Обоснование овальности формы сечений стволов деревьев при их росте с наклоном
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-5-166-175Ключевые слова:
предел прочности древесины, статистический изгиб, изгибающий момент, деревянные конструкции, напряженно-деформированное состояние, начальное напряжение, смещение центра ядраАннотация
Известно, что по некоторым внешним признакам можно определить возраст дерева и условия его произрастания. К этим признакам относятся количество годичных слоев на поперечном срезе ствола дерева, правильность геометрической формы этих слоев. Сбег ствола свидетельствует о том, где выросло это дерево: в загущенном древостое или на открытой местности. Овальная форма сечений ствола свойственна деревьям с несимметричной кроной либо выросшим под наклоном к горизонту. На форму сечений стволов деревьев оказывает влияние мощное внешнее воздействие в виде господствующей ветровой нагрузки. В ответ на внешние воздействия в процессе роста дерева формируется его ствол, крона и соответствующая этому влиянию прочность при статическом изгибе и сжатии вдоль волокон древесины. Результатом взаимодействия этих факторов являются размеры, форма и местоположение ядровой и заболонной зон в стволах деревьев, от которых зависят прочность, плотность, расположение дефектов древесины, что отражается на качестве изделий из нее и процессе их эксплуатации. Единым критерием оценки влияния природных особенностей древесины на качество и прочность деревянных строительных конструкций авторами выбрано формирующееся в процессе роста деревьев начальное напряжение, величина которого может быть объективно оценена по размерам и форме ядровой и заболонной зон сечений стволов. Размеры и форма этих зон могут быть измерены путем сканирования. Схема распиловки бревен должна выбираться с использованием соответствующих компьютерных программ, которые позволяют получать высококачественные пиломатериалы конструкционного назначения. Цель исследования – обосновать связь формы и размеров овальных сечений стволов деревьев с развивающимися в процессе роста начальными напряжениями и прочностью древесины при растяжении, сжатии вдоль волокон и статическом изгибе.
Для цитирования: Глухих В.Н., Черных А.Г. Обоснование овальности формы сечений стволов деревьев при их росте с наклоном // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 5. С. 166–175. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-5-166-175
Скачивания
Библиографические ссылки
Белов С.В. Ветер – главный фактор, определяющий форму стволов деревьев и их устойчивость // Ботан. журн. СССР. 1934. Т. 13, № 3. С. 3–24. [Belov S.V. Wind is the Main Factor Determining the Shape of Tree Trunks and Their Stability. Botanicheskii Zhurnal, 1934, vol. 13, no. 3, pp. 3–24].
Глухих В.Н., Акопян А.Л. Начальные напряжения в древесине: моногр. СПб.: СПбГАСУ, 2016. 118 с. [Glukhikh V.N., Akopyan A.L. Initial Stresses in Timber: Monograph. Saint Petersburg, SPbGASU Publ., 2016. 118 p.].
Глухих В.Н., Охлопкова А.Ю. Формирование кармашков в стволах деревьев лиственницы даурской // Изв. вузов. Лесн. журн. 2017. № 5. С. 35–52. [Glukhikh V.N., Okhlopkova A.Yu. Resin Pocket Formation in Tree Stems of Dahurian Larch. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2017, no. 5, pp. 35–52]. DOI: 10.17238/issn0536- 1036.2017.5.35, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/212/Glukhikh2.pdf
Глухих В.Н., Охлопкова А.Ю. Определение изгибающего момента и прогиба в сечениях пиломатериалов лиственницы даурской от действия начальных напряжений // Изв. вузов. Лесн. журн. 2018. № 1. С. 89–98. [Glukhikh V.N., Okhlopkova A.Yu. Determination of Bending Moment and Deflection in Lumber Cross-Sections of Dahurian Larch from the Action of Initial Stresses. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2018, no. 1, pp. 89–98]. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2018.1.89, URL: http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/051/89_98.pdf
Глухих В.Н., Акопян А.Л., Охлопкова А.Ю. Природные особенности древесины: моногр. СПб.: Политех, 2018. 392 с. [Glukhikh V.N., Akopyan A.L., Okhlopkova A.Yu. Natural Features of Wood: Monograph. Saint Petersburg, Polytech Publ., 2018. 392 p.].
