballage, il existe 4 qualités principales de panneaux de particules :

DSP-A– toutes les couches sont parallèles les unes aux autres, DSP-B– toutes les 10-12 couches parallèles, une transversale, DSP-V– disposition en croix, avec les couches extérieures situées le long de la dalle, DSP-G– en forme d'étoile, chaque couche est décalée par rapport à la précédente de 25-30º.

Dans tous les cas, la résistance des panneaux de particules dépasse celle du bois massif, et pour certaines marques, lorsque des forces sont appliquées le long des fibres du placage, elle n'est pas inférieure à la résistance de l'acier.

Actuellement, en raison du coût élevé des panneaux de particules, ils sont principalement utilisés pour la fabrication de moyens de connexion d'éléments structurels.

Panneaux de fibres(Panneaux de fibres) est fabriqué à partir de fibres de bois disposées de manière aléatoire (sciure de bois) collées ensemble avec une émulsion de colophane. La matière première des panneaux de fibres est constituée de déchets de scierie et de menuiserie. Pour produire des panneaux durs et extra-durs, de la résine phénol-formaldéhyde est ajoutée à la masse de fibres de bois. Lorsqu'ils sont exposés pendant une longue période à un environnement humide, les panneaux de fibres sont très hygroscopiques, gonflent en épaisseur et perdent de leur résistance, il n'est donc pas recommandé d'utiliser des panneaux de fibres dans des conditions humides. La résistance à la traction des dalles de panneaux de fibres ultra-dures d'une densité d'au moins 950 kg/m 3 est d'environ 25 MPa.

Panneaux de particules(PS et PT) sont obtenus par pressage à chaud copeaux de bois, mélangés, ou plutôt pollinisés avec des résines phénol-formaldéhyde.

Les panneaux de particules, selon leur densité, sont divisés en :

Lumière γ = 350-500 kg\m 3

Moyen PS γ=500-650 kg\m 3

PT lourd γ=650-800 kg\m 3

La résistance à la traction des dalles PT et PS est respectivement de 3,6 à 2,9 MPa et de 2,9 à 2,1 MPa. PS et PT sont bon marché et matériel disponible, il est largement utilisé dans la construction comme cloisons, plafonds suspendus. L'absorption d'humidité des dalles varie considérablement et leur épaisseur gonfle de 30 à 40 %.

Tissus hermétiques - un nouveau matériau de construction inhabituel composé de textiles et de revêtements élastiques.

Les textiles techniques constituent la base de résistance des tissus hermétiques. Il est fabriqué à partir de haute résistance fibres synthétiques. Les fibres polyamides de type « nylon » sont les plus utilisées. Ils présentent une résistance élevée, un allongement important et une faible résistance au vieillissement. Les fibres polyester de type « lavsan » sont moins résistantes à la traction et plus résistantes au vieillissement.

avantages de ce matériel :

défauts

L'utilisation des plastiques comme matériau pour les structures de construction s'explique par plusieurs raisons : avantages de ce matériel :

Haute résistance, pour la plupart des plastiques (à l'exception des mousses plastiques) 50-100 NPa, et pour certaines fibres de verre, la résistance atteint 1000 NPa ;

Faible résistance (masse volumétrique) allant de 20 (pour les mousses plastiques) à 2000 kg/m 3 (pour la fibre de verre) ;

Résistant aux environnements chimiquement agressifs ;

Biostabilité (non pourrissant);

Simplicité de mise en forme et usinabilité aisée ;

Propriétés d'isolation électrique élevées et quelques autres propriétés positives.

Cependant, les plastiques ont aussi défauts , comme par exemple la déformabilité, le fluage et la perte de résistance sous des charges à long terme, le vieillissement (détérioration des propriétés de performance au fil du temps), la combustibilité et l'utilisation de produits pétroliers rares comme matières premières.

L’impact des inconvénients des plastiques peut être réduit de différentes manières. Ainsi, une réduction de la déformabilité est obtenue grâce à l'utilisation de formes de section transversale rationnelle des structures (trois couches, tubulaires).

La combustibilité et le vieillissement peuvent être réduits en introduisant des additifs spéciaux.

