Soumettre votre bon travail à la base de connaissances est facile. Utilisez le formulaire ci-dessous

Les étudiants, étudiants diplômés, jeunes scientifiques qui utilisent la base de connaissances dans leurs études et leur travail vous seront très reconnaissants.

Posté le http://www.allbest.ru/

Posté le http://www.allbest.ru/

Le bois comme matériau de structure

Notre pays est le premier au monde pour le nombre de zones forestières qui occupent près de la moitié du territoire de la Russie - environ 12,3 millions de km 2. La majeure partie des forêts de Russie, environ 3/4, est située dans les régions de la Sibérie, de l'Extrême-Orient et dans les régions du nord de la partie européenne du pays. Les espèces prédominantes sont les conifères: 37% des forêts sont en mélèze, 19% en pin, 20% en épicéa et en sapin, 8% en cèdre. Les feuillus occupent environ les ј de nos forêts. La race la plus commune est le bouleau, qui occupe environ 1/6 de la superficie forestière totale.

Les réserves de bois dans nos forêts représentent environ 80 milliards de m 3. Environ 280 millions de m3 sont achetés chaque année. bois commercial, c.-à-d. adapté à la fabrication de structures et de produits. Cependant, cette quantité épuise loin la croissance annuelle naturelle du bois dans les régions reculées de la Sibérie et de l'Extrême-Orient.

Le bois récolté sous forme de segments de troncs de longueur standard est livré par transport routier, ferroviaire et maritime ou par rafting le long des rivières et des lacs aux entreprises de menuiserie. Là, des matériaux sciés, du contreplaqué, des planches de bois, des structures et des détails de construction en sont fabriqués. Lors de l'exploitation et de la transformation du bois, une grande quantité de déchets est générée, dont l'utilisation efficace est d'une grande importance économique. La fabrication de déchets de panneaux de fibres et de panneaux de particules isolants, largement utilisés dans la construction, vous permet d'économiser une grande quantité de bois industriel.

Le bois de conifère est utilisé pour la fabrication des éléments de base des structures en bois et des pièces de construction. Des troncs de conifères hauts et droits avec un petit nombre de nœuds permettent d'obtenir du bois en ligne droite avec un nombre limité de défauts. Le bois de conifères contient des résines, ce qui le rend plus résistant à l'humidité et à la pourriture que les feuillus.

Le bois de feuillus de la plupart des espèces est moins simple, a plus de nœuds et est plus sujet à la pourriture que les conifères. Il n'est presque pas utilisé pour la fabrication des éléments de base des structures de construction en bois.

Le bois de chêne se distingue parmi les bois durs avec une résistance et une résistance à la pourriture accrues. Cependant, en raison de la rareté et du coût élevé, il n'est utilisé que pour les petits raccords.

Le bois de bouleau fait également référence au bois dur. Il est principalement utilisé pour la fabrication de contreplaqué de construction. A besoin d'une protection 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:

La présence d'une large base de matières premières constamment renouvelable;

Densité relativement faible;

Haute résistance spécifique - le rapport de la résistance à la traction le long des fibres à la densité: 100/500 \u003d 0,2 (approximativement égal à l'acier);

Résistance à l'agression saline, aux effets d'autres environnements chimiquement agressifs;

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

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

Faible coefficient de conductivité thermique à travers les fibres - un mur en bois d'une largeur de 200 mm équivaut en conductivité thermique à un mur en brique d'une largeur de 640 mm;

Faible coefficient de dilatation linéaire le long des fibres - dans les bâtiments en bois, il n'est pas nécessaire de disposer des coutures de température et des supports mobiles;

Usinage moins laborieux, possibilité de créer des structures collées pliées.

Inconvénients:

Anisotropie de la structure du bois;

Sensibilité à la pourriture et aux dommages causés par les punaises des vers à bois;

Combustibilité en cas d'incendie;

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

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

La présence de défauts (nœuds, coupe transversale et autres), réduisant considérablement la qualité des produits et des structures;

Gamme limitée de bois.

Structure en bois

En raison de l'origine végétale, le bois a une structure de fibres 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 allongées de cellules mortes (trachéides, d'environ 3 mm de long) de substances organiques (cellulose et legnine).

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

Chaque couche annuelle se compose de deux parties. La couche intérieure (plus large et plus légère) est constituée de bois tendre précoce qui se forme au printemps lorsque l'arbre pousse rapidement. Les premières cellules de bois ont des parois plus minces et de larges cavités. Les cellules de bois tardif ont des parois plus épaisses et des cavités étroites. La résistance et la densité du bois dépendent de la teneur relative du bois tardif qu'il contient.

La partie centrale des troncs de bois de conifères a une couleur plus foncée, contient plus de résine et est appelée le noyau. Vient ensuite l'aubier et enfin l'écorce.

De plus, le bois a des rayons de noyau horizontaux, un noyau mou, des passages de résine, des nœuds.

Le bois obtenu par construction est divisé en rond et scié.

Les bois ronds, également appelés grumes, 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 grumes ont une forme tronconique naturelle. La réduction de leur épaisseur le long de la longueur est appelée course. En moyenne, la longueur est de 0,8 cm par 1 m de longueur (pour le mélèze 1 cm par 1 m de longueur). Les grumes moyennes ont une épaisseur de 14 à 24 cm, les grosses - jusqu'à 26 cm. Les grumes de 13 cm d'épaisseur (pour le bois) et moins utilisées pour les structures de construction temporaires. Le bois rond, selon la qualité, est divisé en 1,2 et 3 variétés.

Le bois est obtenu à la suite du sciage longitudinal de grumes dans des scieries ou des scies circulaires. Le bois est divisé par la nature de la transformation: sur chant (scié sur 4 côtés sur toute la longueur); levé (une partie de la surface n'est pas sciée sur toute la longueur en raison de la course de la grume); non tranchant (pas scié deux bords).

Le bois scié de section rectangulaire est divisé en panneaux, barres et poutres. Les côtés les plus larges du bois sont appelés couches et les bords étroits. Le bois a une longueur standard de 1 à 6,5 m avec une gradation tous les 0,25 m. La largeur du bois va de 75 à 275 mm, l'épaisseur est de 16 à 250 mm. Selon la qualité du bois, les planches et barres de transformation sont divisées en cinq grades (parfait, 1, 2, 3, 4e) et les barres en quatre (1, 2, 3, 4e).

Densité. Le bois appartient à la classe des matériaux de construction légers. Sa densité dépend du volume relatif des pores et de la 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 / m 3. La densité estimée de bois de conifères dans les structures des pièces avec une humidité de l'air standard de 12% est supposée être de 500 kg / m 3., Dans une pièce avec une humidité de l'air de plus de 75% et en plein air - 600 kg / m 3.

Expansion thermique. La dilatation linéaire lors du chauffage, caractérisée par le coefficient de dilatation linéaire, dans le bois est différente le long et selon les angles des fibres. Le coefficient de dilatation linéaire b le long des fibres est de (3 h 5) · 10-6, ce qui permet de construire des bâtiments en bois sans joints de dilatation. À travers les fibres de bois, ce coefficient est 7 à 10 fois inférieur.

La capacité thermique du bois est importante, le coefficient de capacité thermique du bois sec est C \u003d 1,6KJ / kg єC.

Une autre propriété précieuse du bois est sa résistance à de nombreux environnements agressifs chimiques et biologiques. Il est 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 à des températures normales n'affaiblissent pas le bois, il est donc souvent utilisé pour les structures dans des environnements chimiquement agressifs.

Les propriétés mécaniques du bois sont caractérisées par: la résistance - la capacité de résister à la destruction due aux contraintes 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 à l'impact.

Le bois est un matériau anisotrope, donc sa résistance dépend du sens d'action des forces par rapport aux fibres. Sous l'action des forces le long des fibres, les membranes cellulaires travaillent dans les conditions les plus favorables et le bois présente la plus grande résistance.

La résistance moyenne à la traction du bois de pin sans défaut le long des fibres est de:

Avec tension - 100 MPa.

En flexion - 80 MPa.

Sous compression - 44 MPa.

Lorsqu'elle est étirée, compressée et écaillée sur les fibres, cette valeur ne dépasse pas 6,5 MPa. La présence de défauts réduit sensiblement (~ 30%) la résistance du bois en compression et en flexion, et surtout (~ 70%) en traction. Les principaux défauts inacceptables du bois sont: la pourriture, les trous de ver et les fissures dans les zones de clivage des joints.

Les défauts du bois les plus courants et inévitables sont les nœuds - les restes envahis par les anciennes branches de l'arbre. Les nœuds sont valables avec des étaux limités.

La durée de la charge affecte de manière significative la résistance du bois. Avec une charge à long terme illimitée, sa résistance est caractérisée par une limite de résistance à long terme, qui n'est que de 0,5 résistance à la traction sous une charge standard. La plus grande résistance, 1,5 fois supérieure à celle à court terme, le bois se manifeste aux chocs et charges explosives les plus courts. Les charges vibratoires qui provoquent des signes de stress alternés réduisent sa résistance.

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

Pour les conifères le long des fibres E \u003d 15000 MPa.

Dans SNiP II-25-80, le module d'élasticité pour toutes les essences de bois est Eo \u003d 10 000 MPa. E90 \u003d 400 MPa.

Avec une humidité et une température accrues, ainsi qu'avec l'action combinée de charges constantes et temporaires, la valeur de E diminue des coefficients de la condition de travail mv, mt, md< 1.

L'effet de l'humidité. Un changement d'humidité allant de 0% à 30% entraîne une diminution de 30% de la résistance du bois par rapport au maximum. Un autre changement d'humidité ne réduit pas la résistance du bois.

Les changements d'humidité transversaux (retrait et gonflement) conduisent à la déformation du bois. Le retrait le plus important se produit à travers les fibres, perpendiculairement aux couches annuelles. Les déformations de retrait se développent de manière inégale de la surface au centre. Pendant le retrait, non seulement le gauchissement apparaît, mais aussi les fissures de retrait.

Pour comparer la résistance et la rigidité du bois, la valeur d'humidité standard de 12%

B12 \u003d BW,

où b est le facteur de correction pour la compression et la flexion b \u003d 0,04.

L'effet de la température. Avec l'augmentation de la température, la résistance à la traction et le module élastique diminuent et la fragilité du bois augmente. La résistance à la traction du bois Gt à une température t allant de 10 à 30 ° C peut être déterminée en fonction de sa résistance initiale - G20 à une température de 20 ° C, en tenant compte d'un facteur de correction \u003d 3,5 MPa.

