Контроль  трещиностойкости  изделий  и  конструкций    из  клееной  древесины.  (Начало)

   Для обеспечения надежной работы конструкций зданий и сооружений в течение всего срока службы, а также для своевременного предотвращения аварийных ситуаций, возникающих вследствие действия различных эксплуатационных факторов, необходим постоянный контроль прочностных и деформационных параметров, который невозможен без учета процессов, протекающих в элементах во время эксплуатации. Одним из таких процессов является зарождение и развитие трещин, имеющих чаще всего или технологическое, или силовое происхождение.
   Описать в полной мере поведение материалов с дефектами и повреждениями под нагрузкой, используя лишь классическую теорию упругости, невозможно [1], поэтому в последние несколько десятилетий бурное развитие получила механика разрушения (МР) – наука, изучающая формирование и развитие трещин в конструкционных материалах при различных условиях нагружения.
   Основными характеристиками, на которые опирается механика разрушения, являются коэффициент интенсивности напряжений и интенсивность освобождения энергии.
   Коэффициент интенсивности напряжений (КИН), K, описывает поле напряжений в вершине трещины и определяется по формуле
  

   где Y – коэффициент (К-тарировка), зависящий от геометрических характеристик тела и трещины; а – длина трещины; s – нормальные напряжения, вызванные внешней нагрузкой.
   Интенсивность освобождения энергии, G, характеризует приращение упругой энергии, необходимой для увеличения длины трещины на единицу.
  

   где Е – модуль Юнга.
   Согласно механике разрушения в конструкции произойдет неустойчивый рост трещины, если какая-либо из перечисленных выше характеристик достигнет своего критического значения, т.е.
  

   Значения , являются параметрами, характеризующими способность материала сопротивляться трещинообразованию (т.е. трещиностойкость), и определяются экспериментально.
   Раскрытие трещины в зависимости от направления перемещения ее берегов может произойти по трем схемам (моделям) (рис. 1) [1]. На практике конструкции, в том числе и строительные, как правило, разрушаются от совместного действия нормальных и касательных напряжений, т.е. по смешанной модели (I + II).
  

   В последние годы многие базовые принципы механики разрушения успешно применены к металлическим и бетонным конструкциям, в результате чего в нашей стране вышел целый ряд нормативных документов: ГОСТ 25.506-85 (Методы механических испытаний материалов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении); ГОСТ 29167 (Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении). Аналогичные нормативные документы появились и за рубежом [3, 4, 5]. Что же касается древесины (как цельной, так и клееной), в России подобных документов до сих пор нет, а за рубежом предложены лишь проекты для цельной древесины. Отсутствуют также какие-либо стандартизованные методики для контроля параметров трещиностойкости цельной и клееной древесины и, как следствие, нет достаточного количества данных по различным породам древесины для нормирования этого параметра.

  Окончание следует.

  В.И. КОРОБКО, Д.В. АВДЯКОВ