静态计算基础知识
木材是一种自然创造物，由于其解剖结构，它是一种不均匀的建筑材料。它可以比作一束管子，围绕树的核心单独平行和环形排列（年轮或年轮），每个地方都有不同的横截面和壁厚，即早木和晚木。
木材的强度取决于木材生长的条件，很大程度上受到木材缺陷、发育不规则、木材切割和使用时的年龄，尤其是湿度的影响。
不仅同一地区的个别树木的平均强度值不同，而且同一棵树从最粗端到最细端递减。从横截面来看，树皮下最年轻的年轮代表最好、最硬的木材。林业专家只能在有限的范围内影响木材的性能，而使用者很难通过简单的手段改变强度性能。
抗压强度
纤维方向的压力
在检查大部分为方形横截面的测试样本时，由于纤维的细胞壁扭曲成空腔而发生故障，而先前清楚表达的横向膨胀无法确定。这种屈曲的开始发生在结构不规则性较小的地方，大多数情况下从外部甚至无法注意到，或者从上或下压制表面开始。
针叶木的允许压力（无论是云杉、松木还是冷杉）设置为8,5 MPa，落叶松木的允许压力设置为9 MPa。对于硬木、橡木或山毛榉，相当于 10 MPa。
一般来说，实际的平均抗压强度，至少对于橡木来说，并不高于针叶树，但这个值仍然合理，因为硬木木材实际上只在建筑中使用小块，因此可以避免使用具有较大节子的木材或发育不规则的木材。橡木被高估了。 30 岁以下的年轻橡木似乎比老树的木材更加坚韧和坚固。
质量等级 I 允许针叶树木材强度高达11 MPa，落叶松木材强度高达11,5 MPa，橡木和山毛榉木材强度高达12 MPa。对于质量等级 III，确定了针叶木的6 MPa 值，以及橡木和山毛榉木的7 MPa 值。
垂直于纤维方向的压力
在垂直于纤维的方向上，失效现象不同于由纤维方向上的压力引起的现象。横压强度主要取决于年轮中早期木材未压实量所表现出的强度。晚材，其在轴向压力下的强度值取决于，在横向压力下具有荷载分布的作用。
检查显示力大小的手时，它始终保持其最高占据位置。在满载截面的情况下，针叶树垂直于纤维方向的压力强度为从1/7到1/10纤维方向的强度值，对于硬木从1/3到1/3 1/5 纤维方向的强度值。
拉伸强度
拉伸强度的测试程度远小于压缩强度。这可能部分是由于适当测试样本的生产和测试既耗时又昂贵。
木材结构的不规则性在抗拉强度上表现得非常明显。与压力下的强度类似，除了原木的宽度之外，晚材的比例也至关重要。早材的破坏发生在晚材的破坏之前，因此早材和晚材的强度不能相加。节子和发育不规则性的影响比抗压强度更明显。任何由节附近引起的弯曲或波浪（不必位于木棍上）都足以将断裂强度降低到无缺陷木材拉伸强度的四分之一。
受拉元件最薄弱的地方是结构的节点，其中由于大脑凹口而导致的削弱最大。这里，特别是在脸颊处，即吊袜带，存在计算未包括的弯曲应力。
质量等级 I 的针叶木的许用应力为 10,5 MPa，橡木和山毛榉木的许用应力为 11 MPa。对于张紧元件，不使用质量等级为 III 的材料。
木材抗拉强度测试仪
弯曲强度
Navier 弯曲计算表格所依据的假设也适用于木材，但仅适用于低载荷。在较高载荷下，会发生这样的位移，导致压力引起的实际边缘应力低于计算值，而张力引起的应力则得到相反的结果。实际零线向紧边移动。
图片1和2 — 弯曲过程中的单元断裂和应力分布。
计算出的失效弯曲强度是1,4至2倍于压缩强度，除少数例外，均小于拉伸强度。如果在最大力矩和最大边缘应力附近出现结节和不规则现象，则会出现高达 50%.
需要强调的是，长期静载荷下的弯曲强度大约是按通常方法测定的弯曲强度的一半。如果全部或部分负载经常重复，则负载能力将根据移动负载对总负载的贡献程度而持续下降。
质量等级 III 的软木的许用弯曲应力为 7 MPa，质量等级 II 和 I 的许用弯曲应力分别确定为 10 MPa 和 13 MPa。对于最后两类无接头的连续支撑，提供了11 MPa和14 MPa的应力，因为这样的支撑表现出更高的安全性。
在对承受弯曲的梁进行尺寸标注时，在许多情况下，使用的不是弯曲应力，而是允许的挠度。对于夹层结构的梁，永久或有用荷载引起的挠度不得超过1/300范围。对于均匀分布荷载的自由支撑梁，跨度与高度之比必须最大为16，许用弯曲应力为10 MPa。
对于短、重载梁和复杂截面，剪应力至关重要。弹性模量对于挠度、屈曲强度和超静定结构的计算很重要。弹性模量的大小取决于材料的质量，变化很大。针叶树的弹性模量为 10.000 MPa，垂直于纤维，针叶木的弹性模量为 300 MPa，橡木和山毛榉木的弹性模量为 600 MPa。
木材抗弯强度测试仪.
剪切强度
剪切时，木材显示出很小的强度。由于木材的颗粒度不同，剪切强度值可能会有很大差异。
所有三个质量等级的针叶树都设定了0,9 MPa 的上限。对于 II 级和 III 级橡木和山毛榉木，最大值为1 MPa，对于 I 级为1,2 MPa。
如果这些电压获得的悬垂太短，建议不要使用这些电压。当端部悬伸较短时，剪切面中形成收缩裂缝的风险很大，这可能导致承载能力完全丧失。
木材剪切强度测试仪.
抗弯强度
如果杆承受压力，则需要通过计算检查挠度。特别重要的是正确选择弯曲长度。必须用联轴器固定杆以防止横向偏转。如果不能充分执行，则应在计算中输入更大的屈曲长度。
图像 3 和 4 — 具有物质和非物质轴的完整横截面和复合横截面。
对于复杂的压制杆，计算是相对于材料轴（图片4a和4b中的_x_轴）进行的，与实体截面相同，其中整个杆的宽度取为各个单元的宽度_d_之和。
对于相对于非物质轴的屈曲，图片4a、4b和4c中的_y_轴以及图片4c中的_x_轴，我们不能指望单个横截面的完美组合，因为木杆的横向连接是屈服的。对于根据图片4a 的两部分横截面，以下关系适用：
两部分截面计算原始公式
复合压制杆通常仅在连接需要时使用，即无法获得所需尺寸的全截面元件时。为了尽可能接近完整截面，始终建议连续纵向连接。