Gt \u003d G20 - in (t-20).

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

Le bois de grade I est utilisé dans les éléments de traction les plus critiques. Ce sont des tiges et planches étirées individuelles des zones étirées de poutres collées avec une hauteur de section de plus de 50 cm

Incliné? 7%

Le diamètre total des nœuds à une longueur de 20 cm d? 1 / 4b.

Le bois de grade II est utilisé dans les éléments compressés et flexibles. Ce sont des tiges compressées séparées, des planches des zones extrêmes de poutres collées d'une hauteur inférieure à 50 cm. planches de la zone extrême comprimée et de la zone étendue situées au-dessus des planches du 1er grade en poutres collées d'une hauteur de plus de 50 cm, planches des zones extrêmes des barres de travail collées compressées, pliées et cintrées compressées.

Incliné? 10%.

Le diamètre total des nœuds à une longueur de 20 cm d? 1 / 3b.

Le bois de grade III est utilisé dans les éléments comprimés, flexibles et flexibles-collés à contrainte moyenne moins collés, ainsi que dans les éléments moins critiques du revêtement de sol et du lattage.

Incliné? 12%.

Le diamètre total des nœuds à une longueur de 20 cm d? 1/2 b.

Le contreplaqué de construction est une feuille de bois fabriquée en usine. Il se compose, en règle générale, d'un nombre impair de couches minces - placages. Les fibres des placages adjacents sont disposées dans des directions mutuellement perpendiculaires.

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

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

En bois de bouleau (5 et 7 plis, 5–8 mm d'épaisseur ou plus).

En bois de coccinelle (7 plis, 8 mm d'épaisseur ou plus).

Les panneaux de contreplaqué collés d'une épaisseur supérieure à 15 mm sont appelés panneaux de contreplaqué. La résistance au cisaillement du contreplaqué collé dans le plan perpendiculaire à la feuille est environ 3 fois plus élevée que la résistance du bois lorsqu'il est cisaillé le long des fibres, ce qui est son avantage important.

Le module élastique du contreplaqué de bouleau le long des fibres est de 90% et à travers - 60% du module élastique du bois le long des fibres. Les modules élastiques du contreplaqué de mélèze représentent respectivement 70% et 50% de l'OE du bois.

Le contreplaqué banélisé (PBS) diffère du contreplaqué de marque FSF en ce que ses couches extérieures sont imprégnées de résines hydrosolubles étanches. Il a une épaisseur de 7 à 18 m, sa résistance le long des fibres est de 2,5 fois, et à travers 2 fois la résistance du bois de conifère le long des fibres. Il est appliqué dans des conditions humides particulièrement défavorables.

La pourriture est la destruction du bois par les organismes végétaux les plus simples - les champignons destructeurs du bois. Certains champignons affectent les arbres en croissance et en séchage dans la forêt. Les champignons de l'entrepôt détruisent le bois lors du stockage dans les entrepôts. Les champignons de maison - (Merylius, poria, etc.) détruisent le bois des structures du bâtiment pendant le fonctionnement. contreplaqué de construction en bois pourrir

Les champignons se développent à partir des cellules - des spores qui sont facilement tolérées par le mouvement de l'air. Lors de leur croissance, les spores forment le corps fructifère et le mycélium du champignon - une source de nouvelles spores.

Protection contre la pourriture:

1. Stérilisation du bois en cours de séchage à haute température. Chauffage du bois à t\u003e 80 ° C, ce qui entraîne la mort des spores de champignons, de mycélium et des corps fruitiers du champignon.

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

2.1. Protéger le bois de l'humidité atmosphérique - revêtements imperméabilisants, pente nécessaire de la toiture.

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

2.3. Protection contre l'humidité par l'humidité capillaire (du sol) - un dispositif d'étanchéité. Les structures en bois doivent reposer sur une fondation (avec du bitume ou une isolation ruberoid) à au moins 15 cm au-dessus du sol ou du sol.

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

Les antiseptiques hydrosolubles (fluorure, silicofluorure de sodium) sont des substances sans couleur ni odeur, inoffensives pour l'homme. Utilisé à l'intérieur.

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

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

Protection contre les scarabées broyeurs - chauffage à t\u003e 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 min. Pour une poutre de 17 x 17 cm, chargée à une tension de 10 MPa.).

1. Constructif. Élimination des conditions favorables aux incendies.

2. Chimique (ignifugation ou coloration). Ils sont imprégnés de substances appelées retardateurs de flamme (par exemple, sel d'ammonium, acide phosphorique et sulfurique). L'imprégnation est réalisée en autoclave en même temps que les antiseptiques. Lorsqu'ils sont chauffés, les retardateurs de flamme fondent, formant un film ignifuge. La coloration protectrice est réalisée avec des compositions à base de verre liquide, de superfluorine, etc.

Posté sur Allbest.ru

Documents similaires

Informations sur le bois: avantages, inconvénients, qualité, portée. Propriétés physiques et mécaniques du bois, méthodes pour augmenter sa durabilité. Propriétés du bois modifié; polymères modificateurs. Construction de produits en bois.

résumé, ajouté le 05/01/2017


Variétés et caractéristiques des espèces d'arbres. La structure caractéristique du tronc d'arbre. Description des défauts du bois les plus courants. Pourriture et feu du bois, méthodes de protection. Champ d'application des produits semi-finis et des structures en bois.

résumé, ajouté le 07/06/2011


La caractéristique du bâtiment, sa fonction de tente sur le terrain de hockey. Caractéristiques des calculs de panneaux, sélection des sections, géométrie de la ferme. L'essence de la responsabilité dans le fonctionnement des structures en bois, les méthodes de prévention du bois pourri.

thèse, ajoutée le 09.11.2010


Avantages et inconvénients du bois comme matériau de construction. Signes macroscopiques du bois des principaux conifères. La technologie de construction de maisons en rondins. Règles de sécurité lors de travaux sur des machines à bois.

travaux de certification, ajouté le 16 juin 2009


Un examen de l'histoire de l'utilisation des structures en bois dans la construction. Étude des caractéristiques et de la conception des dômes nervurés, à maillage circulaire et à paroi mince. Noeuds et éléments d'un dôme en bois. Des moyens modernes pour protéger le bois de la pourriture, du feu.

résumé, ajouté le 13/01/2015


Propriétés physiques et mécaniques du bois. Test des propriétés mécaniques du bois en flexion et compression. La direction des forces dans une structure en bois sous charge. Calcul d'un élément courbé de section rectangulaire. Vérifiez la stabilité.

travaux de contrôle, ajouté 10/10/2013


Propriétés mécaniques du bois: résistance, déformabilité. Travaux de traction de structures en bois. La valeur de la taille du défaut, sa localisation sur leur destruction sous la forme d'un trou. Contraintes de traction le long des fibres. Élément de traction central.

présentation, ajoutée le 18/06/2015


La valeur du bois dans la vie quotidienne et la technologie. Propriétés mécaniques, physiques et chimiques du bois. Résistance, dureté et résistance à l'usure. L'humidité absolue et relative du bois. Gonflement du bois, retrait, hygroscopicité, gauchissement.

présentation ajoutée le 05/03/2015


La principale caractéristique de l'arbre. Types d'essences de bois, variétés de sapin. La structure du tronc d'arbre. Défauts de bois: nœuds, taches. Pourriture et feu du bois, méthodes de protection. Caractéristique des bâtiments en bois. Architecture en bois de Tomsk.

travail de test, ajouté 19/01/2012


L'essence du béton armé, ses caractéristiques en tant que matériau de construction. Propriétés physico-mécaniques des structures en béton armé et des matériaux de renforcement. Avantages et inconvénients du béton armé. La technologie de fabrication des structures préfabriquées, leur champ d'application.

Propriétés physiques:

1) densité; dépend du nombre de vides, de l'épaisseur de la paroi des fibres et de la teneur en humidité (pin et épicéa - 5 kN / m3, bouleau 6 kN / m3) 2) Expansion thermique - expansion linéaire lorsqu'elle est chauffée, caractérisée par le coefficient d'expansion linéaire dans le bois est différent le long des fibres selon un angle par rapport à elles . Le coefficient est 2 à 3 fois inférieur à celui de l'acier 3) conductivité thermique - en raison de la structure poreuse, le bois ne conduit pas bien la chaleur. Conductivité thermique il y a plus de bois le long des fibres qu'à travers les fibres. Les propriétés mécaniques du bois, qui est un polymère naturel, sont étudiées sur la base de la rhéologie - la science de changer les propriétés d'une substance au fil du temps sous l'influence de certains facteurs, dans ce cas, les charges. 2 propriétés rhéologiques: fluage - propriété d'un matériau à se déformer en plus avec le temps à charge constante; relaxation - réduction du stress au fil du temps. Les différentes propriétés mécaniques des matériaux avec différentes directions d'effort vers les fibres sont appelées anisotropie et sont dues à la structure tubulaire du bois. Les propriétés tangentielles et radiales sont presque les mêmes. Lorsqu'il est étiré le long des fibres et à travers les fibres, le motif de rupture est fragile, ce qui est dangereux. Lorsqu'elles sont écrasées, les caractéristiques de résistance ne diffèrent pratiquement pas de la compression. L'écaillage des fibres est l'un des points faibles du travail du bois. cm \u003d 0,5 ... 0,6 kN / cm2; caractérisé par une rupture fragile. Les caractéristiques de résistance dépendent du type de bois, de la durée de la charge, de la taille de la section, de la configuration de l'élément. Tout cela est pris en compte par le coefficient de la condition de travail.

2. La macrostructure du bois de conifères

3. Les défauts du bois et leur influence sur la fourrure de St.

Vicesle bois est appelé changement d'apparence, violation de l'intégrité des tissus et des membranes cellulaires, de la justesse de sa structure et des dommages, diminuant 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 d'usinage.

L'influence du défaut sur la qualité du bois dépend de son type, de sa taille, de sa localisation dans le matériau et de la destination du matériau. Il réduit la résistance et la décoration du bois, de sorte que la qualité du bois est déterminée en tenant compte des défauts qui y sont présents.

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

Noeuds- le défaut le plus courant et inévitable du bois, qui sont les fondations des branches enfermées dans le bois de tronc. Selon le degré de prolifération, les nœuds sont ouverts et envahis.

