Какую нагрузку выдерживает дерево

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 18.09.2024

В одной из прошлых статей я указал на высокий потенциал по части механической надежности каркасного дома. Сегодня попробуем выразить этот потенциал в цифрах. Рассмотрим основное воздействие на стену каркасного дома - сжатие от веса строительных конструкций и всего находящегося в доме и на доме.

Главный несущий элемент каркасной стены - это стойка. В качестве стоек обычно используются доски толщиной 40. 50 мм и шириной от 100 до 200 мм. Длинная сторона сечения cтойки располагается перпендикулярно плоскости стены. Помимо того, что ширина (высота сечения) стойки задает толщину утеплителя, такое расположение наиболее выгодно с точки зрения строительной механики.

Расчетное сопротивление древесины 2-го сорта сжатию вдоль волокон следует принимать 130 кг/см² - на уровне бетона. Если бы нагрузка приходила бы точно в середину стойки, то одна стандартная стойка 5х15 см могла бы выдержать не менее 10 тонн . Но учет вероятности потери устойчивости снижает эту цифру на 35. 40% (при высоте этажа около 3 метров). Дополнительное влияние изгиба от ветра и внецентренного приложения нагрузки может снизить несущую способность стойки до 3. 4 тонн (и даже меньше).

Результаты проверки стойки 5х15 см высотой 2,8 метра при воздействии вертикальной внецентренной нагрузки 3 тонны и ветра.

Результаты проверки стойки 5х15 см высотой 2,8 метра при воздействии вертикальной внецентренной нагрузки 3 тонны и ветра.

Однако не только несущая способность стойки может оказаться лимитирующим фактором нагрузки на каркасную стену. По верху и низу стоек расположены верхняя и нижняя обвязки. И стойка давит на эти обвязки (на верхнюю - в виде реакции), которые сопротивляются смятию поперек волокон . А сопротивление смятию поперек волокон даже с учетом положительного влияния сопротивления соседних незагруженных участков оказывается примерно в 3 раза меньше , чем сопротивление сжатию. Правда, следует отметить, что разрушения при напряжениях, превышающих расчетное сопротивления смятию, не происходит, но становятся недопустимыми деформации узла:

Таким образом, по крайней мере при предварительных расчетах , можно принять допустимую нагрузку для стойки каркасного дома из доски толщиной 50 мм такую, чтобы среднее давление в стойке равнялось 41 кг/см² . То есть, основным лимитирующим фактором чаще всего(но не всегда !) будет являться сопротивление смятию поперек волокон нижней обвязки .

Для стойки 5х15 см вычисленная таким образом допустимая нагрузка составит 3 тонны , для стойки 5х20 см - 4 тонны , для стойки 5х10 см - 2 тонны . Если на стойку приходится большая нагрузка, то следует увеличить сечение. Но если увеличение нагрузки локальное, то стойка просто дублируется (сдваивается или страивается), однако при этом падает расчетное сопротивление смятию. То есть для сдвоенной стойки среднее давление следует ограничить уже 30 кг/см², а для строенной - 27 кг/см². То есть, допустимая нагрузка на стойку из двух досок 5х15 см составит 4,5 тонны, а не 2х3=6.

Так как стойки обычно ставятся с шагом 0,6 метра, то получается, что допустимая нагрузка на 1 п.м. глухой каркасной стены при стойках 5х15 составит около 5 тонн , что, как правило, с лихвой перекрывает реальные цифры нагрузки. При этом надо понимать, что нагрузка на стену считается не путем деления веса дома на периметр стен , а следует выделять отдельные участки стен, по-разному загруженные (если интересно, как это осуществляется - напишите в комментариях).

- максимальная нагрузка на глухой участок стены каркасного дома при стойках 5х15 с шагом 0,6 метра составит 5 тонн/п.м.

PS. Любопытно также проанализировать картинку в "шапке" разрушенного от перегрузки каркасного дома. Как раз на фото заметно, что практически все стойки остались целы, а дом завалился потому что была потеряна жесткость каркаса из-за потери связи между жесткой обшивкой и каркасом. То есть данный дом развалился раньше, чем древесина достигла предельного состояния (расчетного сопротивления). Поэтому этот вопрос нуждается в дополнительном исследовании и возможно выводы в статье в некотором времени будут скорректированы.

Сопротивление на разрыв и гибкость листа бумаги в сухом и во влажном состоянии наглядно демонстрируют влияние содержания влаги на прочность древесины. Не так ярко выражено изменение прочности древесины, когда влажность снижается ниже точки насыщения, но оно тем не менее заметно. Многие деревообработчики, особенно резчики по дереву, знают, что во многих случаях гораздо легче обработать деталь из сырой древесины и затем высушить ее. В древесину твердолиственных пород естественной влажности можно легко забить гвоздь. Высушите ее, и гвоздь только согнется.