Иванов Л.А. О влиянии ветра на рост дерева // Ботан. журн. СССР. 1934. Т. 13, № 3. С. 37–44. [Ivanov L.A. On the Effect of Wind on Tree Growth. Botanicheskii Zhurnal, 1934, vol. 13, no. 3, pp. 37–44].
Кузнецов А.И. Внутренние напряжения в древесине. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1950. 59 с. [Kuznetsov A.I. Internal Stresses in Timber. Moscow, Goslesbumizdat Publ., 1950. 59 p.].
Охлопкова А.Ю. Исследование покоробленности пиломатериалов лиственницы даурской от действия начальных напряжений и собственного веса // Системы. Методы. Технология. 2018. № 1. С. 17– 21. [Okhlopkova A.Yu. Research of Dahurian Larch Sawmill Warping Cased by of Initial Stresses and its Own Weight. Sistemy. Metody. Tekhnologii. [Systems. Methods. Technologies.], 2018, no. 1, pp. 17–21]. DOI: 10.18324/2077-5415-2018-1-105-109
Раздорский В.Ф. Принципы строения скелета растений // Природа. 1934. № 9. С. 20–29. [Razdorskiy V.F. Principles of the Skeleton Structure of Plants. Priroda, 1934, no. 9, pp. 20–29].
Темнов В.Г. Бионический принцип регулирования параметров напряженнодеформированного состояния конструктивных систем при их проектировании и эксплуатации // Материалы 53-й науч. конф. СПб.: СПбГАСУ, 1996. С. 123–128. [Temnov V.G. The Boinic Principle of Regulating the Parameters of the Stress Strain Behavior of Structural Systems during Their Design and Operation. Proceedings of the 53rd Scientific Conference. Saint Petersburg, SPbGASU Publ., 1996, pp. 123–128].
Alméras T., Clair B. Critical Review on the Mechanisms of Maturation Stress Generation in Trees. Journal of The Royal Society Interface, 2016, vol. 13, iss. 122, art. 20160550. DOI: 10.1098/rsif.2016.0550
Banks C.H. Sawing and Stacking. Timber to Reduce Warp. Timber Technologie, 1966, no. 3, pp. 36–39.
Bonnesoeur V., Constant T., Moulia B., Fournier M. Forest Trees Filter Chronic Wind-Signals to Acclimate to High Winds. New Phytologist, 2016, vol. 210, iss. 3, pp. 850–860. DOI: 10.1111/nph.13836
Cassens D.L., Serrano J.R. Growth Stress in Hardwood Timber. Proceedings of the 14th Central Hardwoods Forest Conference, Wooster, OH, March 16–19, 2004. Wooster, USDA, 2004, pp. 106–115.
Coutand C., Pot G., Badel E. Mechanosensing Is Involved in the Regulation of Autostress Levels in Tension Wood. Trees, 2014, vol. 28, pp. 687–697. DOI: 10.1007/s00468-014-0981-6
Fourcaud T., Blaise F., Lac P., Castéra P., de Reffye P. Numerical Modelling of Shape Regulation and Growth Stresses in Trees. Trees, 2003, vol. 17, pp. 31–39. DOI: 10.1007/s00468-002-0203-5
Kübler H. Studien über Wachstumsspannungen des Holzes–Erste Mitteilung: Die Ursache der Wachstumsspannungen und die Spannungen quer zur Faserrichtung. Holz als Roh- und Werkstoff [European Journal of Wood and Wood Products], 1959, vol. 17, pp. 1–9. DOI: 10.1007/BF02608827
Nicholson J.E. A Rapid Method for Estimating Longitudinal Growth Stresses in Logs. Wood Science and Technology, 1971, vol. 5, iss. 1, pp. 40–48. DOI: 10.1007/BF00363119
Okura S., Ozawa K., Takagaki N. On the Twisting Warp of Wood. Part IV. Twisting Warp of Boards in Relation to Fiber Directions. Mokuzai Gakkaishi, 1963, no. 9(4), pp. 121–124.
Roignant J., Badel É., Leblanc-Fournier N., Brunel-Michac N., Ruelle J., Moulia B., Decourteix M. Feeling Stretched or Compressed? The Multiple Mechanosensitive Responses of Wood Formation to Bending. Annals of Botany, 2018, vol. 121, iss. 6, pp. 1151–1161. DOI: 10.1093/aob/mcx211
Stevens W.C., Mech E. Twist in Sitka Spruce. Timber Trades Journal, 1960, no. 2.