Fissures méthiques - des fissures dirigées radialement dans l'âme, s'étendant à partir de l'âme, n'atteignant pas la croûte et ayant une longueur significative sur la longueur de l'assortiment. La longueur d'une fissure métallique peut être supérieure à 10 m. Selon l'emplacement dans les assortiments ronds, ils sont divisés en simples et complexes. Une simple fissure métique est une ou deux fissures dirigées le long d'un même diamètre et s'étendant dans le même plan sur la longueur de l'assortiment. Deux fissures ou plus situées à la face d'extrémité à un angle l'une de l'autre, ainsi qu'une ou deux fissures dirigées le long du même diamètre, mais situées sur la longueur de l'assortiment dans des plans différents, est une fissure métique complexe.

Crack crack - une fissure entre les couches annuelles qui se produit dans le noyau ou le bois mûr. 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 givre- coupes longitudinales extérieures de troncs de bois d'arbres en croissance. Il s'étend profondément dans le tronc dans des directions radiales (généralement dans la partie fessière).

Défauts du troncexprimés en divers écarts par rapport à la forme normale du tronc et se forment pendant la croissance de l'arbre. Ils comprennent l'endurance, l'agglomération, les excroissances, la courbure, l'ovalité.

Optimismereprésente une diminution progressive de l'épaisseur du bois ou de la largeur du bois scié non tranchant sur toute leur longueur. Si, pour chaque mètre de hauteur de canon (longueur de l'assortiment), le diamètre diminue de plus de 1 cm, ce phénomène est considéré comme un vice. Les troncs de résineux sont moins rances que feuillus.

Rigidité- une forte augmentation du diamètre de la crosse du bois et de la largeur du bois scié. Le rasage et le durcissement compliquent l'utilisation du bois pour sa destination, augmentent la quantité de déchets lors du sciage et de l'épluchage, de la coupe du bois et provoquent l'apparition d'une inclinaison radiale des fibres.

Croissances et courburesouvent trouvé sur toutes les essences, en particulier les feuillus, il est difficile d'utiliser le bois pour sa destination et de compliquer sa transformation. Croissances - épaississements locaux du tronc, avec une surface lisse et la structure correcte du bois, ainsi qu'avec une surface inégale et

la structure du bois, que l'on appelle des ronces. Courbure - la courbure du tronc sur la longueur. Distinguer entre une courbure simple et complexe, qui se caractérise respectivement par un ou plusieurs plis de l'assortiment.

Aux vicesles structures en bois incluent l'inclinaison des fibres, le roulis, l'affaissement, etc.

Inclinaison des fibres(oblique) - la déviation des fibres par rapport à l'axe longitudinal de l'assortiment entraîne une contraction et un gauchissement accrus. L'inclinaison des fibres complique le traitement mécanique du bois, réduit la capacité de pliage, ainsi que la résistance du bois sous tension le long des fibres et de la flexion.

Talon - changements locaux dans la structure du bois de conifères. Elle s'exprime par l'augmentation apparente de la largeur de la zone tardive des couches annuelles. Formé dans la zone comprimée des troncs courbes ou inclinés. Le genou 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 la fissuration et le gauchissement longitudinal du bois scié; réduit l'absorption d'eau du bois, ce qui le rend difficile à tremper et affecte également l'apparence.

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

Frisottis - 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 le fraisage du bois difficile.

Curl il se présente sous la forme de contours courbes en forme d'agrafes partiellement coupés formés par des couches annuelles incurvées. Distinguer un côté et à travers la boucle. Réduit la résistance à la compression et à la traction du bois le long des fibres, ainsi que la résistance à la flexion. La résistance du matériau diminue considérablement avec la disposition des boucles dans la zone étirée d'une section dangereuse. Poche en résinetrouvé dans les bois de conifères; peut être unilatéral et traversant, réduit la résistance du bois. La résine s'écoulant des poches en résine gâche la surface des produits et empêche leur découpe et leur collage.

Spree - envahi partiellement ou complètement par l'écorce du tronc ou le bois mort à la suite de dommages; se produit dans un arbre en croissance lorsque les dommages qui lui sont causés sont envahis par la végétation et s'accompagnent du développement de tangage, de taches sonores de champignons et de bandes de pourriture saine. Il viole l'intégrité du bois et s'accompagne d'une courbure de couches annuelles adjacentes. Reed est ouvert et fermé.

Pitching- trouvé dans le bois uniquement des conifères. Il n'affecte pas de manière significative les propriétés mécaniques, cependant, il réduit considérablement la résistance aux chocs pendant le pliage, réduit la perméabilité à l'eau et complique la finition du visage et le collage.

Faux noyau- partie intérieure de couleur foncée du tronc des espèces à feuilles caduques sans noyau. La forme en coupe transversale peut être ronde, en forme d'étoile et lobée. 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 noyau se fissure facilement.

Couche d'eau- Il se présente sous la forme de taches sombres et humides de différentes formes et tailles, est la cause de la fissuration, réduit la ténacité et s'accompagne de pourriture.

Coloration chimiquedans la plupart des cas, une conséquence de l'oxydation des tanins contenus dans le bois. Ceux-ci comprennent: une rainure, des stries de bronzage, un jaunissement, qui n'affectent pas les propriétés physicomécaniques du bois, et avec une peinture intensive aggrave l'apparence des matériaux.

Lésions aux champignonsdans le bois surviennent lors du développement de champignons, qui sont divisés en coloration du bois et destructeur du bois.

Sur le bois, les champignons se développent à une certaine teneur en humidité (optimale - 40-60%) et en température (optimale - 20-30 ° C).

Pourriture sonore - zones de coloration anormale du noyau, qui sont subdivisées par la couleur et la nature de la destruction en tamis hétéroclite, brun fissuré et pourriture du noyau fibreux blanc. Ce défaut affecte considérablement les propriétés mécaniques du matériau. En fonction de la taille des dommages causés au bois par la pourriture, sa qualité diminue au point d'être totalement inadaptée.

Moulereprésente des taches séparées ou une plaque continue de couleur verte, bleue, noire ou autre. Il n'affecte pas les propriétés mécaniques du bois, mais aggrave son apparence.

. Browning

Pourriture de la sève,   Pourriture externe pourrie

,Trou de verselon la profondeur de pénétration, il peut être superficiel (n'affecte pas les propriétés mécaniques), peu profond et profond (violer l'intégrité du bois et réduire les propriétés mécaniques). Les trous de ver contribuent à la pénétration des champignons et au développement de la pourriture.

4.   La teneur en humidité du bois, son effet sur la résistance et la déformabilité.Il existe deux types d'humidité contenus dans le bois: lié (hygroscopique) et libre (capillaire). L'humidité liée est dans l'épaisseur des membranes cellulaires et libre dans les cavités cellulaires et dans les espaces intercellulaires. En plus de l'humidité libre et liée, l'humidité est distinguée, qui fait partie de la composition chimique des substances qui forment le bois (humidité liée chimiquement). Cette humidité n'est pertinente que dans le traitement chimique du bois. La quantité maximale d'humidité liée est appelée la limite hygroscopicité   ou limite de saturation de la paroi cellulaireet est de 30%. L'humidité hygroscopique durable du bois, correspondant à une certaine combinaison de température et d'humidité de l'air, est appelée humidité d'équilibrebois. Un changement dans la teneur en humidité du bois par rapport à la limite d'hygroscopicité et au-dessus ne peut se produire que lorsque les cavités cellulaires se remplissent d'humidité libre. Lorsque l'humidité du bois passe de 0% à la limite de saturation des parois cellulaires, le volume de bois augmente (gonfle) et une diminution de l'humidité dans ces limites diminue 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 les bois ultérieurs, plus denses et dans les premiers bois.

Il a été constaté que le retrait linéaire le long des fibres dans les directions radiale et tangentielle est significativement différent. Le retrait le long des fibres de 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%. Une conséquence de cette irrégularité de retrait est le gauchissement des planches pendant le séchage (Fig.). Avec une humidité croissante au-dessus du point de saturation des parois cellulaires, lorsque l'humidité absorbe des bandes de cellules en 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 intérieures 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 entraîne une répartition inégale de l'humidité; dans le bois mince, cette inégalité est généralement faible et diminue rapidement; dans les éléments épais, l'humidité se stabilise lentement et l'inégalité de sa distribution au début du séchage peut être importante. Plus la densité du bois est élevée, plus la vitesse de séchage est faible. La conduction d'humidité dans la direction radiale est légèrement supérieure à celle dans la direction tangentielle, ce qui s'explique par l'influence des rayons centraux. Il a été établi que chez les 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 première zone est 2-3 fois plus grand que radial. Le bois fraîchement coupé contient 80 à 100% d'humidité et la teneur en humidité de l'aubier des conifères est 2 à 3 fois supérieure à la teneur en humidité du noyau. l'humidité du bois allié atteint 200%. La teneur en humidité finale du bois doit correspondre à sa teneur en humidité d'équilibre dans les conditions de fonctionnement.

//// La structure du bois, son effet sur la résistance et la déformabilité du matériau. Les structures de construction en bois sont principalement constituées de bois de conifères (pin, épicéa, mélèze). Les parties suivantes de la figure se distinguent dans la section transversale d'un tronc d'arbre: sous l'écorce, il y a une fine couche de cambium, qui dépose du bois et travaille à différentes intensités, car son activité dépend également des conditions extérieures. Dans un arbre en croissance, le cambium provoque une augmentation 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, se compose de deux parties, légèrement différentes l'une de l'autre dans les nuances de couleur - la zone intérieure, plus foncée, est appelée le noyau et plus claire - l'aubier. Dans la section transversale du tronc, des couches concentriques entourant le noyau peuvent être vues. Le bois se compose de deux types de cellules - prosenchymateuses et parenchymateuses. Les cellules parenchymateuses ont approximativement la même taille dans les trois directions axiales. Les cellules prosenchymateuses comprennent les trachéides - cellules creuses, fortement allongées en longueur avec des extrémités pointues. Les principaux éléments du bois de conifères sont les trachéides, qui occupent plus de 90% du volume total de bois. Les cellules parenchymateuses du bois de conifères font partie des rayons centraux. Dans un arbre en croissance, le long des rayons centraux, il y a un mouvement horizontal de nutriments et d'eau pendant la saison de croissance et pendant la période de dormance, ils stockent les nutriments stockés. Les trachéides de conifères remplissent non seulement leurs fonctions conductrices caractéristiques, mais aussi mécaniques. Les trachéides de la première partie de la couche annuelle ont des parois minces et de grandes cavités internes, et les trachéides de la dernière partie de la couche annuelle ont des parois plus épaisses et de petites cavités. Sur la base de recherches modernes, il a été constaté que les parois cellulaires des trachéides sont une membrane en couches. Dans la paroi de chaque trachéide normal, il y a: une membrane primaire mince P, une membrane secondaire S beaucoup plus épaisse, constituée d'une couche externe S b de la couche intermédiaire S 2 et de la couche interne S 3. Chaque couche de la gaine trachéide est constituée de microfibrilles, dont la base est la cellulose cristalline, incrustée d'une matrice de polymères métalliques amorphes ou parathyroïdes qui stabilisent la structure des microfibrilles. La lignine joue un rôle particulier dans la composition de la paroi cellulaire. Si une résistance à la traction élevée est fournie principalement par des microfibrilles de cellulose, la lignine confère à la coque une résistance à la compression. Dans le bois de conifères, les cellules parenchymateuses se composent principalement de nombreux rayons centraux (voir Fig. 1.3.). Ils sont étroits, principalement à une seule rangée, mais parmi eux, il y a aussi des rayons à plusieurs rangées avec un passage horizontal en hauteur au milieu. Chez le pin, l'épinette et le mélèze, en plus des cellules parenchymateuses, les rayons contiennent des trachéides.