Изменение прочности не так прямо связано с потерей связанной влаги, как, например, усушка, но прочность древесины однозначно возрастает при ее высыхании (рис. 1):

a – прочность в процентах от прочности полностью высушенной древесины
b – содержание влаги в процентах
c – эластичность при статическом изгибе Е (изменяется со скоростью 2% на 1% влажности)
d – модуль разрыва MR (изменяется со скоростью 4% на 1 % влажности)
e – сжатие в направлении параллельно волокну MCS (изменяется со скоростью 6% на 1% влажности)





Величина добавочной прочности изменяется в зависимости от свойств древесины. Например, максимальная прочность на слом в направлении параллельно волокну и прочность в пределе пропорциональности возрастают втрое при высушивании древесины из состояния естественной влажности до полной сухости. Модуль разрыва при изгибе возрастает вдвое, а жесткость только наполовину.

ВРЕМЯ ПОД НАГРУЗКОЙ

Результаты испытаний, приводимые нами ранее, были получены при статических испытаниях, где образцы подвергались нагрузке в течение нескольких минут. Если нагружать их быстрее, они покажут большую прочность, если медленнее – меньшую. Например, дерево, нагруженное до разрушения при изгибе за одну секунду (а не за пять или десять минут, как при стандартном статическом испытании на изгиб) покажет прочность, большую на 25%. А если держать его под постоянной нагрузкой в течение десяти лет, оно покажет прочность, меньшую на 40%. Другими словами, если балка должна держать крышу десять лет, то максимальная нагрузка на нее должна составлять 60% от результатов статических испытаний. Это показывает, что в дополнение к мгновенной эластичной реакции, проявляющейся при нагрузке, существует дополнительная, зависимая от времени деформация, называемая ползучестью. При малых и средних нагрузках ползучесть незначительна. Но за большой промежуток времени, или когда нагрузка близка к максимальной, ползучесть может выразиться в заметном изгибе или даже сломе, как мы можем видеть в старых зданиях. Наука о зависящем от времени напряжении и поведении древесины под нагрузкой называется реологией.

Поскольку большинство деревянных конструкций строится в расчете на долгий срок службы, долговременная нагрузка является важным фактором при расчете допустимых нагрузок на деревянные элементы. Древесина хорошо ведет себя в отношении повторяющихся или циклических нагрузках и не приобретает усталости и хрупкости, как бетон или сталь.

ТЕМПЕРАТУРА

Прочность древесины реагирует на изменение температуры, повышаясь при ее понижении и понижаясь при ее повышении. В пределах разброса температур, встречающихся в природе, прочность сухой древесины варьирует от 2% до 5% на каждые 10 градусов. Эти изменения являются обратимыми, то есть, возвращаясь к комнатной температуре, дерево возвраF щается к прежней прочности. Воздействие высоких температур могут привести к перманентной потере прочности, размер которой зависит от значения температуры, продолжительности ее воздействия, источника температуры и влажности древесины. Например, древесина некоторых пород, будучи быстро нагретой горячим воздухом почти до точки возгорания и немедленно охлажденной, не теряет прочности. Она же, будучи нагреваемой в течение длительного времени в горячей воде при температуре около 90 градусов может привести к перманентной потере некоторых прочностных характеристик. Никто не может с точность предсказать, насколько древесина потеряет свою прочность при нагревании.

ПОПЕРЕЧНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ ВОЛОКОН


Рис. 5. В простом случае, как при диагональном волокне (А) наклон волокна легко измерить по годовым кольцам на поверхности (здесь 1:8). Более часто происходит, как в В, появление годовых колец на поверхности не совпадает с направлением волокон (Х). Здесь наклон1,5:12 (1:8) вычисляется поторцевому волокну и краям.



Прочность на сжатие менее зависима от этой характеристики. Отклонение волокна до величины 1:10 имеет незначительный эффект, а отклонение, не превышающее величины 1:5 дает потерю прочности лишь в 7%. Прочность на изгиб и растяжение однако показывает гораздо более сильную зависимость. Предел прочности при изгибе и модуль упругости при разрыве, например, теряют 20% от своего значения при отклонении волокна до величины 1:10, и 45% при отклонении волокна до величины 1:15.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ И РАЗНООБРАЗИЕ

Ранее мы упоминали о том, что разница в плотности различных пород древесины может отличаться в двенадцать раз. Это разнообразие можно легко проиллюстрировать сравнением размеров клеток и толщиной их стенок у разных пород (рис. 2). Средняя специфическая плотность по каждой породе является, пожалуй, наиболее значимым фактором прочности.


Но даже в пределах одной породы дерево может серьезно варьировать по плотности и прочности, и самый прочный образец (с прямолинейным расположением волокон и лишенный дефектов) может быть в два раза прочнее самого слабого образца той же породы. Так, например, если средняя максимальная прочность на слом в направлении параллельно волокну для какой-нибудь породы древесины составляет 4500 psi (psi – американская мера давления, 1 фунт веса на 1 дюйм площади, 1фунт = 0,453 кг, 1 дюйм = 25,4 мм), то можно ожидать, что прочность отдельных образцов будет варьировать от 3000 до 6000 psi. Такой разброс несомненно вызван изменениями плотности. Определить подлинную плотность можно взвешиванием образца. Однако, отчасти он вызван различиями в клеточной структуре и спрогнозирован быть не может.