Propriétés physiques

Densité. Le bois appartient à la classe des matériaux de structure légers. Sa densité dépend du volume relatif des pores et de leur teneur en humidité. La densité standard du bois doit être déterminée à une teneur en humidité de 12 %. Le bois fraîchement coupé a une densité de 850 kg/m3. La densité calculée du bois de conifères dans les structures situées dans des pièces avec une humidité de l'air standard de 12 % est prise égale à 500 kg/m3, dans des pièces avec une humidité de l'air supérieure à 75 % et à l'air libre - 600 kg/m3.

Expansion de la température. La dilatation linéaire lors du chauffage, caractérisée par le coefficient de dilatation linéaire, dans le bois varie le long et selon les angles des fibres. Coefficient de dilatation linéaire α le long des fibres est (3 ÷ 5) ∙ 10 -6, ce qui permet la construction de bâtiments en bois sans joints de dilatation. Pour les fibres de bois, ce coefficient est 7 à 10 fois inférieur.

Conductivité thermique En raison de sa structure tubulaire, l’épaisseur du bois est très faible, notamment dans le sens du fil. Coefficient de conductivité thermique du bois sec dans le sens du fil λ ≈ 0,14 W/m∙ºС. Une poutre de 15 cm d'épaisseur équivaut en conductivité thermique à un mur de briques de 2,5 briques d'épaisseur (51 cm) volonté, ainsi que lors du sciage de grumes en raison de leur emballement.

ailerons, machines à scier. .- se termine.nivaniya que les aiguilles.

Capacité thermique le bois est important, le coefficient de capacité thermique du bois sec est C = 1,6 KJ/kg∙ºС.

Une autre propriété précieuse du bois est sa résistance à de nombreux environnements chimiques et biologiques agressifs. C'est un matériau chimiquement plus résistant que le métal et le béton armé. Aux températures ordinaires, les acides fluorhydrique, phosphorique et chlorhydrique (faible concentration) ne détruisent pas le bois. La plupart des acides organiques n'affaiblissent pas le bois aux températures ordinaires, c'est pourquoi ils sont souvent utilisés pour les structures situées dans des environnements chimiquement agressifs.

Les propriétés mécaniques du bois sont caractérisées par : force- la capacité de résister à la destruction due aux influences mécaniques ; rigidité- capacité à résister aux changements de taille et de forme ; dureté- la capacité de résister à la pénétration d'un autre corps solide ; résistance aux chocs- capacité à absorber le travail lors de l'impact.

Pour fabriquer du bois structures porteuses généralement Des matériaux forestiers de conifères sont utilisés : pin, épicéa, mélèze, cèdre et sapin. Parmi les plantations forestières en Russie, les forêts de conifères sont les plus répandues. Le bois de conifères est plus résistant que la plupart des feuillus courants et est moins susceptible de pourrir. Les troncs des conifères ont plus forme correcte, ce qui permet d'utiliser plus pleinement leur volume. Le bois le plus couramment utilisé est le pin.

Le pin, selon le lieu de croissance, est divisé en pin commun et pin minéral. Myandovaya préfère les sols bas ; son bois est meuble, meuble, moins stratifié que celui du pin minéral et donc sujet à pourrir dans un environnement humide. Il est très bien traité, parfaitement imprégné et peu sujet aux déformations. Le pin minéral, contrairement au pin myand, pousse sur les collines et à diverses altitudes et préfère les sols limoneux rocheux ou limoneux sableux. Son bois est résineux et à grain fin, possède suffisamment haute densité. Ce sont ces qualités qui ont valu au pin minéral une place de choix dans le domaine des technologies de construction de maisons (planchers, charpentes, murs, cloisons intérieures).

Elle est inférieure au pin dans un certain nombre de caractéristiques. Il est moins transformé, moins dense et moins durable que le pin. Les propriétés de consommation de l'épicéa sont considérablement aggravées par sa nature noueuse et sa dureté accrue. La tendance à pourrir du bois d’épicéa limite son utilisation dans les endroits exposés à l’humidité. Dans la construction de maisons, l’épicéa est utilisé dans la fabrication de blocs-portes, de planchers, de cloisons intérieures et de meubles.