5.6 Le travail du bois pour différents types de force.Entorse   La résistance à la traction le long des fibres dans les échantillons propres standard est élevée - pour le pin et l'épinette, elle est en moyenne de 1000 kgf / cm 2. La présence de nœuds et de couches croisées nouées réduit considérablement la résistance à la traction. Les nœuds sur les bords sont particulièrement dangereux avec une sortie sur le bord. Les expériences montrent que lorsque les nœuds représentent 1/4 du côté de l'élément, la résistance à la traction n'est que de 0,27 de la résistance à la traction des échantillons standard. Lorsque les éléments en bois sont affaiblis par des trous et des inserts, leur résistance diminue davantage que ce qui est calculé par la surface nette. L'effet négatif de la concentration des contraintes aux points d'affaiblissement est affecté ici. La compression Les tests d'échantillons standard pour la compression le long des fibres donnent une résistance à la traction de 2 à 2,5 fois inférieure à la traction. Pour le pin, la résistance à la compression est en moyenne de 400 kgf / cm 2. L'influence des défauts (nœuds) est moindre que lorsqu'elle est étirée. Avec une taille de nœud de 1/3 du côté de l'élément compressé, la résistance à la compression sera de 0,6-0,7 de la résistance de l'élément de même taille, mais sans nœuds. Ainsi, le fonctionnement des éléments comprimés dans les structures est plus fiable que ceux étirés. Cela explique l'utilisation répandue de structures métal-bois dont les principaux éléments tendus sont en acier et compressés et pliés en bois de manière flexible. Le diagramme de compression (Fig. 1.1.) À   0,5 est plus incurvé que sous tension. Aux valeurs inférieures de , sa courbure est petite et on peut supposer qu'elle est simple jusqu'à la limite conditionnelle de proportionnalité égale à 0,5. Pliez.En flexion latérale, la valeur de la résistance à la traction occupe une position intermédiaire entre la résistance à la compression et à la traction. Pour les échantillons standard de pin et d'épinette, la résistance à la traction ultime en flexion est en moyenne de 750 kgf / cm 2. Puisqu'il y a une zone étirée pendant le pliage, l'influence des nœuds et d'une couche croisée est importante. Avec une taille de nœud de 1/3 de l'élément, la résistance à la traction est de 0,5 de la résistance des échantillons sans nœud. Dans les barres asymétriques et surtout dans les billes, ce rapport est plus élevé et atteint 0,6-0,8. L'influence des défauts dans les grumes lors du travail de pliage est généralement moindre que dans le bois, car il n'y a pas de sortie vers le bord des fibres coupées pendant le sciage et les clivant dans le faisceau oblique lorsque l'élément est plié. Le diagramme des contraintes dans la section transversale de l'élément plié à l'approche de la résistance à la traction est caractère curviligne. Dans ce cas, la contrainte de compression réelle du bord est inférieure et la contrainte de traction est supérieure à celle calculée selon la formule  \u003d M / W. La résistance à la flexion dépend de la forme de la section et de sa hauteur. Ceci est pris en compte dans le calcul en introduisant les coefficients correspondants aux résistances de calcul. Froissement.Faites la distinction entre l'écrasement le long des fibres, à travers les fibres et à un angle par rapport à elles. La résistance à la traction du bois le long des fibres diffère peu de la résistance à la compression le long des fibres, et les normes actuelles ne les distinguent pas. Le bois traverse légèrement les fibres. L'écrasement angulaire occupe une position intermédiaire. L'écrasement à travers les fibres est caractérisé conformément à la forme tubulaire des fibres par des déformations importantes de l'élément froissé. Après aplatissement et destruction des parois cellulaires, le bois devient plus dense, les déformations diminuent et la résistance de l'échantillon broyé augmente. Ébrèchement et fendage.   Ébrèchement - destruction résultant du déplacement d'une partie du matériau par rapport à une autre. Distinguer entre l'écaillage longitudinal et transversal. En raison de la très faible résistance du bois à l'écaillage, ce type de déformation détermine souvent les dimensions des éléments ou des composés.

7.8 Mesures constructives et chimiques pour lutter contre la pourriture et les risques d'incendie.L'utilisation de bois avec une teneur en humidité de plus de 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 conduisent à la décomposition du bois et à une forte réduction de la durée de vie des structures en bois.

Sous pourrirles bois comprennent le processus de la vie champignonsdestructrice la cellulose- le morceau de bois le plus résistant. Le processus de développement des champignons se produit à une teneur en humidité moyenne du bois de plus de 20% dans des conditions de forte humidité en l'absence de ventilation et de température ambiante de 0 à 45 ° С.

Signes caractéristiques des dégâts du bois par les champignons dans les structures:

l'apparition sur la surface du bois de mycélium - grappes blanches et moelleuses 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 - à rougeâtre, puis brun ou brun foncé;

La présence de profondes fissures longitudinales et transversales dans le bois, à travers lesquelles il se décompose en morceaux prismatiques individuels - pourriture destructrice (le bois est carbonisé, se déchire facilement et est frotté en poudre par les doigts). Les principales mesures de prévention constructive contre la décomposition des structures en bois sont de les protéger de constantes ou systématiques humidification répétée, créant un mode de fonctionnement déshumidifiant.

Les principales mesures constructives (préventives) contre la pourriture:

l'utilisation de bois sec avec humidité W \u003d 12 % pour la fabrication de structures en bois collé et W< 20% - pour les structures non collées;

protection des structures contre l'humidité pendant la période de transport et d'installation;

Placement de structures en bois complètement à l'intérieur des locaux chauffés ou entièrement à l'intérieur du grenier non chauffé, derrière le plafond suspendu isolé

ventilation des planchers en bois isolés

disposition des nœuds de support des cadres, des arcs de sorte que le bas de l'élément en bois soit 300 ... 500 mm plus haut que le niveau du sol propre

- fournir un accès gratuit aux nœuds de support des structures pour l'inspection et la ventilation;

dispositif d'étanchéité dans les endroits de contact du bois 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 dégradation par des mesures structurelles seules, les structures sont traitées avec des produits chimiques spéciaux - antiseptiques- substances qui ont un effet toxique sur les destructeurs biologiques de bois. Exigences pour les antiseptiques:

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

n'affectent pas la résistance mécanique du bois et ne contribuent pas à la corrosion des ferrures métalliques;

il est facile de pénétrer dans le bois et de ne pas en être lavé, d'avoir une composition chimique constante, de ne pas avoir une odeur âcre, d'être bon marché et abordable, c'est-à-dire économiquement rentable à utiliser.

Utilisé dans la construction d'antiseptiques de l'oncle sur soluble dans l'eau(inorganique ou minéral); huileux(biologique); combiné; complex(possédant des propriétés antiseptiques et ignifuges).

Les antiseptiques hydrosolubles les plus courants(composition,%): 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.

Résistance au feustructures de bâtiment - c'est le temps (en minutes) de début d'un ou plusieurs successifs, normalisés pour une construction donnée, signes d'états limites: perte de capacité portante (R); perte entièrestosti (E); perte de capacité d'isolation thermique.

Les mesures de conception spécifiques pour la protection contre les risques d'incendie dépendent de l'objectif fonctionnel des bâtiments et des structures et sont établies par les normes de conception pertinentes. Les mesures de protection structurelle suivantes sont les plus courantes pour les bâtiments industriels et les entrepôts d'un étage: respect des coupe-feu entre les bâtiments; le feu coupe au moins 6 ... 12 m de long dans les bâtiments agrandis; division des bâtiments en compartiments (après 50 m) avec des murs coupe-feu en matériaux incombustibles de 600 mm de hauteur (à partir de la surface du toit); conception du CDF de section rectangulaire massive; protection (gainage) de la section transversale des éléments en bois avec des matériaux en feuille d'amiante, teintés avec des solutions; l'utilisation de matériaux et de toitures calorifuges non combustibles, la séparation en compartiments qui ne communiquent pas entre eux, les toitures et les panneaux muraux ayant des vides.

S'il n'est pas possible d'assurer la sécurité incendie requise des bâtiments par des mesures constructives, des mesures de protection chimique sont utilisées, notamment le traitement des éléments en bois avec des retardateurs de flamme - retardateurs de flamme.

Retardateurs de flamme- substances qui, lorsqu'elles sont chauffées, fondent et recouvrent la surface du bois avec un film ignifuge qui empêche l'air d'accéder au bois, ou se décomposent avec le dégagement d'une grande quantité de gaz incombustibles qui déplacent l'air du bois. La composition des retardateurs de flamme comprend le phosphate et le sulfate d'ammonium, le borax, l'acide borique et d'autres produits chimiques.

Les retardateurs de flamme les plus utilisés pour l'imprégnation d'éléments en bois médicament MB-1

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

L'imprégnation avec des retardateurs de flamme réduit les propriétés de résistance du bois de 10% en moyenne. La connexion des pièces métalliques (garnitures, boulons) réduit la résistance au feu des structures en bois, elles doivent également être protégées par des retardateurs de flamme.

Plan de leçon technologique du FEM

5e année.

Développé par: Professeur de technologie MBOU "École secondaire n ° 16" Zadorkina Marina Nikolaevna

Professeur de technologie au lycée Botovskaya, Anastasia Tabachkova

Sujet de la leçon:   Le bois comme matériau structurel naturel, sa structure, ses propriétés et ses applications.