У некоторых пород древесины прогнозирование плотности все-таки возможно, будучи основано на знаниях о скорости роста. У хвойных пород, особенно у тех, что характеризуются неравномерностью структуры волокон, например, у сосны, толщина более плотной и более прочной поздней древесины точно зависит от изменений в скорости роста. Когда дерево растет быстро, более широкие годовые кольца содержат больше ранней древесины, а с уменьшением скорости роста кольца ранней древесины становятся уже (рис. 3). Более широкие годовые кольца древесины хвойных пород имеют больший процент ранней древесины и, соответственно, являются менее прочными. Скорость роста, измеряемая в количестве колец на дюйм, имеет большое значение при визуальной оценке прочности строительных материалов.


У кольцеобразно пористых пород, таких как дуб и ясень ширина колец крупнопористой ранней древесины варьирует мало, так что их прочность зависит от объема более плотной поздней древесины. Таким образом, быстрый рост дает более плотный материал (рис. 4). Среди диффузно-пористых твердых пород скорость роста не отражается на прочности. Помимо этих нескольких индикаторов, разнообразие прочности бездефектной древесины трудно распознать.



По сути, значительной разницы в прочности сердцевинной и заболонной древесины в пределах одной породы не наблюдается. В некоторых случаях предпочтительно использовать сердцевинную, по причине ее сопротивляемости старению. С другой стороны, заболонная древесина лучше впитывает консерванты и может быть обработана так, что будет сохранять прочность еще дольше.

ЛОКАЛЬНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Сучки, несомненно, являются самым частым дефектом, что неудивительно, ведь все деревья имеют ветви. Сучок понижает прочность двумя путями. Сам сучок имеет аномальную клеточную структуру, направленную под углом к окружающему волокну, и сросшийся сучок не соединен с окружающей материей. Более того, область вокруг сучка обычно состоит из волокна с поперечным направлением, что приводит с серьезной потере прочности. Степень такой потери может быть различной: от почти нулевой в случае с маленьким круглым игольчатым сучком до максимально полной, как в случае с большим твердым выпадающим сучком, когда доска разваливается сама. Чтобы подстраховаться, представьте себе, что сучок и окружающая его область просто вырезаны из дерева. Имея дело с сучковатой древесиной, посмотрите мысленно на то, что останется, после того, как вы уберете все сучки, и примите решение.

Тонкие трещины, продольные трещины и расщепления являются пустотами в теле дерева. От них всегда следует ожидать, что они распространяются дальше, чем это видно. Трещины от усушки могут быть частично скрытыми. Хотя визуально это приемлемо, они всегда повлияют на прочность изделия. Слом в направлении, перпендикулярном волокну, или трещина вдоль волокна могут явиться продолжением существующих трещин при значительно меньшей нагрузке, чем если бы изделие не имело дефектов.

Дефекты надо пристально оценивать с точки зрения способа приложения нагрузки. Например, кольцевая трещина, полностью скрытая в сердцевине, серьезно повлияет на прочность, если дерево используется в качестве балки, и никак не отразится, если это – короткая колонна. При нагрузке на изгиб месторасположение дефекта имеет огромное значение. Большой круглый сучок, расположенный по оси подпорки не страшен, а в балке недопустим.

Гниль, даже на ранней стадии, влияет на ударную вязкость древесины. Развитие гнили оказывает влияние на все свойства древесины, что, в конечном итоге, может привести к потере прочности. Наиболее безопасным будет предположить, что там, где имеются признаки гнили, дерево ослаблено. Хотя синева не влияет на прочность, ее наличие позволяет предположить, что существуют или существовали условия, благоприятные для зарождения гнили, и стало быть такую древесину надо держать под подозрением. Однако посиневшая, но затем высушенная древесина, содержащаяся в сухих условиях, опасности не представляет.

Разнообразные небольшие дефекты древесины могут составить длинный список, включающий в себя входные отверстия, сделанные насекомыми, смоляные и користые кармашки, ядровую гниль, обзол, птичьи дупла и др. После тщательного осмотра детали на предмет наличия физических повреждений и дефектов, здравый смысл подскажет вам, насколько сохранилась ее прочность.

