Какой вес выдерживает обрезная доска?
Вопрос:
Доброго времени суток. Можете подсказать какой вес выдерживает обрезная доска в зависимости от толщины на 1 м2 сборного щита из досок или погонный метр доски при нагрузке сверху? Есть какие то снипы по данной информации?
Алексей, Пермь.
Ответ:
Привет, Алексей из Перми!
Ваш вопрос из категории тех, на которые невозможно ответить.
Например, ни одно научное светило не может объяснить, почему при сливе воды через отверстие на дне ванны образуется воронка? Сколько копий вокруг этого эффекта было сломано, а достоверных объяснений нет.
Я не настолько силен в теоретических физико-математических расчетах, чтобы выдать на гора правильный ответ.
На мой взгляд, величина нагрузки на квадратный метр щита из обрезной доски может достигать нескольких десятков тонн.
Если рассмотреть физический смысл этой проблемы, то при несопоставимо разных плотностях основания, на котором лежит щит из деревянной доски (например под щитом - идеально ровная поверхность бетонного монолита или стальной лист толщиной в 20 - 30 миллиметров), равномерно распределенной на каждый квадратный миллиметр щита нагрузки ( допустим, уложенных строго вертикально друг на друга литых бетонных кубов с размером ребра в 1 метр), вес может достигать от нескольких тонн и до двадцати-тридцати тонн.
И толщина доски здесь играет опосредованную роль. Речь идет о постоянной, а не о динамической нагрузке. При последней - разрушающие нагрузки могут быть на несколько порядков меньше.
То есть, приложив достаточно макимального значения нагрузку на щит, мы, при достижении ее, допустим, в тридцать с лишним тонн, можем наблюдать эффект смятия древесины. И если после этого нагрузка будет снята, то древесина будет "расплющена".
Я основываюсь на визуальных эффектах, когда доводилось видеть деревянные балки, вмонтированные (замурованные) в стены и башни средневековых крепостей и монастырей. Над этими балками располагалась каменная кладка в несколько десятков метров высотой, следовательно вес на балки ориентировочно соответствовал десяткам тонн.
Разумеется, порода дерева и степень влажности древесины играют немаловажную роль. Одно дело, если древесина граба, ясеня, клена и совсем другое - осины или хвои.
Совершенно по разному ведет себя древесина и при различного характера нагрузках, а они могут быть направлены как вдоль волокон, так и поперек.
Что же касается консольного расположения деревянного щита или обрезной доски, то здесь уже совершенно другие принципы. То есть, если у вас в толщу стены заделана обрезная доска так, что примерно метр ее находится внутри стены и она на метр выступает из стены, и вы прикладываете к концу выступающей доски все возрастающую нагрузку. При достижении предельной нагрузки произойдет излом доски, как правило, в месте окончания поверхности стены.
Элементарная теоретическая механика плюс сопромат. Имеется защемленная балка, плечо, точка приложения силы, образуется момент силы. Чем больше плечо, тем меньшая сила может быть приложена во избежание излома.
И здесь решающее значение имеет сечение обрезной доски. Чем оно больше, тем прочнее балка. Если доска установлена плашмя, то она выдерживает меньшую разрушающую нагрузку. Если доска установлена на ребро, то разрушающая нагрузка может достигать значительно больших параметров. Поэтому в домовых конструкциях обрезные доски практически всегда устанавливают на ребро (лаги пола, балки, ригеля, стропила).
Кроме того важно не только это, но и качество древесины, наличие в ней сучков, отслоений, трещин, свиловатости и других пороков. Нежелательно использование центральных частей ствола, средних и верхних его частей. Сухостоя, краснодрева. Предпочтительнее комлевая часть, заготовка древесины в период минимального сокодвижения (исключение - осина), некоторые другие факторы.
Поэтому, с учетом всего сказанного выше, я не могу дать вам доскональные расчеты при каких максимальных значениях напряжений в древесине наступает предел прочности ее.
Если же вас все-таки интересует эта тема, то подробнее можете посмотреть в интернете в разделах прочности древесины при статических нагрузках и применительно именно к вашему варианту. СНиП II-25-80 это то, что вас интересует. /Хотя сразу же скажу, что разобраться в материалах будет нелегко/.
Лично мы в своем коллективе придерживаемся больше интуиции, а не используем справочные данные. А так, по рабоче-крестьянски, чем мощнее сечение доски, тем больше она выдерживает нагрузки.
Ответил как мог, кто объяснит более доступно, то буду признателен.
Удачи!