Objectif:   atteindre les résultats pédagogiques suivants:

a) personnel: la capacité de mener une auto-analyse du travail effectué, le développement de l'industrialisation et la responsabilité de la qualité de leurs activités.

b) méta-sujet: réglementaire - pour transformer une tâche pratique en tâche cognitive; communicatif - la capacité de travailler en groupe lors de l'exécution d'une tâche, la capacité de collaborer avec un enseignant; cognitif - utiliser le matériel étudié pour répondre aux questions: Quels types de bois connaissez-vous? Quels types de bois connaissez-vous?

c) matière - les élèves se familiariseront avec les échantillons de bois et les types de bois d'œuvre.

Tâches d'apprentissage ,   déterminer les activités éducatives nécessaires, UUD (Ce qui doit être fait pour apprendre ce qui est indiqué dans les objectifs; pour obtenir des résultats éducatifs):

Cognitive:

Identifier les caractéristiques communes et essentielles du concept de "bois", "bois et matériaux en bois"

- étudier les types de bois d'oeuvre;

Effectuer des travaux pratiques sur la détermination du nombre de couches de contreplaqué;

réglementaire:

- identifier et accepter le ou les objectifs pédagogiques de la leçon;

Effectuer des actions pour contrôler l'exactitude de la tâche pratique;

communicatif:

-   effectuer un discours extérieur   l'activité   lors de la discussion de ce sujet

Pour réaliser une interaction communicative dans la leçon avec l'enseignant, les camarades de classe du groupe

personnalité:

-   effectuer une auto-évaluation des résultats de leur travail

Carte des cours technologiques

Type de leçon: Combiné

Technologie éducative: apprentissage par problèmes.

Méthodes d'enseignement: démo, explication de nouveau matériel avec des éléments de conversation (dialogue problématique), technologie du jeu, utilisation des TIC, recherche.

Objet de travail: échantillons de bois

Communications interdisciplinaires: connaissance des TIC, communication avec l'art, écologie (le monde).

Matériel pédagogique: matériel multimédia, manuels de technologie de grade 5 V.D. Simonenko 2010. Échantillons de bois, types de bois. Cartes de tâches. Testez «Équipement de travail pour la transformation du bois». Tableau "Structure en bois", règles de mesure.

Le cours de la leçon.

Partie organisationnelle - 3 min.

1. Contrôle de présence.

   Vérification des vêtements de travail et préparation à la leçon.

Répétition du matériel couvert - 7 min.

cartes de tâches 1 et 2.

Carte 1

Lisez la question et préparez-y une réponse: qu'étudie la «technologie» de la discipline?

Pour ce faire, n'oubliez pas:

• L'origine du mot "technologie";

  La signification du terme «technologie»;

  Quelles technologies les gens utilisent-ils?

Tirez une conclusion.

Carte 2

Lisez la question et préparez-y une réponse:

• Équipement de travail pour la transformation du bois

Pour ce faire, n'oubliez pas:

• L'appareil de l'établi d'un menuisier;

  Types d'outils utilisés pendant le travail;

  Règles pour travailler sur un banc de menuiserie

Tirez une conclusion.

Travaux pratiques individuels (3-4 personnes)

Réglage de la hauteur pour la menuiserie

Fixation de la pièce dans les pinces avant ou arrière.

Fixation de la pièce sur l'établi à l'aide d'un peigne ou d'un coin.

Fixation d'une pièce longue dans la pince avant.

Quel est le nom de la profession d'un travailleur engagé dans la transformation manuelle du bois?

1. Coupeur de scie

De quoi est équipé le lieu de travail pour la transformation du bois?

établi de menuisier;

Peintures et vernis;

1. Billette

Qu'est-ce qui n'est pas utilisé pour fixer les pièces sur un établi?

Pince latérale;

1. Doigts pivotants

À quoi servent les doigts coulissants et pivotants?

Pour ajuster la hauteur de l'établi;

Pour supporter de longues pièces lors du rabotage;

Pour mettre en valeur les pièces lors du rabotage.

À quoi servent les pinces avant et arrière?

pour fixer les pièces;

Pour une fixation pratique des dessins et croquis;

Pour sécuriser l'outil.

Dans le sujet "Technologie" est étudié:

Technologie de fabrication automobile;

Technologies de création d'instruments médicaux;

Technologies de conversion des matériaux, de l'énergie, de l'information;

Technologies de création d'avions et d'engins spatiaux.

Nouvelle présentation du matériel - 15 min.

Nous créons un problème en montrant des diapositives illustrant le bois et les matériaux en bois, en posant des questions:

Quels types de matériaux en bois connaissez-vous?

Qu'est-ce qui est plus fort: contreplaqué ou panneau?

Afin d'actualiser les connaissances, une brève conversation est tenue avec les étudiants, au cours de laquelle les questions suivantes sont posées, en utilisant les informations du manuel:

Qu'est-ce que le bois?

Quels produits du bois connaissez-vous?

Quelles sont les exigences du consommateur pour un produit en bois?

Qui est menuisier?

Quels outils sont utilisés pour le traitement?

Nous formulons le thème et le but de la leçon avec des objectifs pour la mise en œuvre du but visé.

La structure du bois.

Les principales sections du coffre.

Essences de bois et leur texture.

Types de bois.

Les principaux types de matériaux en bois.

Travail pratique.

L'enseignant organise la mise à jour des méthodes d'étude des actions suffisantes pour construire de nouvelles connaissances. Action d'essai (tâche): déterminer le nombre de couches de contreplaqué. Cette tâche est recommandée pour être réalisée sous la forme d'un jeu d'entreprise: pour cela, nous divisons les garçons en groupes de 3-4 personnes.

Les groupes étudient des échantillons de matériaux en bois - panneaux de fibres; contreplaqué. (en utilisant le manuel) L'enseignant vérifie l'exactitude de la tâche, révélant les difficultés des élèves.

Correction des difficultés: ne pas déterminer correctement le type de matériau. (solutions au problème)

Le moyen de sortir de la difficulté: Une fois de plus, l'enseignant parle aux élèves du bois d'œuvre, organisant ainsi les élèves pour enquêter sur la situation problématique.

L'étape finale. Reflet des activités éducatives. Au stade de la synthèse du cours, l'enseignant pose des questions auxquelles il peut juger de l'assimilation de ce matériel.

Quelle est la différence entre les panneaux de particules et les panneaux de fibres?

Quelles nouvelles connaissances avez-vous acquises?

Les connaissances acquises aujourd'hui peuvent-elles être utiles dans la vie?

L'enseignant suggère aux garçons d'évaluer leur travail dans la leçon.

Travaux de nettoyage - 8 min.

Leçon n ° _____ Date: _________________

Thème: Le bois est un matériau structurel naturel.

Buts : créer des conditions pour la formation des étudiants: les concepts de "bois", "structure de bois" pour développer la capacité de distinguer les espèces d'arbres par leurs caractéristiques; créer des conditions pour le développement de la mémoire, de la pensée logique et de l'imagination des élèves; créer des conditions pour la formation de l'auto-contrôle mutuel.

Type de leçon: combiné.

Formes de travail: indépendant, individuel, groupe.

AVC DE LEÇON.

I. Moment d'organisation.

II. Mise à jour des connaissances de référence.

Conversation

Rappelez-vous quel matériau est appelé structurel.

Quelles matières premières font le papier, le carton?

Quels sont les matériaux de structure utilisés pour la production de voitures, d'avions, de maisons, de meubles de maison. Où sont fabriqués ces matériaux et quelles matières premières sont utilisées pour cela?

III. Apprendre du nouveau matériel.

Le développement de l'ingénierie et de la technologie modernes dépend de la production et de l'utilisation d'une variété de matériaux de structure: bois, métal, masses plastiques, verre, etc.

Utilisation généralisée du bois. Ses produits sont utilisés dans presque tous les domaines de notre vie. Ce matériau est utilisé pour fabriquer du papier, du carton, de la rayonne, 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'aiguille. Il s'agit notamment de l'épinette, du pin, du cèdre, du mélèze, du 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 la fabrication de matériaux de construction en bois.

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

Les arbres sont les plus hauts de toutes les plantes, bien qu'il y ait des nains parmi eux, jusqu'à plusieurs centimètres de haut.

Le bois en tant que matériau structurel naturel est obtenu à partir de troncs d'arbres lors de leur sciage en morceaux.

Le tronc de l'arbre a une partie plus épaisse (nouée) à la base et une partie apicale plus mince. La surface du tronc est recouverte d'écorce. L'écorce est comme des vêtements pour un arbre et se compose d'une couche externe de liège et d'une couche interne. La couche de liège du cortex est morte. La couche libérienne sert de conducteur de jus qui nourrissent l'arbre. L'intérieur principal d'un tronc d'arbre est en bois. À son tour, le bois du tronc se compose de nombreuses couches, qui sont visibles dans la section sous forme d'anneaux annuels. Le nombre d'anneaux d'arbre détermine l'âge de l'arbre.

Le centre lâche et mou de l'arbre est appelé le noyau. Du noyau au cortex, sous forme de lignes brillantes et brillantes, les rayons du noyau s'étendent. Ils ont une couleur différente et servent à transporter l'eau, l'air et les nutriments dans l'arbre. Les rayons du noyau créent une image (texture) du bois.

Le cambium est une fine couche de cellules vivantes située entre l'écorce et le bois. Ce n'est qu'avec le cambium que la formation de nouvelles cellules et la croissance annuelle de l'arbre en épaisseur. «Cambium» - du latin «échange» (nutriments).

Les principales sections du coffre.

1 - section d'extrémité;

2 - section radiale;

3 - section tangentielle

Pour étudier la structure du bois, il existe trois sections principales du tronc. Une section s'étendant perpendiculairement au cœur du tronc est appelée face. Il est perpendiculaire aux fibres. La section 2 traversant le cœur du tronc est dite radiale. Il est parallèle aux fibres. L'incision tangentielle 3 est parallèle au cœur du tronc et en est retirée d'une certaine distance. Ces sections révèlent diverses propriétés et motifs du bois.

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

Dureté

La couleur

Candidature

Pin   / conifère /

Bois rouge clair avec une texture prononcée

Il est utilisé pour la fabrication de fenêtres et portes, planchers et plafonds, meubles, dans la construction de navires, wagons, ponts

Épicéa   / conifère /

Doux. Imprégné de substances résineuses

La couleur est blanche avec une teinte jaunâtre

Il est utilisé pour la fabrication d'instruments de musique, de meubles, de fenêtres et de portes.

Bouleau   / bois dur /

Solide

Blanc avec une teinte brunâtre

Utilisé pour la fabrication de contreplaqué, meubles, vaisselle, coffres d'armes à feu, poignées d'outils, skis

Tremble   / bois dur /

Doux. Elle est sujette à la pourriture.