ДЕФОРМАЦИЯ ВОЛОКОН В РЕЗУЛЬТАТЕ СЖАТИЯ

Под воздействием суровых ураганов или под тяжестью снеговой нагрузки толстые стволы деревьев могут испытывать чрезмерный изгиб. То же может произойти во время ветровала или при валке леса. Когда такой ствол изгибается, как один гигантский брус, древесина вогнутой стороны может испытывать деформацию сжатия при отсутствии деформации растяжения на выпуклой стороне. И разрушения, вызванные сжатием, остаются незамеченными. А в древесине результатом этого является появление неравномерно распределенных плоскостей покоробленных продольных волокон, так называемых "деформированных сжатием". Эти локализованные разрушения обычно бывают расположены поперек волокон. В необработанной древесине их практически невозможно обнаружить, но на отфрезерованной или отшлифованной поверхности с продольным расположением волокон они обычно бывают заметны, проявляясь в виде морщинок, расположенных поперек волокна (рис. 1).


Они особенно пагубны для деталей, испытывающих нагрузку на изгиб, так как покоробленная клеточная структура легко разрушается при напряжении, что приводит к поломке детали при нагрузках менее чем средней величины. Особо важные структурные элементы, такие как тетивы лестниц, подмости, детали аэропланов и рангоут лодок, всегда необходимо тщательно проверять на наличие материалов, деформированных сжатием. Такая древесина также непригодна к использованию в процессах гнутья под паром.

Нормальная древесина обычно прочна. Когда она ломается при сгибании, клеточная структура прогрессирующе разделяется как множество ломающихся щепок. При этом процесс последовательного сламывания древесины сопровождают заметный треск и хруст. И происходит значительная деформация детали, далеко за предел эластичности, прежде чем произойдет окончательный слом.

При определенных условиях дерево ломается внезапно, с минимальным отклонением и при неожиданно слабых нагрузках. Такие сломы характеризуются поперечными изломами, лишенными таких симптомов, как разрыв волокон или расщепление. Такое хрупкое и слабое поведение древесины называется ломкостью (рис. 2). Слом фиброзы нормальной древесины можно сравнить со сломом волокнистого стебля сельдерея, тогда как слом ломкой древесины можно сравнить с резким изломом морковки.


Как описывалось выше, дерево, поврежденное сжатием, проявит ломкость при нагрузке на изгиб. Схожий эффект дает "креневая" древесина . Такая древесина в хвойных породах также проявляет ломкость, несмотря на то, что его плотность выше, чем у нормальной древесины. Повышенная скорость роста также может породить ломкость. У кольцепористых твердолиственных пород пониженная скорость роста приводит к образованию древесины низкой плотности, по причине наличия значительного процента сосудов ранней древесины. Такая древесина отличается особенной ломкостью и доставляет больше всего хлопот при гнутье с пропаркой. У хвойных пород относительно медленный, но здоровый рост дает плотную, прочную древесину. Особенно медленный рост, как в чахлых и переросших деревьях (древесина с 35-ю и более годовыми кольцами на 2,5 сантиметра) также может приводить к ломкости. Слишком быстрый рост хвойных пород, отражающий низкую плотность доминирующей ранней древесины, тоже обусловит ломкость. Особая склонность к ломкости может быть обусловлена и наличием ювенильной древесины с широкими годовыми кольцами. Дополнительными факторами, обуславливающими ломкость, могут быть длительное воздействие высоких температур и гниение, обусловленное грибками.

При проектировании дома или любой другого строения требуется проводить расчеты несущей способности балок перекрытий. В индивидуальном строительстве в подавляющем большинстве случаев используются однопролетные деревянные балки в виде досок, брусьев или бревен различной длины и сечения. Предлагаемый ниже калькулятор, расчет деревянной балки онлайн, поможет Вам быстро подобрать оптимальное сечение и шаг деревянных балок в зависимости от длины пролета и предполагаемых нагрузок.
В 2021 году, программа нами была полностю переписана и теперь коректно работает с любого компьютера, современных планшетов, телефонов и смартфонов. Удачного использования и поделитесь ссылкой с друзьями.

Калькулятор для расчета несущей способности однопролетных деревянных балок по распределенной и сосредоточенной нагрузкам. Расчёт по СП 64.13330.2011, нов. СП 64.13330.2017.

Выберите требуемый тип балки и материал из раскрывающихся списков. Также из раскрывающегося списка в правом поле выберите максимально допустимый прогиб балки в зависимости от типа перекрытия. Остальные данные (размеры сечения и длину пролета) следует ввести в соотетствующие ячейки в левом поле.

Все результаты расчитываются автоматически при внесении любых изменений в поля ввода и раскрывающиеся списки

Не каждый знает, что дуб – не самая твёрдая порода дерева. Многие другие деревья обладают более высокой плотностью, имеют свои необычные свойства и текстуру. Из этой статьи вы узнаете, какие твёрдые породы деревьев существуют, какие они имеют особенности. При производстве мебели, различных изделий для быта и материалов для строительства дома зачастую используются только твёрдые породы, поскольку они очень надёжны и долговечны.

