Введение. Модели сопротивления древесины, сформулированные на начальных этапах разработки теории предельных состояний строительных конструкций и основанные на принятых в классической механике деформируемого твердого тела постулатах, со временем претерпели изменения, продиктованные результатами, полученными в современных исследованиях в области кинетической теории прочности, мезомеханики твердых тел и в других направлениях исследований прочности материалов и конструкций. Уточнение реологической модели древесины оценивается в рамках сопоставления возможностей теорий предельных состояний и кинетической теории разрушения в области длительного сопротивления.

Цель. Обоснование длительной прочности древесины и деревянных конструкций на основе кинетической теории прочности, с учетом волнового воздействия напряжений на прочность межатомных связей элементов структуры древесины как природного полимера.

Материалы и методы. Выполнен анализ исследований (Черных А.Г., Журкова С.Н., Иванова Ю.М., Славика Ю.Ю., Найчука А.Я. и других), посвященных особенностям длительного сопротивления древесины и деревянных конструкций, накопления повреждений, усталостных процессов с точки зрения кинетической теории прочности. Предложена гипотеза о влиянии волнового распространения деформаций на длительную прочность. Теоретически обосновано снижение эффекта сокращения длительной прочности из-за того, что кинетика роста трещин сопровождается встречной кинетикой залечивания трещин, ограничиваемой энергетическим дисбалансом, за пределами которого разорванные межатомные связи не могут восстановиться. Дополнительным фактором снижения эффекта является разнообразие показателей прочности необходимой потенциальной энергии разрыва межатомных связей – высокоориентированной целлюлозы, – определяющей прочность древесного вещества и как природного полимера, и как по-разному сопротивляющейся развитию микротрещин в древесине деревянной конструкции из-за анизотропии свойств, особенно важного для перекрестно-склеенной деревянной конструкции.

Результаты. Расчетным путем показано сокращение длительной прочности на 100 лет, при превышении на 10 % напряжения в состоянии покоя нагруженного элемента во временном периоде от 0 до 120 лет. Предложенная гипотеза подтверждена численными экспериментами, установлено, что волновая составляющая напряжений в деревянных элементах превышает напряжение покоя во время эксплуатации до 40 процентов и более.

Выводы. Механизм сокращения длительной прочности древесины при волновом воздействии напряжений возможно объяснить предложенной гипотезой. Бурное развитие численного моделирования, разработка новых гипотез в прочности материалов в широком интервале внешних воздействий и условий внешних сред позволяют взаимно дополнить теории предельных состояний и кинетическую теорию прочности твердых тел.