La couleur est blanche avec une teinte verdâtre.

Utilisé pour faire des allumettes, des plats, des jouets, du papier.

Linden   / bois dur /

Doux.

La couleur est blanche avec une teinte rose pâle.

Il est utilisé pour la fabrication de plats, planches à dessin, crayons, produits avec des sculptures artistiques.

Aulne   / bois dur /

Doux.

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

Il sert de matière première pour la fabrication de contreplaqué, de plats creux, de boîtes d'emballage.

Chêne   / bois dur /

Solide. Sur une section radiale, les rayons centraux sous forme de bandes brillantes sont clairement visibles.

La couleur est jaune clair avec une teinte gris brunâtre et une texture prononcée.

Il est utilisé pour la fabrication de meubles, de parquet, de revêtements de produits de valeur, ainsi que pour la construction de ponts et de wagons.

Le motif à la surface du bois, formé à la suite de la coupe des anneaux et des fibres des arbres, est appelé la texture du bois. Ils disent de la belle surface du bois qu'il a une texture riche. Par exemple, le bois de noyer a des couleurs brunes et grises d'une grande variété de nuances, il est très apprécié dans la fabrication de meubles à partir de celui-ci, des lodges pour les fusils de chasse. De belles textures ont du chêne, du frêne, ainsi que des espèces d'acajou poussant en Afrique, en Amérique et en Australie, qui donnent du bois rouge de différentes nuances. Ces essences de bois précieux sont rabotées sur des feuilles minces (placage), qui sont collées à des produits précieux.

Pour la fabrication d'objets utiles, utilisez une variété de matériaux de structure: métal, plastique, plexiglas, soie, textile et autres matériaux. Utilisation généralisée du bois et des matériaux qui en sont issus. Tous les matériaux de structure ont certaines propriétés qui doivent être prises en compte lors de la fabrication de produits. Il s'agit notamment de la couleur et de la texture du bois que vous connaissez déjà. De plus, il est également nécessaire de savoir comment un certain type de bois et ses matériaux sont facilement transformés, quels outils doivent être utilisés pour cela, si des clous, des vis et d'autres attaches y seront maintenus, comment l'humidité, les changements de température ambiante affecteront les matériaux en bois etc. Il est également nécessaire de prévoir quel type de bois ou de matériaux à partir de celui-ci doit être utilisé afin que la structure, par exemple un pont ou un bâtiment à plusieurs étages, ne s'effondre pas s'il est utilisé sous de lourdes charges, etc.

Les connaissances aideront à répondre à ces questions.propriétés mécaniques matériaux de construction. Les principaux sont principalement:résistance, dureté, élasticité .

Durabilité – une propriété qui caractérise la stabilité du bois contre les forces mécaniques externes, c'est-à-dire sa capacité à résister à de grandes charges et à ne pas s'effondrer. Les éléments de structure, c'est-à-dire ceux qui sont soumis à une charge importante, doivent être en bois à haute résistance. Le plus durable est le bois de chêne, suivi du frêne, du charme, de l'érable, du bouleau, du pin, de l'épinette, de l'aulne, du tremble et du tilleul.

Dureté - la capacité du matériau à résister à la pénétration dans celui-ci d'un autre corps solide, par exemple, des outils de traitement (couteaux, limes, ciseaux, perceuses et autres outils de coupe). La connaissance de la dureté du bois est d'une grande importance. Les outils de coupe pour le traitement du bois sont utilisés avec cette propriété à l'esprit. Plus le bois est dur, plus il est difficile à traiter et plus l'angle d'affûtage de l'outil doit être grand.

Par dureté, le bois peut être rangé dans l'ordre suivant: charme, chêne, frêne, érable, bouleau, pin, aulne, épicéa, tilleul. C'est-à-dire que le charme a la plus grande dureté. Par conséquent, il est difficile de traiter avec un outil de coupe. Il est plus facile de traiter le tilleul que tous les matériaux en bois. Par conséquent, il est principalement utilisé pour la fabrication de souvenirs, d'articles ménagers, etc.

La résilience – la propriété du matériau de changer de forme (et non de s'effondrer) sous l'action de la charge et de le reprendre après la fin de cette action. Le bois se courbe (se déforme) sous l'action de la force et est à nouveau nivelé ou élastique après le déchargement. Le bois de frêne, chêne, mélèze, pin et autres essences a une élasticité élevée.

IV. Sécurisation du matériel étudié.

TRAVAIL PRATIQUE

Détermination des essences de bois par échantillons.

Examinez le tableau des espèces d'arbres.

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

Identifiez les essences de bois à l'aide d'échantillons fournis par l'enseignant.

V. Résumé.

Conversation:

1. Quels types de bois sont classés comme conifères? À feuilles caduques?

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

3. Quelle est la texture du bois?

4. Quelle est la structure de l'arbre?

5. Quels types de bois connaissez-vous?

6. Décrivez le rôle de la forêt dans la vie humaine.

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

VI. Devoirs.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Apprenez un résumé.

Les principales propriétés du bois comme matériau de structure. Avantages et inconvénients.

Propriétés physiques

Densité.

Expansion thermique. α

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

.

Capacité calorifique C \u003d 1,6 KJ / kg ∙ ºС.

Propriétés mécaniques du bois

durabilité - capacité à résister à la destruction due aux influences mécaniques; raideur - capacité à résister aux changements de taille et de forme; dureté - capacité à résister à la pénétration d'un autre solide; résistance aux chocs - pouvoir absorber le travail à l'impact.

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

Avantages:

La présence d'une large base de matières premières constamment renouvelable;

Densité relativement faible;

Haute résistance spécifique - le rapport de la résistance à la traction le long des fibres à la densité: 100/500 \u003d 0,2 (approximativement égal à l'acier);

Résistance à l'agression saline, aux effets d'autres environnements chimiquement agressifs;

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

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

Faible coefficient de conductivité thermique à travers les fibres - un mur en bois d'une largeur de 200 mm équivaut en conductivité thermique à un mur en brique d'une largeur de 640 mm;

Faible coefficient de dilatation linéaire le long des fibres - dans les bâtiments en bois, il n'est pas nécessaire de disposer des coutures de température et des supports mobiles;

Usinage moins laborieux, possibilité de créer des structures collées pliées.

Inconvénients:

Anisotropie de la structure du bois;

Sensibilité à la pourriture et aux dommages causés par les punaises des vers à bois;

Combustibilité en cas d'incendie;

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

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

La présence de défauts (nœuds, coupe transversale et autres), réduisant considérablement la qualité des produits et des structures;

Gamme limitée de bois.

Types de plastiques techniques: leurs caractéristiques physiques et mécaniques. Avantages et inconvénients. Portée

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

Plastiques thermoplastiques   habituellement désigné par liant, basé sur le nom du monomère avec l'ajout du préfixe "poly -" (chlorure de polyvinyle, polyéthylène, polystyrène, etc.)

Thermodurcissable   - par type de charge (fibre de verre, plastique bois, etc.)

Selon la structure du plastique, il peut être divisé en deux groupes principaux:

1) plastiques sans charge (non remplis);

2) plastiques avec remplissage (rempli).

Les plastiques qui trouveront et trouveront la plus grande utilisation à l'avenir dans les structures de construction comprennent la fibre de verre, le plexiglas, le plastique vinylique, le polyéthylène, les matériaux d'isolation thermique et acoustique, les plastiques de bois.

Fibre de verre.

La fibre de verre est un matériau composé 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 1000-2000 MPa. Les fibres de verre sont à base de fibres élémentaires.

Les fibres élémentaires (filaments primaires) sont obtenues à partir de la masse de verre fondu, en la tirant à travers de petits trous de filière; des fibres élémentaires (de l'ordre de 200) d'un diamètre de 6-20 microns sont réunies en filaments, et plusieurs dizaines de filaments en faisceaux (filaments torsadés).

Dans la fibre de verre, utilisée dans la construction, les charges de fibre de verre suivantes sont utilisées:

a) fibres continues rectilignes introduites sous forme de faisceaux, de fils ou de fibres élémentaires.

b) fibre de verre hachée sous forme de segments espacés de façon aléatoire d'une longueur d'environ 50 mm.

Les propriétés mécaniques de la fibre de verre dépendent du type de charge en fibre de verre. La fibre de verre renforcée de fibre de verre rectiligne continue possède les propriétés mécaniques les plus élevées. Dans le sens des fibres, leur résistance atteint 1000 MPa en traction, et le module élastique va jusqu'à 40000 MPa, cependant, dans le sens transversal, la résistance de la fibre de verre n'est pas grande (environ 10 fois moins).

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

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

Les types de fibre de verre suivants sont disponibles:

1) Type de matériaux de presse SVAM   (matériau de presse anisotrope en fibre de verre) est l'une des premières fibres de verre à haute résistance obtenue par pressage de placages en verre (placages en fibre de verre unidirectionnelle).

Obtenez-le de cette façon: après enroulement, un certain nombre de couches de matériau unidirectionnel à filament imprégné est coupé. Dans le dépliage, c'est une feuille carrée mesurant 3x3 m 2. Tournez ensuite la feuille à 90 degrés et rembobinez la couche de fils. Ainsi, un placage de verre avec une disposition mutuellement perpendiculaire de fibres est obtenu. La résistance à la traction et à la compression du CBAM est de 400 à 500 MPa et, lorsqu'il est plié, d'environ 700 MPa.

2) Documents de presse AG-4C et AG-4V.

AG-4C   est un ruban unidirectionnel obtenu à base de filaments de verre torsadés et de résine d'aminofinol formaldéhyde. AG-4C est destiné aux produits à haute résistance par pressage direct ou bobinage.

Les résistances à la compression et à la flexion sont inférieures à celles du CBAM - 200-250 MPa, et en traction, elles sont légèrement plus élevées.

Presse - type de matériau AG-4V   Il s'agit d'une fibre de verre basée sur des sections du filetage 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-4C et AG-4V sont utilisés pour la fabrication de raccords (boulons, raccords) et pour les produits façonnés utilisés dans des environnements chimiquement agressifs, où le métal se corrode rapidement. Toutes les fibres de verre répertoriées sont opaques. Cependant, dans la construction, la fibre de verre translucide est le plus souvent utilisée. Dans notre pays en grande quantité produit une feuille de fibre de verre polyester translucide.