Самые твёрдые породы древесины

Что такое показатель твёрдости и как его измеряют

Твёрдое дерево отлично сопротивляется воздействию других, более плотных тел, например, металлических предметов. Показатель твёрдости имеет важное значение при выборе строительных материалов. Доски для пола и другое деревянное сырьё обязательно должно быть достаточно твёрдым для того, чтобы выдерживать большие нагрузки. С материалом высокой плотности тяжело работать, но при этом твёрдое дерево очень износостойко, что делает его дорогим материалом.

Проверка дерева на прочность происходит в тот момент, когда производится обработка с помощью саморезов, свёрла и гвоздей

Проверка дерева на прочность происходит в тот момент, когда производится обработка с помощью саморезов, сверла и гвоздей

В зависимости от того, каким образом осуществляется воздействие на доску, показатель прочности может меняться. Самые прочные изделия выдерживают нагрузку с разных сторон: вдоль годичных колец дерева, радиально, с торца и фронтально.

Важно! Такое значение, как показатель твёрдости дерева формируется по разным параметрам и в определенный временной промежуток. Имеет значение глубина отпечатка, оставленного от чужеродного предмета на дереве, сила надавливания.

Общепринятый вариант для определения степени прочности и крепости дерева – метод Бринелля. Особенно важное значение этот параметр имеет при выборке паркета для пола. На плотном дереве не остаются следы от ножек мебели, каблуков.

При срезе досок с боковой части твердость достигает до 30% у лиственных деревьев и до 40% у лесоматериалов, по сравнению с прочностью торцовых заготовок

При срезе досок с боковой части твердость достигает до 30% у лиственных деревьев и до 40% у лесоматериалов, по сравнению с прочностью торцовых заготовок

При измерении прочности дерева по методу Бринелля необходимо учесть, что в среднем, шарик диаметром 10 мм входит в дерево с большой силой и происходит вдавливание с массой в 100 кг. В результате подсчётов определяется нанесенный при таком вдавливании ущерб и выделяется параметр прочности. Учитываются все нанесенные повреждения: вмятины, трещины, сколы. Для прочного дерева показатель Бринелля выше. В общих таблицах можно встретить значение, выраженное в МПа. Так, 10 МПа – это 1 НВ, что равняется показателю 10 Н/мм².

От чего зависит твёрдость древесины

Показатели плотности отличаются для каждой породы дерева, но имеется ряд общих факторов.

Даже одно дерево может иметь разную степень прочности, если оно растёт в условиях высокой или низкой влажности

Даже одно дерево может иметь разную степень прочности, если оно растёт в условиях высокой или низкой влажности

Факторы, влияющие на степень твёрдости дерева:

  • возраст породы, чем старше древесина, тем более высокие характеристики прочности она имеет. Молодое дерево влажное, а старое иссушается и становится прочнее;
  • климат и география произрастания. В холодном климате деревья прочнее, потому что растут крайне медленно;
  • способ, которым было распилено дерево. Существуют определенные методики для усиления прочности при распиле;
  • участок, в котором обрезан ствол. Плотность коры всегда выше, чем у сердцевины дерева.

Преимущества и недостатки твёрдых пород дерева

Несмотря на то, что прочные доски считаются наиболее предпочтительными в строительстве и при изготовлении мебели, можно выделить как положительные, так и отрицательные моменты. Преимущества твёрдых пород:

  • не требуется дополнительная пропитка дерева;
  • доски износостойкие и прочные;
  • дерево и мебель из него имеет красивую, неповторимую структуру.
  • сложность обработки досок;
  • высокая стоимость;
  • подходит не для всех видов мебели и полов.

Твёрдые породы дерева неприхотливы и практически не нуждаются в дополнительном уходе, однако, могут возникнуть трудности с закреплением мебели из твердого дерева на стене и починкой, если потребуется забить гвоздь.

Степень твёрдости деревьев, характерных для России

Самыми прочными и крепкими породами деревьев в России являются самшит, акация и кизил, а также граб. Эти породы используются при оформлении поручней, балконов и террас, изготавливаются разные виды паркета. Данный материал доступен по цене, но не уступает по качеству более дорогостоящим материалам. Эти виды деревьев используются наиболее широко. Другие породы, в том числе, экзотические, вроде сукупиры, гикори и кумару тоже используются при производстве паркетных досок.

Во время изготовления заготовок, распила досок прочность дерева может как повыситься, так и понизиться, опытный мастер всегда учитывает это

Во время изготовления заготовок, распила досок прочность дерева может как повыситься, так и понизиться, опытный мастер всегда учитывает это

Прочные породы дерева используются не только в стандартных случаях, для изготовления пола и мебели, но также и в производстве сувениров, рабочих деталей для разного оборудования, например, станков. В Южных странах растет огромное количество деревьев с прочной и стойкой древесиной, например, ятоба. Это дерево растёт в Южной и Центральной Америке, в тропическом лесу. Прочность по шкале Бринелля- 7 баллов. Заготовки из ятобы имеют светлый оттенок и сероватым налетом, однако, сердцевина окрашена в насыщенный оранжевый или красный цвет. После того, как дерево спилено, оно постепенно темнеет. Через неделю приобретается постоянная окраска – кирпично-красная. Это дерево быстро растет и достигает до 40 метров в высоту.

