Zginanie belki

Ze względu na dużą wytrzymałość, która idzie w parze ze stosunkowo niskim ciężarem właściwym drewno stanowi materiał szeroko stosowany na dźwigary w konstrukcjach inżynierskich i budowlanych, jak np. dźwigary mostowe, stropnice w obudowie górniczej, belki stropowe i elementy rusztowań w budownictwie, elementy wozów i pojazdów itd. Wytrzymałość na zginanie statyczne stanowi obok wytrzymałości na ściskanie podłużne najczęściej stosowaną próbę wytrzymałościową. Przyczyną tego jest szerokie korzystanie w życiu praktycznym z wytrzymałości drewna na zginanie oraz łatwość wyrobienia próbek i przeprowadzenia próby (program uprawnienia budowlane na komputer).

Zależnie od sposobu działania sił zginających wyróżnia się szereg wypadków zginania.
Zginanie belki zamocowanej na jednym końcu przy działaniu siły zginającej na drugi koniec belki. Górna część belki poddana jest rozciąganiu, dolna zaś ściskaniu. Moment zginający, określany wzorem M„ = P • l, osiąga największą wartość w miejscu zamocowania; miejsce to stanowi przekrój niebezpieczny, w którym następuje złamanie belki (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Zginanie belki podpartej w dwóch punktach, obciążonej siłą skupioną działającą w środku długości belki. W tym przypadku górna strona belki ulega skróceniu, a dolna wydłużeniu; przekrój niebezpieczny występuje w połowie długości belki i tu następuje na ogół jej złamanie.

Zginanie belki obciążonej równomiernie. W tym układzie wypadkowa obciążenia działa w środku długości belki, gdzie występuje przekrój niebezpieczny.
Pod działaniem siły zginającej belka ulega wygięciu, które rośnie w miarę wzrostu obciążenia; miarę odkształcenia stanowi strzałka ugięcia, osiągająca maksymalny wymiar bezpośrednio przed złamaniem belki. Strzałka ugięcia może służyć za miarę sztywności drewna (uprawnienia budowlane). Drewno sztywne, o małej wydłużalności mało się ugina i łamie się przy małej strzałce ugięcia; drewno plastyczne wydłuża się silnie i ulega zniszczeniu dopiero przy dużej strzałce ugięcia.

Metodyka badania

Kształt i wymiary próbek. Przy badaniach porównawczych drewna jako surowca stosuje się na ogół próbki małe, wykonane z drewna bez wad; poddaje się je obciążeniu siłą skupioną, działającą w połowie odstępu podpór (program egzamin ustny). Przy badaniu drewna jako materiału budowlanego stosuje się duże próbki, które obciąża się dwiema siłami rozmieszczonymi w równej odległości od środka próbki. Przy takim rozmieszczeniu sił badana próbka pozostaje na całej długości między punktami obciążenia pod działaniem tego samego momentu gnącego; zniszczenie próbki następuje w jej najsłabszym miejscu (opinie o programie).

Wysokość otrzymywanych wyników badania zależy nie tylko od gatunku i od jakości drewna, lecz w znacznym stopniu także od wymiarów próbki. Przy wymiarach przekroju od 2 x 2 cm do 6 x 6 cm otrzymuje się - praktycznie biorąc - jednakowe wyniki; wobec tego dobór wymiarów próbki w tych granicach można prowadzić swobodnie. Natomiast przy badaniu belek o dużych wymiarach przekroju (powyżej 6X6 cm), wyrobionych z drewna bez wad otrzymuje się wyniki o 20-40% za niskie (segregator aktów prawnych).

Wysokość wyników badania zależy w pewnym stopniu od długości próbek lub od odległości punktów podparcia próbki w czasie badania; w pewnych granicach, w miarę wzrostu długości próbki wzrasta również wytrzymałość. W praktyce stosuje się stosunek l/h = 10 do 15, najczęściej Uh = 12; powyżej wartości l - 12 h otrzymywane wyniki rosną nieznacznie, a powyżej l =20 h, praktycznie biorąc, nie zmieniają się. Nie należy natomiast stosować zbyt małego rozstawu podpór (i <112 h), gdyż wówczas otrzymuje się zbyt niskie wyniki badania.

Zmniejszanie się otrzymywanych wyników przy małych rozstawach podpór jest spowodowane wpływem ścinania oraz jest następstwem zniekształcenia próbek w miejscach działania podpór i napory (promocja 3 w 1).
W badaniach prowadzonych na czterotonowej, uniwersalnej maszynie do badania drewna stosuje się, zgodnie z normami polskimi, radzieckimi i francuskimi próbki o wymiarach 2 x 2 x 30 cm, przy rozstawie podpór 24 cm.