3) Polyester fibre de verre   fabriqué à base de fibre de verre hachée et de résines de polyester transparentes, grâce auxquelles la fibre de verre de polyester est translucide. Il est produit dans des produits sous forme de feuilles ondulées ou plates, ayant souvent des couleurs différentes. Les caractéristiques de résistance sont nettement inférieures à celles des matériaux précédents et ont une tension et une compression de 60 à 90 MPa.

La fibre de verre polyester est largement utilisée dans les enveloppes de bâtiments (panneaux de mur et de toiture), les rampes d'escalier et les balustrades de balcon, les auvents, etc. dessins. Le plastique en fibre de verre est très prometteur pour les structures spatiales combinées.

Plastique bois.

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

Stratifiés   (Les panneaux de particules) sont fabriqués à partir de fines feuilles de placage de bouleau (parfois aulne, tilleul ou hêtre), imprégnées de résine et pressées à une pression élevée de 150-180 kg \\ cm 2 et à une température de t \u003d 145-155ºC.

En fonction de la disposition mutuelle des couches de placage dans l'emballage, il existe 4 grades principaux de panneaux de particules:

Chipboard-a   - toutes les couches sont parallèles entre elles, Panneau de particules-b   - toutes les 10 à 12 couches parallèles une transversale, Chipboard-v   - emplacement croisé, et les couches externes sont situées le long de la plaque, Panneau de particules-g   - en forme d'étoile, chaque couche est décalée par rapport à la précédente de 25-30º.

Dans tous les cas, la résistance du panneau de particules dépasse la résistance du bois massif et, pour certaines nuances, sous l'action des forces le long des fibres de placage, elle n'est pas inférieure à la résistance de l'acier.

Actuellement, en raison du coût encore élevé des panneaux de particules, il est principalement utilisé pour la fabrication de moyens de connexion d'éléments structurels.

Panneaux de fibres   (DVP) est composé de fibres de bois disposées de façon aléatoire (sciure) collées avec une émulsion de colophane. Les matières premières pour les panneaux de fibres sont les déchets de scierie et de menuiserie. Pour la fabrication de dalles dures et super dures, de la résine phénol-formaldéhyde est ajoutée à la pâte de bois. Avec une exposition prolongée à un environnement humide, un panneau de fibres est très hygroscopique, gonfle en épaisseur et perd de sa force, par conséquent, dans des conditions humides, il n'est pas recommandé d'utiliser des panneaux de fibres. La résistance à la traction des panneaux de fibres ultra-durs d'une densité d'au moins 950 kg \\ m 3 est d'environ 25 MPa.

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

Les panneaux de particules en fonction de la densité sont divisés en:

Léger γ \u003d 350-500 kg \\ m 3

PS moyen γ \u003d 500-650 kg \\ m 3

Heavy Duty \u003d 650-800 kg \\ m 3

La résistance à la traction des plaques PT et PS est respectivement de 3,6-2,9 MPa et 2,9-2,1 MPa. PS et PT sont des matériaux bon marché et abordables, ils sont largement utilisés dans la construction comme cloisons, plafonds suspendus. L'absorption d'humidité des plaques varie considérablement, alors qu'elles gonflent de 30 à 40%.

Tissus hermétiques   - Un nouveau matériau structurel inhabituel composé de textiles et de revêtements élastiques.

Les textiles techniques sont à la base des tissus étanches à l'air. Il est fabriqué à partir de fibres synthétiques à haute résistance. Les fibres de polyamide de type Kapron sont les plus utilisées. Ils ont une résistance élevée, un allongement important et une faible résistance au vieillissement. Les fibres de polyester de type Lavsan sont moins résistantes à la traction et plus résistantes au vieillissement.

mérites   de ce matériau:

inconvénients

L’utilisation du plastique comme matériau de construction des structures s’explique par un certain mérites   de ce matériau:

Haute résistance, composant pour la plupart des plastiques (sauf le polystyrène) 50-100 NPa, et pour certains plastiques en fibre de verre, la résistance atteint 1000 NPa;

Faible résistance (densité apparente) allant de 20 (pour les mousses) à 2000 kg \\ m 3 (pour la fibre de verre);

Résistance aux environnements chimiquement agressifs;

Biostabilité (non pourrissante);

Simplicité de mise en forme et usinabilité facile;

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

Cependant, les plastiques ont inconvénients tels que, par exemple, la déformabilité, le fluage et la perte de résistance sous des charges prolongées, le vieillissement (détérioration des performances au fil du temps), la combustibilité, l'utilisation de produits pétroliers rares comme matières premières.

Les effets des défauts plastiques peuvent être atténués de nombreuses manières. Ainsi, une diminution de la déformabilité est obtenue en utilisant des formes rationnelles de la section transversale des structures (à 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 construction légers. Sa densité dépend du volume relatif des pores et de la 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 / m 3. La densité estimée de bois de conifères dans les structures des pièces avec une humidité de l'air standard de 12% est supposée être de 500 kg / m 3., Dans une pièce avec une humidité de l'air de plus de 75% et en plein air - 600 kg / m 3.

Expansion thermique. La dilatation linéaire lors du chauffage, caractérisée par le coefficient de dilatation linéaire, dans le bois est différente le long et selon les angles des fibres. Coefficient d'expansion linéaire α   le long des fibres est (3 ÷ 5) ∙ 10 -6, ce qui vous permet de construire des bâtiments en bois sans joints de dilatation. À travers les fibres de bois, ce coefficient est 7 à 10 fois inférieur.

Conductivité thermique   le bois en raison de sa structure tubulaire est très petit, surtout à travers les fibres. Conductivité thermique du bois sec à travers les fibres λ ≈ 0,14 W / m ∙ ºС.   Une poutre d'une épaisseur de 15 cm équivaut en conductivité thermique à un mur de briques d'une épaisseur de 2,5 briques (51 cm) à volonté, ainsi que lors du sciage de grumes à la suite de leur évasion.

ailerons, machines à sciure. .- bout à bout abaissé par rapport aux aiguilles.

Capacité calorifique   bois est important, le coefficient de capacité thermique du bois sec est C \u003d 1,6 KJ / kg ∙ ºС.

Une autre propriété précieuse du bois est sa résistance à de nombreux environnements agressifs chimiques et biologiques. Il est 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 à des températures normales n'affaiblissent pas le bois, il est donc souvent utilisé pour les structures dans des environnements chimiquement agressifs.

Les propriétés mécaniques du bois se caractérisent par: durabilité   - la capacité de résister à la destruction due aux contraintes mécaniques; raideur   - 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 à l'impact.

Pour la fabrication de structures portantes en bois généralement   des matériaux forestiers résineux sont utilisés: pin, épicéa, mélèze, cèdre et sapin. Parmi les plantations forestières de Russie, les forêts de conifères sont les plus courantes. Le bois de conifère a une résistance supérieure à celle du bois dur le plus courant et est moins sujet à la pourriture. Les troncs de conifères ont une forme plus régulière, ce qui permet de mieux utiliser leur volume. Le pin le plus couramment utilisé.

Le pin, au lieu de croissance, est divisé en pin et en minerai de pin. Mandovoi préfère les sols bas, son bois est meuble, meuble, moins stratifié que celui du pin minéralisé et donc sujette à la pourriture en milieu humide. Il est très bien traité, parfaitement imprégné et peu sujet au gauchissement. Le pin minéralisé, contrairement au manteau, pousse sur les collines, diverses collines et préfère les sols limoneux pierreux ou limono-sableux. Son bois est résineux et peu profond, a une densité assez élevée. Ce sont ces qualités qui ont donné au pin minéral une place digne dans le domaine des technologies de construction de maisons (sols, toitures, murs, cloisons intérieures).

Il est inférieur à un pin dans un certain nombre de caractéristiques. Il est moins bien traité, moins dense et moins durable que le pin. Aggrave considérablement les propriétés des consommateurs en raison de sa dureté noueuse et accrue. La tendance du bois d'épicéa à pourrir limite son utilisation dans les endroits sujets à l'humidité. Dans la construction de maisons, l'épicéa est utilisé dans la fabrication de blocs de porte, de planchers, de cloisons intérieures et de meubles.

Le mélèze se caractérise par une densité élevée, une résistance à la pourriture, une dureté. Ce dernier complique considérablement le traitement du mélèze, ce qui limite dans une certaine mesure son utilisation dans la construction. Mais les qualités restantes, ainsi que la haute résistance à la déformation, confèrent au mélèze une réputation de matériau de construction précieux.

Le mélèze, comme aucun autre matériau, nécessite un régime de séchage très modéré avec toutes les précautions. Le fait est que pendant le séchage intensif des fissures apparaissent dans le mélèze. Dans la construction de maisons, le mélèze est utilisé principalement lorsqu'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'épinette et le sapin. Le bois de cèdre est doux, léger et bien traité. Avec un traitement spécial, il acquiert une résistance accrue à la pourriture. Dans la construction de maisons, il est principalement utilisé au même endroit que le pin. Mais c'est un bon matériau pour les composants et les structures qui subissent des changements d'humidité et de température.

Le sapin de Sibérie, dans ses qualités, est similaire au bois d'épicéa, mais inférieur à lui en termes de résistance et de densité. Et en quoi seul le sapin sapin du Caucase n'est pas inférieur. L'utilisation du sapin est assez courante (en particulier le sapin du Caucase). Ce sont des blocs de portes et fenêtres, des planchers, des plinthes, des dispositions, des frises et de nombreux autres produits. Dans les structures en bois externes, le sapin n'est pas impliqué en raison de sa faible résistance à la pourriture.

L'utilisation de bois dur (chêne, hêtre, frêne, charme, érable) n'est autorisée que dans les zones où ces essences sont le matériau de construction local.

Le chêne anglais (été) a une grande force et résistance à la pourriture et est utilisé principalement sur les petites parties critiques des structures en bois sous la forme de chevilles, chevilles, inserts, etc. La seule chose à ne pas oublier est que le bois de chêne est susceptible de se fissurer lors du martelage des clous ou du vissage des vis sans avoir à percer un trou dans un trou avec un foret de plus petit diamètre.

Les principales qualités de Bucco (résistance et dureté) ne sont pas très inférieures au chêne, mais son bois a une hygroscopicité élevée et est donc plus sensible à la pourriture. En même temps, le bois de hêtre est de haute technologie: il est bien traité avec n'importe quel outil, il se plie bien sous la vapeur. Dans la construction de maisons, il n'est pas utilisé aussi largement que le chêne (en raison de l'hygroscopicité), mais il est très demandé dans les travaux de finition.