Используя такие породы деревьев можно создавать не только мебель и материалы для обшивки дома, но и декоративные элементы

Используя такие породы деревьев можно создавать не только мебель и материалы для обшивки дома, но и декоративные элементы

В общем рейтинге по твёрдости заготовок второе место занимает необычное дерево сукупира. Показатель твёрдости составляет около 5,6 баллов. В России сукупира не растёт, её доставляют из Амазонии. В центре древесина тусклая, красновато-коричневого оттенка, но к краям становится более светлой. Когда дерево распиливается, можно заметить четкие полосы желтого цвета, это паренхима. Текстура сукупиры очень своеобразная. Наблюдается странный узор на спиле, что объясняется содержанием маслянистых веществ, древесного эфирного масла. Они содержатся прямо в древесине и делают её устойчивой к уничтожению паразитами. В сукупире практически не содержится микроорганизмов и жуков, стачивающих кору.

Данная древесина отлично подходит для изготовления паркета, напольных досок и мебели, однако, распил крайне сложен. С легкостью проходит полировка и шлифовка

Данная древесина отлично подходит для изготовления паркета, напольных досок и мебели, однако, распил крайне сложен. С легкостью проходит полировка и шлифовка

Ярра амазонская обладает очень высокой прочностью, её показатель – 6 баллов. Дерево растёт на территории Южной Америки. В сердцевине дерево имеет насыщенный сливовый или темно-красный оттенок, а заболонь отличается коричневатым или желтоватым цветом. При распилке заготовки из ярры темнеют под воздействием влажности. Доски получаются гибкие, но распилить их и добиться идеально ровной формы сложно.

Подобный материал используется для строительства плавательных средств – лодок, а также для зданий, особенно, в регионах с повышенной влажностью

Подобный материал используется для строительства плавательных средств – лодок, а также для зданий, особенно, в регионах с повышенной влажностью

Прекрасные элементы для отделки помещений, детали интерьера, мебель и другие приспособления могут быть изготовлены из этого дерева

Прекрасные элементы для отделки помещений, детали интерьера, мебель и другие приспособления могут быть изготовлены из этого дерева

На территории Малой Азии и Европы с южной стороны растёт орех европейский. По шкале твёрдости это дерево достигает показателя 5 баллов. Древесина орехового дерева очень дорогая и высоко ценится истинными любителями натуральной, качественной мебели. Структура досок очень необычная – можно заметить волнообразный рисунок, при этом волокна параллельные и ровные.

Древесина используется при изготовлении дорогостоящих украшений и мебели. Однако, есть один недостаток, готовые изделия необходимо обрабатывать и защищать от поедания жуком древоточцем

Древесина используется при изготовлении дорогостоящих украшений и мебели. Однако, есть один недостаток, готовые изделия необходимо обрабатывать и защищать от поедания жуком древоточцем

Показатель твёрдости для дерева Мербау достигает 4,9 баллов, что не самый большой, но и не маленький. Природная зона, в которой лучше всего растёт мербау – Папуа, Новая Гвинея, Азия. Средняя высота взрослого мербау – 30 метров. Из-за высокой плотности дерево очень много весит, в среднем – до 800 кг на кубический метр. Естественный оттенок древесины – жёлтый или светло-оранжевый. Со временем, после распила и обработки доски темнеют, становится коричневатыми, с бронзовым или серебряным отливом.

Поскольку дерево имеет извилистые и прямые волокна, получаются красивые доски. Часто мербау используют и при отделке ванных комнат, бань

Поскольку дерево имеет извилистые и прямые волокна, получаются красивые доски. Часто мербау используют и при отделке ванных комнат, бань

Для тех, кто предпочитает хвою, идеальным вариантом станет лиственница. По плотности она не превосходит другие деревья, по шкале Бринелля у лиственницы всего 2,6 баллов, однако, она износостойка. Цвет досок – тёмно-красный у ядра и по краям с желтоватым оттенком. Лиственницу используют при строительстве домов, они выдерживают долгое время даже в самых влажных регионах. Вязкость древесины высокая, поэтому обработка происходит крайне медленно. При попадании влаги древесина становится прочнее, а если её намеренно вымочить, можно получить показатель прочности, сопоставимый с камнем.

В таблице вы можете увидеть показатели твердости разных пород деревьев

В таблице вы можете увидеть показатели твёрдости разных пород деревьев

Какие породы дерева вы использовали в отделке, и какие доски показались наиболее прочными, износостойкими?

Не каждый знает, что дуб – не самая твёрдая порода дерева. Многие другие деревья обладают более высокой плотностью, имеют свои необычные свойства и текстуру. Из этой статьи вы узнаете, какие твёрдые породы деревьев существуют, какие они имеют особенности. При производстве мебели, различных изделий для быта и материалов для строительства дома зачастую используются только твёрдые породы, поскольку они очень надёжны и долговечны.