Le mélèze se distingue par sa haute densité, sa résistance à la pourriture et sa dureté. Ce dernier complique considérablement la transformation du mélèze, ce qui limite dans une certaine mesure son utilisation dans la construction. Mais d’autres qualités, ainsi que sa grande résistance à la déformation, font du mélèze sa réputation de matériau de construction précieux.

Le mélèze, comme aucun autre matériau, nécessite un régime de séchage très modéré dans le respect de toutes les précautions de sécurité. Le fait est que lors d'un séchage intensif, des fissures apparaissent dans le mélèze. Dans la construction de maisons, le mélèze est principalement utilisé là où une résistance élevée à la pourriture est requise. De plus, le mélèze s’est imposé comme un bon matériau pour la fabrication de planches de parquet.

Le cèdre de Sibérie, dans ses propriétés physiques et mécaniques, occupe une place intermédiaire entre l'épicéa et le sapin. Le bois de cèdre est doux, léger et facile à traiter. À traitement spécial acquiert une résistance accrue à la pourriture. Dans la construction de maisons, il est principalement utilisé dans la même zone que le pin. Mais c’est également un bon matériau pour les composants et les structures qui subissent des changements de conditions d’humidité et de température.

Le sapin de Sibérie est de qualité similaire au bois d'épicéa, mais lui est inférieur en termes de résistance et de densité. Et à certains égards, seul le sapin du Caucase n'est pas inférieur à l'épicéa. L'utilisation du sapin est assez courante (notamment le sapin du Caucase). Ce sont à la fois des portes et unités de fenêtre, planchers, plinthes, aménagements, frises et bien d'autres produits. Le sapin n'est pas utilisé dans les structures extérieures en bois en raison de sa faible résistance à la pourriture.

L'utilisation de bois durs (chêne, hêtre, frêne, charme, érable) n'est autorisée que dans les zones où ces essences sont des matériaux de construction locaux.

Le chêne anglais (été) a une grande solidité et résistance à la pourriture et est principalement utilisé pour les petites parties critiques des structures en bois sous forme de chevilles, chevilles, doublures, etc. La seule chose qu'il ne faut pas oublier est que le bois de chêne est susceptible de se fendre lorsque des clous y sont enfoncés ou que des vis sont vissées sans percer au préalable le trou avec un foret de plus petit diamètre.

Dans ses qualités fondamentales (résistance et dureté), le chêne n'est pas très inférieur au chêne, mais son bois est très hygroscopique et donc plus sensible à la pourriture. En même temps, le bois de hêtre est de haute technologie : il peut être bien traité avec n'importe quel outil et se plie bien à la vapeur. Il n'est pas aussi largement utilisé dans la construction de maisons que le chêne (en raison de son hygroscopique), mais il est très demandé dans les travaux de finition.

Pour la fabrication de chevrons à couches ouvertes et de revêtements dans les revêtements de bâtiments permanents avec grenier, ainsi que pour la construction de bâtiments temporaires (entrepôts, hangars, hangars, etc.) et de structures auxiliaires (passages supérieurs, tours, etc.), les bois de feuillus tendres devraient être largement utilisés - tremble, bouleau, hêtre, tilleul, peuplier et aulne, mais avec une protection renforcée obligatoire contre la pourriture.

Le bois rond. Le bois utilisé dans la construction industrielle et civile est divisé en bois rond et scié. Pour chacun de ces types de matériaux, les normes correspondantes établissent leur classification, leur qualité, leur assortiment, leur type de transformation, leurs exigences de qualité, les écarts admissibles par rapport aux dimensions normales et les conditions d'acceptation.

Les rondins de construction peuvent être utilisés sous forme ronde ou comme matière première pour le bois d'œuvre. Les grumes de sciage ont les tailles standard suivantes.

Tableau 1.1.

La longueur des bûches est de 3 à 6,5 m avec une gradation de 0,5 m. Une augmentation de l'épaisseur de la bûche sur la longueur est appelée ruissellement. En moyenne, le ruissellement est de 0,8 cm pour 1 m de longueur. La partie la plus massive de la bûche s'appelle la crosse et la partie opposée s'appelle le tuyau supérieur. Le diamètre de la bûche est mesuré à la coupe supérieure. Les bûches de plus de 6,5 m sont préparées sur commande spéciale pour les supports de lignes électriques et de communication.