Pour la fabrication de chevrons à toit ouvert et le lattage des revêtements de bâtiments permanents avec grenier, ainsi que pour la construction de bâtiments temporaires (entrepôts, remises, hangars, etc.) et de structures auxiliaires (viaducs, tours, etc.), le bois dur doit être largement utilisé - tremble, bouleau, hêtre, tilleul, peuplier et aulne, mais avec une protection renforcée obligatoire contre la pourriture.

Bois rond: Le bois utilisé dans la construction industrielle et civile est divisé en bois rond et en bois scié. Pour chacun de ces types de matériaux, les normes pertinentes établissent leur classification, classement, assortiment, type de traitement, exigences de qualité, tolérances par rapport aux tailles normales et conditions d'acceptation.

Un rondin de construction peut être utilisé sous une forme ronde ou comme matière première pour la production de 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 des bûches le long de la longueur est appelée run. La course moyenne est de 0,8 cm pour 1 m de longueur. La partie la plus massive de la bûche est appelée la crosse, et l'opposé est appelée le tuyau supérieur. Le diamètre de la bille est mesuré dans la coupe supérieure. Des grumes d'une longueur supérieure à 6,5 m sont récoltées sur commande spéciale pour les supports de lignes électriques et de communication.

Bois scié Les matériaux en bois scié comprennent:

barres à deux bords, dans lesquelles seuls deux côtés sont sciés (Fig. 1.2.a);

barres à quatre bords, dans lesquelles 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 d'une largeur ne dépassant pas la double largeur (Fig. 1.2.d);

planches d'une épaisseur ne dépassant pas 10 cm et d'une largeur supérieure à la double épaisseur: les planches sont divisées en fines, jusqu'à 3,2 cm d'épaisseur (Fig. 1.2.e) et épaisses - plus de 3,2 cm (Fig. 1.2.е).

Fig. 1.2. Bois scié: a - bois dvukantny,

b - une poutre à quatre bords, dans - une coupe nette

poutre à quatre bords, g - pierre à aiguiser, d - panneau mince,

Assortiment de bois

Le bois reçu par la construction est divisé en rond   et scié.

Bois rond, également appelés grumes, 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 grumes ont une forme tronconique naturelle. La réduction de leur épaisseur le long de la longueur est appelée course. En moyenne, la longueur est de 0,8 cm par 1 m de longueur (pour le mélèze 1 cm par 1 m de longueur). Les grumes moyennes ont une épaisseur de 14 à 24 cm, les grosses - jusqu'à 26 cm. Les grumes de 13 cm d'épaisseur (pour le bois) et moins utilisées pour les structures de construction temporaires. Le bois rond, selon la qualité, est divisé en 1,2 et 3 variétés.

Bois   recevoir à la suite du sciage longitudinal de grumes sur des cadres de scie ou des scies circulaires. Le bois est divisé par la nature de la transformation: sur chant (scié sur 4 côtés sur toute la longueur); levé (une partie de la surface n'est pas sciée sur toute la longueur en raison de la course de la grume); non tranchant (pas scié deux bords).

Le bois scié de section rectangulaire est divisé en panneaux, barres et poutres. Les côtés les plus larges du bois sont appelés feuilles et les côtés 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 va de 75 à 275 mm, l'épaisseur est de 16 à 250 mm. Selon la qualité du bois, les planches et barres de transformation sont divisées en cinq grades (parfait, 1, 2, 3, 4e) et les barres en quatre (1, 2, 3, 4e).

La densité du bois.

La densité du bois est le rapport de la masse du bois à 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). S'il était possible de comprimer le bois pour que tous les vides disparaissent, alors nous obtiendrions une substance en bois massif. La densité du bois due à la structure poreuse est inférieure à la densité de la substance ligneuse, la même règle peut être appliquée aux produits du bois, par exemple, la densité du bouleau ou de l'épinette est inférieure à la densité du bouleau ou du contreplaqué de conifères.

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 sur une très large plage. La densité la plus élevée est le buis - 960 kg / m3, le bouleau de fer - 970 kg / m3 et le saxaul - 1040 kg / m3; Le bois de sapin de Sibérie a la plus faible densité - 375 kg / m3 et le saule blanc - 415 kg / m3. Avec une humidité croissante, la densité du bois augmente. Par exemple, la densité du bois de hêtre à une teneur en humidité de 12% est de 670 kg / m3 et à une teneur en humidité de 25% à 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 ancien, donc plus le bois tardif est développé, plus sa densité est élevée.

Par densité à une teneur en humidité de 12%, le bois peut être divisé en trois groupes:

Races de haute densité - 750 kg / m3 et plus - acacia blanc, bouleau de fer, charme, buis, saxaul, pistache, cornouiller.

Espèce de densité moyenne - 550 - 740 kg / m3 - mélèze, if, bouleau, hêtre, orme, poire, chêne. Orme, orme, érable, platane, sorbier, pommier, frêne.

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

Le bois de conifère a une faible densité et le bois dur vasculaire disséminé a une densité élevée, il est donc bien nettoyé, verni et bien poli.

Fig. 12.11. Ferme en métal-segment avec une bande supérieure collée de forme linéaire

1 - nœud de support de sabot en acier; 2 - la même ceinture inférieure; 3 - insert métallique

Fig. 12.13. Détermination du moment de flexion calculé dans les ceintures supérieures des fermes segmentaires métal-bois.

Tracés des moments de flexion dans une ferme avec une ceinture supérieure divisée (a) et continue (b) et un modèle de travail d'un élément curviligne - charge constante sur toute la durée et temporaire (neige) à mi-portée.

La charge de neige est prise selon le schéma 2 adj. 3 SNiP (1) pour les revêtements voûtés, tandis que la combinaison de charges la plus défavorable est généralement obtenue en tenant compte d'une charge de neige unilatérale répartie selon la loi du triangle.

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

Le calcul constructif des fermes consiste en la sélection de la section des ceintures, des bretelles, de la conception et du calcul des nœuds. La courroie supérieure, en raison de la courbure et de l'application de la charge entre les nœuds, est calculée comme un élément plié comprimé.

Le moment de flexion calculé dans les panneaux de la zone supérieure est défini 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 ceinture supérieure fendue, le moment est déterminé par la formule

(12.3)

où M 0 - moment de flexion déterminé par le schéma de faisceau,

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

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

N– force de compression calculée dans le panneau de la zone supérieure;

f 0 - levage de la flèche (courbure) du panneau;

d- longueur de la corde du panneau;

R est le rayon de courbure de la ceinture supérieure,

l– durée de la ferme;

f– la hauteur de la ferme au milieu de la travée entre les axes des ceintures.

Avec une bande supérieure continue, les moments de flexion calculés dans la travée et sur les supports sont déterminés comme pour une poutre à travées multiples continue avec des portées égales selon des formules approximatives:

pour supporter des panneaux (extrêmes)

(12.4)

(12.5)

pour panneaux moyens

(12.6)

(12.7)

Les moments des forces longitudinales sont déterminés en supposant que chaque panneau est une poutre à travée unique, les panneaux extrêmes étant supportés de manière pivotante à une extrémité et avec l'autre extrémité fixée rigidement, et les panneaux du milieu avec les deux extrémités fixées rigidement. Lors de la détermination de la flexibilité, la longueur calculée des panneaux extérieurs est considérée comme étant égale à 0,8 de la longueur de la corde et celle des panneaux moyens à 0,65 d.

La section de la zone inférieure est sélectionnée selon la formule pour les éléments en acier étirés centralement en fonction de la surface nette, c'est-à-dire en tenant compte de l'affaiblissement des trous pour les boulons nodaux. Lorsque l'emplacement du boulon nodal avec excentricité par rapport à l'axe de la courroie inférieure, la courroie inférieure est vérifiée pour la tension excentrique, en tenant compte de la charge de son propre poids.

Les contreventements comprimés sont calculés pour la flexion longitudinale avec une longueur de conception égale à la longueur du contreventement entre les centres des nœuds des fermes. Les orthèses tendues sont calculées pour la tension en tenant compte des affaiblissements existants. Afin d'unifier tous les accolades sont prises la même section.

Ensuite, le nombre de tétras (chevilles) nécessaires pour fixer les plaques aux croisillons est déterminé, en tenant compte de l'élément le plus chargé. Vérifiez les plaques d'acier pour la résistance à la traction et une section affaiblie pour la stabilité du plan, en supposant que la longueur de conception de la sangle est égale à la distance entre le boulon nodal et le boulon de renfort le plus proche. Pour réduire la longueur estimée des lattes, un boulon de serrage supplémentaire est placé à l'extérieur de l'entretoise.

Le nœud de support de la batterie est conçu et calculé:

Vérification de l'extrémité de la ceinture supérieure pour l'effondrement;

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

La longueur requise des soudures pour la fixation des coins de la bande inférieure aux raccords de l'unité de support est déterminée.

Si nécessaire, un insert en acier est calculé aux nœuds de la ceinture supérieure fendue et du boulon nodal. Le boulon nodal, sur lequel sont portées les orthèses des orthèses, est calculé pour la flexion à partir des forces résultantes R b apparaissant dans les orthèses adjacentes avec une charge unilatérale. Couple dans le boulon nodal

où a est l'épaule de la force R b,

a \u003d δ + 0,5δ 1 (δ est l'épaisseur de la pointe de la plaque, δ 1 est l'épaisseur du bord extrême de l'insert nodal).

L'élévation de construction des fermes est attribuée égale à 1/200 travée. La ferme est testée pour le montage de charges.

Voir p18

Figure 8 - Diagramme géométrique et de conception de l'arc

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

Calcul statique

Les réactions de soutien de l'arc à trois articulations se composent de composants verticaux et horizontaux. Les réactions verticales R a et R b sont définies comme dans une poutre à une travée librement supportée à la condition que les moments dans les joints de support soient égaux à zéro. Les réactions horizontales (espaceurs) H a et H b sont déterminées à partir de la condition que les moments dans le joint de faîtage sont égaux à zéro.

Il est commode de déterminer les réactions et les efforts dans les sections d'un seul demi-arc gauche dans l'ordre suivant:
  - d'abord, les efforts d'une charge unitaire à droite et à gauche, puis à partir de neige gaucher, droitière, vent à gauche, vent à droite et masse d'équipement.

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 joints, où elles atteignent des valeurs maximales et sont nécessaires pour le calcul des nœuds. Il est également nécessaire de déterminer la force longitudinale au site d'action du moment de flexion maximal à la même combinaison de charges.

Les forces de la neige à double sens et le poids net sont déterminés en additionnant les forces des charges unilatérales.