Самые твёрдые породы древесины

Что такое показатель твёрдости и как его измеряют

Твёрдое дерево отлично сопротивляется воздействию других, более плотных тел, например, металлических предметов. Показатель твёрдости имеет важное значение при выборе строительных материалов. Доски для пола и другое деревянное сырьё обязательно должно быть достаточно твёрдым для того, чтобы выдерживать большие нагрузки. С материалом высокой плотности тяжело работать, но при этом твёрдое дерево очень износостойко, что делает его дорогим материалом.

Проверка дерева на прочность происходит в тот момент, когда производится обработка с помощью саморезов, свёрла и гвоздей

Проверка дерева на прочность происходит в тот момент, когда производится обработка с помощью саморезов, сверла и гвоздей

В зависимости от того, каким образом осуществляется воздействие на доску, показатель прочности может меняться. Самые прочные изделия выдерживают нагрузку с разных сторон: вдоль годичных колец дерева, радиально, с торца и фронтально.

Важно! Такое значение, как показатель твёрдости дерева формируется по разным параметрам и в определенный временной промежуток. Имеет значение глубина отпечатка, оставленного от чужеродного предмета на дереве, сила надавливания.

Общепринятый вариант для определения степени прочности и крепости дерева – метод Бринелля. Особенно важное значение этот параметр имеет при выборке паркета для пола. На плотном дереве не остаются следы от ножек мебели, каблуков.

При срезе досок с боковой части твердость достигает до 30% у лиственных деревьев и до 40% у лесоматериалов, по сравнению с прочностью торцовых заготовок

При срезе досок с боковой части твердость достигает до 30% у лиственных деревьев и до 40% у лесоматериалов, по сравнению с прочностью торцовых заготовок

При измерении прочности дерева по методу Бринелля необходимо учесть, что в среднем, шарик диаметром 10 мм входит в дерево с большой силой и происходит вдавливание с массой в 100 кг. В результате подсчётов определяется нанесенный при таком вдавливании ущерб и выделяется параметр прочности. Учитываются все нанесенные повреждения: вмятины, трещины, сколы. Для прочного дерева показатель Бринелля выше. В общих таблицах можно встретить значение, выраженное в МПа. Так, 10 МПа – это 1 НВ, что равняется показателю 10 Н/мм².

От чего зависит твёрдость древесины

Показатели плотности отличаются для каждой породы дерева, но имеется ряд общих факторов.

Даже одно дерево может иметь разную степень прочности, если оно растёт в условиях высокой или низкой влажности

Даже одно дерево может иметь разную степень прочности, если оно растёт в условиях высокой или низкой влажности

Факторы, влияющие на степень твёрдости дерева:

  • возраст породы, чем старше древесина, тем более высокие характеристики прочности она имеет. Молодое дерево влажное, а старое иссушается и становится прочнее;
  • климат и география произрастания. В холодном климате деревья прочнее, потому что растут крайне медленно;
  • способ, которым было распилено дерево. Существуют определенные методики для усиления прочности при распиле;
  • участок, в котором обрезан ствол. Плотность коры всегда выше, чем у сердцевины дерева.

Преимущества и недостатки твёрдых пород дерева

Несмотря на то, что прочные доски считаются наиболее предпочтительными в строительстве и при изготовлении мебели, можно выделить как положительные, так и отрицательные моменты. Преимущества твёрдых пород:

  • не требуется дополнительная пропитка дерева;
  • доски износостойкие и прочные;
  • дерево и мебель из него имеет красивую, неповторимую структуру.
  • сложность обработки досок;
  • высокая стоимость;
  • подходит не для всех видов мебели и полов.

Твёрдые породы дерева неприхотливы и практически не нуждаются в дополнительном уходе, однако, могут возникнуть трудности с закреплением мебели из твердого дерева на стене и починкой, если потребуется забить гвоздь.

Степень твёрдости деревьев, характерных для России

Самыми прочными и крепкими породами деревьев в России являются самшит, акация и кизил, а также граб. Эти породы используются при оформлении поручней, балконов и террас, изготавливаются разные виды паркета. Данный материал доступен по цене, но не уступает по качеству более дорогостоящим материалам. Эти виды деревьев используются наиболее широко. Другие породы, в том числе, экзотические, вроде сукупиры, гикори и кумару тоже используются при производстве паркетных досок.

Во время изготовления заготовок, распила досок прочность дерева может как повыситься, так и понизиться, опытный мастер всегда учитывает это

Во время изготовления заготовок, распила досок прочность дерева может как повыситься, так и понизиться, опытный мастер всегда учитывает это

Прочные породы дерева используются не только в стандартных случаях, для изготовления пола и мебели, но также и в производстве сувениров, рабочих деталей для разного оборудования, например, станков. В Южных странах растет огромное количество деревьев с прочной и стойкой древесиной, например, ятоба. Это дерево растёт в Южной и Центральной Америке, в тропическом лесу. Прочность по шкале Бринелля- 7 баллов. Заготовки из ятобы имеют светлый оттенок и сероватым налетом, однако, сердцевина окрашена в насыщенный оранжевый или красный цвет. После того, как дерево спилено, оно постепенно темнеет. Через неделю приобретается постоянная окраска – кирпично-красная. Это дерево быстро растет и достигает до 40 метров в высоту.