Le bois scié. Les matériaux en bois scié comprennent :

poutres à double tranchant, dans lesquelles seuls deux côtés sont sciés (Fig. 1.2.a) ;

poutres à quatre bords, dont les quatre côtés sont sciés (Fig. 1.2.b et c) ;

Barres sciées sur quatre côtés, d'une épaisseur ne dépassant pas 10 cm et ne dépassant pas le double de la largeur (Fig. 1.2.d) ;

planches n'ayant pas plus de 10 cm d'épaisseur et plus de deux fois la largeur : les planches sont divisées en planches fines, jusqu'à 3,2 cm d'épaisseur (Fig. 1.2.e) et épaisses – plus de 3,2 cm (Fig. 1.2.f).

Riz. 1.2. Bois sciés : a – bois à double tranchant,

b – faisceau décroissant à quatre bords, c – faisceau net

bois à quatre tranchants, g – bois, d – planche mince,

Gamme bois

Le bois obtenu lors de la construction est divisé en rond Et scié.

Bois rond, également appelés bûches, sont des parties de troncs d'arbres dont les extrémités sont sciées en douceur. Ils ont une longueur standard de 3 à 6,5 m avec une gradation tous les 0,5 m. Les rondins ont une forme tronconique naturelle. Réduire leur épaisseur sur la longueur s’appelle courir. En moyenne, le ruissellement est de 0,8 cm pour 1 m de longueur (pour le mélèze 1 cm pour 1 m de longueur) de bûche. Les bûches moyennes ont une épaisseur de 14 à 24 cm ; les grosses bûches mesurent jusqu'à 26 cm. Les bûches d'une épaisseur de 13 cm (subtovarnik) et moins sont utilisées pour les structures de construction temporaires. Selon la qualité, le bois rond est divisé en grades 1, 2 et 3.

Bois de sciage obtenu à la suite du sciage longitudinal de grumes sur des châssis de scierie ou des scies circulaires. Le bois est divisé selon la nature de la transformation : bordé (scié sur 4 côtés sur toute la longueur) ; déclin (une partie de la surface n'est pas sciée sur toute la longueur en raison du ruissellement de la grume) ; sans bord (deux bords ne sont pas sciés).

Le bois rectangulaire est divisé en planches, poutres et poutres. Les côtés les plus larges du bois sont appelés facettes et les côtés les plus étroits sont appelés bords. Le bois a une longueur standard de 1 à 6,5 m avec une gradation tous les 0,25 m. La largeur du bois varie de 75 à 275 mm et l'épaisseur de 16 à 250 mm. En fonction de la qualité du bois et de la transformation, les planches et les barres sont divisées en cinq qualités (sélectionnées, 1, 2, 3, 4ème) et les poutres en quatre (1, 2, 3, 4ème).

Densité du bois.

La densité du bois est le rapport entre la masse du bois et son volume. La densité est déterminée par la quantité de substance ligneuse par unité de volume. La densité est exprimée en kg/m3 (kilogramme par mètre cube) ou g/cm3.

Il y a des vides dans le bois (cavités cellulaires, espaces intercellulaires). Si le bois pouvait être comprimé de manière à faire disparaître tous les vides, on obtiendrait alors une substance de bois solide. La densité du bois en raison de sa structure poreuse est inférieure à la densité de la matière ligneuse ; la même règle peut être appliquée aux produits du bois, par exemple, la densité du bouleau ou de l'épicéa est inférieure à la densité du contreplaqué de bouleau ou de conifère.

Il existe une relation étroite entre la densité et la résistance du bois. Le bois plus lourd est généralement plus durable.

Les valeurs de densité du bois varient dans des limites très larges. Le bois ayant la densité la plus élevée est le buis – 960 kg/m3, le bouleau ferreux – 970 kg/m3 et le saxaul – 1040 kg/m3 ; Le bois ayant la densité la plus faible est le sapin de Sibérie - 375 kg/m3 et le saule blanc - 415 kg/m3. Avec l'augmentation de l'humidité, la densité du bois augmente. Par exemple, la densité du bois de hêtre à une humidité de 12 % est de 670 kg/m3 et à une humidité de 25 % elle est de 710 kg/m3. Au sein de la couche annuelle, la densité du bois est différente : la densité du bois tardif est 2 à 3 fois supérieure à celle du bois précoce, donc plus le bois tardif est développé, plus sa densité est élevée.

Sur la base de la densité à une humidité de 12 %, le bois peut être divisé en trois groupes :

Essences à haute densité - 750 kg/m3 et plus - acacia blanc, bouleau ferré, charme, buis, saxaul, pistache, cornouiller.

Essences de densité moyenne - 550 - 740 kg/m3 - mélèze, if, bouleau, hêtre, orme, poirier, chêne. Orme, orme, érable, platane, sorbier des oiseleurs, pommier, frêne.

Essences de faible densité - 510 kg/m3 ou moins - pin, épicéa, sapin, cèdre, peuplier, aulne, tilleul, saule, châtaignier, noyer de Mandchourie, arbre à velours.

Le bois de conifères a une faible densité, tandis que le bois dur à circulation diffuse a une densité élevée, il est donc proprement traité, bien verni et poli.

Riz. 12.11. Ferme segmentaire métal-bois avec membrure supérieure collée de contour linéaire

1 – patin en acier de l'unité de support ; 2 – la même ceinture inférieure; 3 – doublure métallique

Riz. 12.13. Détermination du moment de flexion de calcul dans les membrures supérieures des fermes segmentaires métal-bois.

Diagrammes des moments de flexion dans une ferme avec une membrure supérieure fendue (a) et continue (b) et diagrammes de fonctionnement d'un élément courbe - charge constante sur toute la portée et charge temporaire (neige) sur la moitié de la portée.

La charge de neige est prise selon le schéma 2 adj. 3 SNiP (1) pour les toitures voûtées, alors que la combinaison de charges la plus défavorable est généralement obtenue en prenant en compte unilatéralement charge de neige, distribué selon la loi du triangle.

Les dimensions géométriques des éléments de ferme sont déterminées en remplaçant la membrure supérieure incurvée par une membrure rectiligne, c'est-à-dire reliant les nœuds de la ceinture supérieure avec des lignes droites - des accords.

Le calcul structurel des fermes consiste à sélectionner la section des membrures, des contreventements, à concevoir et à calculer les nœuds. En raison de la curvilinéarité et de l'application de la charge entre les nœuds, la membrure supérieure est calculée comme un élément de flexion comprimé.

Le moment de flexion de conception dans les panneaux de la membrure supérieure est déterminé comme la somme des moments de la charge transversale et du moment de la force longitudinale résultant de la flexion du panneau (Fig. 12.13).

Avec une membrure supérieure divisée, le moment est déterminé par la formule

(12.3)

où M 0 est le moment de flexion déterminé selon le schéma des poutres,

D 1 – projection horizontale du panneau entre les centres des nœuds ;

q – charge calculée conditionnellement uniformément répartie (à l'intérieur du panneau) ;

N – force de compression de conception dans le panneau de membrure supérieure ;

f 0 – flèche de levage (courbure) du panneau ;

d - longueur du panneau le long de la corde ;

R – rayon de courbure de la membrure supérieure,

l – travée des fermes ;

f est la hauteur de la ferme au milieu de la travée entre les axes des membrures.

Avec une membrure supérieure continue, les moments fléchissants calculés dans la travée et sur les appuis sont déterminés comme pour une poutre continue à travées multiples à travées égales à l'aide de formules approximatives :

pour panneaux de support (extérieurs)

(12.4)

(12.5)

pour panneaux centraux

(12.6)

(12.7)

Les moments dus aux efforts longitudinaux sont déterminés en partant de l'hypothèse que chaque panneau est une poutre à travée unique, les panneaux extérieurs étant considérés comme articulés à une extrémité et supportés rigidement à l'autre extrémité, et les panneaux du milieu étant considérés comme articulés à une extrémité. les deux extrémités. Lors de la détermination de la flexibilité, la longueur calculée des panneaux extérieurs est prise égale à 0,8 de la longueur de la corde et celle des panneaux intermédiaires à 0,65d.

La section de la membrure inférieure est sélectionnée selon la formule des éléments en acier tendus centralement par surface nette, c'est-à-dire en tenant compte de l'affaiblissement des trous pour les boulons nodaux. Lorsque le boulon à nœud est situé de manière excentrique par rapport à l'axe de la membrure inférieure, la tension excentrique de la membrure inférieure est vérifiée en tenant compte de la charge de son propre poids.

Les renforts comprimés sont calculés pour une flexion longitudinale avec une longueur de conception égal à la longueur renfort entre les centres des nœuds de la ferme. Les supports étirés sont calculés pour la tension en tenant compte de l'affaiblissement existant. Aux fins d’unification, tous les contreventements sont supposés avoir la même section.

Ensuite, le nombre de tétras des bois (chevilles) nécessaires pour fixer les plaques aux entretoises est déterminé, en tenant compte de l'élément le plus chargé. Vérifier la tension des plaques d'acier le long de la section affaiblie et leur stabilité hors plan, en prenant la longueur calculée de la bande. égale à la distance du boulon d'ancrage au boulon de renfort le plus proche. Pour réduire la longueur estimée des planches, un boulon d'accouplement supplémentaire est placé à l'extérieur du renfort.

L'unité de support de ferme est conçue et calculée :

L'extrémité de la membrure supérieure est vérifiée pour l'effondrement ;

Les dimensions de la plaque de base sont attribuées en fonction des conditions de support et de fixation avec des boulons d'ancrage ;

La longueur requise des soudures pour la fixation des coins de la membrure inférieure aux goussets de l'ensemble support est déterminée.

Si nécessaire, la doublure en acier dans les nœuds de la membrure supérieure divisée et le boulon du nœud sont calculés. Le boulon nodal, sur lequel les plaques de renfort sont placées, est calculé pour la flexion à partir des forces résultantes R b apparaissant dans les renforts adjacents sous une charge unilatérale. Moment dans le boulon du nœud

où a est le bras d'application de la force R b,

a = δ + 0,5δ 1 (δ est l'épaisseur de la pointe de la plaque, δ 1 est l'épaisseur du bord extérieur du revêtement nodal).

La portance de construction des fermes est fixée à 1/200 de la portée. La ferme est vérifiée pour les charges d'installation.

Voir le paragraphe 18

Figure 8 – Géométrique et schéma de conception des arcs

Dans les arcs brisés, l'angle d'inclinaison α et la longueur de corde l, l'angle au centre φ et la longueur S/2 de la demi-arc, les coordonnées du centre a et b, l'angle d'inclinaison du rayon de référence φ 0 et l'arc l'équation du demi-arc gauche est déterminée. Ensuite, la moitié de la portée de l'arc est divisée par un nombre pair, mais pas inférieur à six. parties égales et dans ces sections sont déterminés les coordonnées x et y, les angles d'inclinaison des tangentes α et leurs fonctions trigonométriques.

Calcul statique

Les réactions de support d'un arc à trois charnières sont constituées de composants verticaux et horizontaux. Les réactions verticales R a et R b sont déterminées comme dans une poutre à travée simple simplement supportée à partir de la condition que les moments dans les charnières de support soient égaux à zéro. Les réactions horizontales (poussée) H a et H b sont déterminées à partir de la condition que les moments dans l'assemblage de faîte soient égaux à zéro.

Il est pratique de déterminer les réactions et les forces dans des sections d'un seul demi-arc gauche dans l'ordre suivant :
- d'abord les forces d'une seule charge à droite et à gauche, puis de la neige à gauche, à droite, du vent de gauche, du vent de droite et de la masse du matériel.

Les moments de flexion doivent être déterminés dans toutes les sections et illustrés par des diagrammes.

Les forces longitudinales et transversales ne peuvent être déterminées que dans les sections au niveau des charnières, où elles atteignent des valeurs maximales et sont nécessaires aux calculs des articulations. Il est également nécessaire de déterminer la force longitudinale au point d'action du moment de flexion maximal sous la même combinaison de charges.

Les forces de la neige double face et sa propre masse sont déterminées en additionnant les forces des charges unilatérales.