Используя такие породы деревьев можно создавать не только мебель и материалы для обшивки дома, но и декоративные элементы

Используя такие породы деревьев можно создавать не только мебель и материалы для обшивки дома, но и декоративные элементы

В общем рейтинге по твёрдости заготовок второе место занимает необычное дерево сукупира. Показатель твёрдости составляет около 5,6 баллов. В России сукупира не растёт, её доставляют из Амазонии. В центре древесина тусклая, красновато-коричневого оттенка, но к краям становится более светлой. Когда дерево распиливается, можно заметить четкие полосы желтого цвета, это паренхима. Текстура сукупиры очень своеобразная. Наблюдается странный узор на спиле, что объясняется содержанием маслянистых веществ, древесного эфирного масла. Они содержатся прямо в древесине и делают её устойчивой к уничтожению паразитами. В сукупире практически не содержится микроорганизмов и жуков, стачивающих кору.

Данная древесина отлично подходит для изготовления паркета, напольных досок и мебели, однако, распил крайне сложен. С легкостью проходит полировка и шлифовка

Данная древесина отлично подходит для изготовления паркета, напольных досок и мебели, однако, распил крайне сложен. С легкостью проходит полировка и шлифовка

Ярра амазонская обладает очень высокой прочностью, её показатель – 6 баллов. Дерево растёт на территории Южной Америки. В сердцевине дерево имеет насыщенный сливовый или темно-красный оттенок, а заболонь отличается коричневатым или желтоватым цветом. При распилке заготовки из ярры темнеют под воздействием влажности. Доски получаются гибкие, но распилить их и добиться идеально ровной формы сложно.

Подобный материал используется для строительства плавательных средств – лодок, а также для зданий, особенно, в регионах с повышенной влажностью

Подобный материал используется для строительства плавательных средств – лодок, а также для зданий, особенно, в регионах с повышенной влажностью

Прекрасные элементы для отделки помещений, детали интерьера, мебель и другие приспособления могут быть изготовлены из этого дерева

Прекрасные элементы для отделки помещений, детали интерьера, мебель и другие приспособления могут быть изготовлены из этого дерева

На территории Малой Азии и Европы с южной стороны растёт орех европейский. По шкале твёрдости это дерево достигает показателя 5 баллов. Древесина орехового дерева очень дорогая и высоко ценится истинными любителями натуральной, качественной мебели. Структура досок очень необычная – можно заметить волнообразный рисунок, при этом волокна параллельные и ровные.

Древесина используется при изготовлении дорогостоящих украшений и мебели. Однако, есть один недостаток, готовые изделия необходимо обрабатывать и защищать от поедания жуком древоточцем

Древесина используется при изготовлении дорогостоящих украшений и мебели. Однако, есть один недостаток, готовые изделия необходимо обрабатывать и защищать от поедания жуком древоточцем

Показатель твёрдости для дерева Мербау достигает 4,9 баллов, что не самый большой, но и не маленький. Природная зона, в которой лучше всего растёт мербау – Папуа, Новая Гвинея, Азия. Средняя высота взрослого мербау – 30 метров. Из-за высокой плотности дерево очень много весит, в среднем – до 800 кг на кубический метр. Естественный оттенок древесины – жёлтый или светло-оранжевый. Со временем, после распила и обработки доски темнеют, становится коричневатыми, с бронзовым или серебряным отливом.

Поскольку дерево имеет извилистые и прямые волокна, получаются красивые доски. Часто мербау используют и при отделке ванных комнат, бань

Поскольку дерево имеет извилистые и прямые волокна, получаются красивые доски. Часто мербау используют и при отделке ванных комнат, бань

Для тех, кто предпочитает хвою, идеальным вариантом станет лиственница. По плотности она не превосходит другие деревья, по шкале Бринелля у лиственницы всего 2,6 баллов, однако, она износостойка. Цвет досок – тёмно-красный у ядра и по краям с желтоватым оттенком. Лиственницу используют при строительстве домов, они выдерживают долгое время даже в самых влажных регионах. Вязкость древесины высокая, поэтому обработка происходит крайне медленно. При попадании влаги древесина становится прочнее, а если её намеренно вымочить, можно получить показатель прочности, сопоставимый с камнем.

В таблице вы можете увидеть показатели твердости разных пород деревьев

В таблице вы можете увидеть показатели твёрдости разных пород деревьев

Какие породы дерева вы использовали в отделке, и какие доски показались наиболее прочными, износостойкими?

Читайте также: