Drewno konstrukcyjne jest podzielone na klasy wytrzymałości, różniące się właściwościami mechanicznymi.
Klasy wytrzymałości:
- dla drewna iglastego i topoli: C14, C16, C18, C22, C24, C27, C30, C35, C40
- dla drewna liściastego (bez topoli): D30, D35, D40, D50, D60,D70
Liczba przy literze oznacza wytrzymałość drewna na zginanie w N/mm² (MPa)
Wilgotność drewna stosowanego na elementy konstrukcyjne nie powinna przekraczać 18% w przypadku konstrukcji chronionych przed zawilgoceniem i 23% dla konstrukcji zlokalizowanych na otwartym terenie.
Tarcica
Tarcica jest podstawowym półproduktem drzewnym, otrzymywanym przez podłużne piłowanie (przetarcie) drewna okrągłego (pni drewnianych). Tarcicę sortuje się wytrzymałościowo, maszynowo lub wizualnie; zasady oceny dla każdego z tych przypadków podane są w odpowiednich normach.
Tarcicę dzielimy ze względu na rodzaj drewna lub sposób obróbki.
Ze względu na rodzaj drewna:
- tarcica iglasta
- tarcica liściasta
Na elementy konstrukcji budowlanych zasadniczo stosuje się drewno iglaste. Stosowanie drewna liściastego jest dopuszczalne tylko w uzasadnionych przypadkach. Z twardego drewna liściastego (dąb, akacja) wykonuje się drobne elementy konstrukcyjne, takie jak: klocki, wkładki, kołki.
Ze względu na sposób obróbki:
- tarcica nieobrzynana - otrzymuje sie przez przetarcie tylko czół i dwóch płaszczyzn bocznych (dwie pozostałe płaszczyzny boczne pozostają nieprzetarte)
- tarcica obrzynana - otrzymuje się przez przetarcie wszystkich czterech płaszczyzn bocznych
Podstawowe wyroby otrzymywane z tarcicy:
- deska - tarcica iglasta lub liściasta o grubości (od 19 do 45 mm) o wiele mniejszej od dwóch pozostałych wymiarów
- grubizna jest to drewno okrągłe ( pień drewniany) o średnicy nie mniejszej niż 70 mm (mierzonej wraz z korą w cieńszym końcu)
- bal jest to wyrób drewniany (tarcica obrzynana) o przekroju prostokątnym, którego wymiary wynoszą od 200x200 mm do 250x250 mm
- krawędziak (kantówka) jest to element tarcicy obrzynanej o wymiarach przekroju poprzecznego od 100x100 do 175x175 mm
- łata jest to element tarcicy obrzynanej o wymiarach przekroju poprzecznego od 38x32 mm do 75x140 mm
- listwa jest to element tarcicy obrzynanej o grubości 12-32 mm i szerokości nie większej niż 70 mm
- tarcica podłogowa - produkowana z drewna sosnowego, jodłowego lub świerkowego i stosowana (maks.gr. 50 mm) do układania podłóg w budynkach mieszkalnych, przemysłowych lub gospodarczych.
Jakość tarcicy podłogowej określa się na podstawie dwóch klas I i II, według których drewno może być obarczone określoną ilością wad.
- deski stosowane są na rusztowania, deskowania (szalunki), podłogi, natomiast listewki stosuje się raczej w robotach wykończeniowych (podłogi, posadzki, boazerie). Inne rodzaje elementów z drewna stosuje się jako elementy konstrukcyjne.
Podział wyrobów z drewna ze względu na role pełnioną w przenoszeniu obciążeń w konstrukcji:
- belka- element nośny poziomy lub pochyły oparty na dwóch lub więcej podporach (ścianach, słupach, innych belkach); może mieć przekrój jednolity lub złożony (np. z dwóch lub więcej łat, dwuteowy)
- podciąg- belka, na której opierają się inne belki
- słup - pionowy element nośny, przenoszący obciążenia pionowe i poziome (od opartych na nim belek, dachów, wiązarów); może mieć przekrój prosty lub złożony
- dźwigar - belka o znacznej wysokości, płaska lub przestrzenna, pełnościenna lub ażurowa, przenosząca obciążenia konstrukcji na podpory główne (ściany lub słupy)
- wiązar - dźwigar kratowy płaski lub przestrzenny
Elementy więźby dachowej
Do wykonania konstrukcji dachów należy stosować drewno sosnowe lub świerkowe o wilgotności nie przekraczającej 20%. Drewno należy zabezpieczyć przed korozją biologiczna.
Elementy więźby:
- krokwie - belki biegnące równolegle do kierunku nachylenia połaci dachowej i dźwigające obciążenie z połaci; opierają się na ścianach zewnętrznych i w miarę potrzeby na płatwiach.
- płatwie - belki poziome, biegnące równolegle do kalenicy dachu, stanowiące podpory dla krokwi, oparte na słupach
- murłaty - belki poziome leżące na murze (za ich pośrednictwem opiera się krokwie na ścianach murowanych lub betonowych)
- słupki - elementy pionowe przenoszące obciążenie od płatwi na strop
- łaty - elementy pomocnicze, stanowiące część rusztu służącego do zamocowania pokrycia dachowego lub deskowania pod pokrycie; przybija się je do kontrłat lub bezpośrednio do krokwi, prostopadle do nich, a równolegle do okapu
- kontrłaty- elementy pomocnicze, stanowiące część rusztu służącego do zamocowania pokrycia dachowego; przybija się je do krokwi lub deskowania równolegle do łat.
Rozróżniamy następujące konstrukcje więźb dachowych:
- płatwiowo - kleszczowa składa sie z wiązarów głównych (pełnych) ustawionych w odstępach 3-5 m; każdy wiązar zbudowany jest z pary krokwi, pary kleszczy i dwóch słupów. Kleszcze obejmują z obu stron słupy oraz krokwie; płatwie są dodatkowo podparte mieczami, które usztywniają dach w kierunku podłużnym. Konstrukcje płatwiowo - kleszczową stosuje się przy rozpiętości dachu do 12 m; w przypadku poddasza użytkowego stosuje się najczęściej konstrukcję płatwiowo - kleszczową ze ścianką kolankową. Ma to głównie na celu podniesienie poddasza oraz zwiększenie jego powierzchni użytkowej.
- krokwiowa - składa się z wiązarów krokwiowych. Krokwie posiadają tylko dwa oparcia: w kalenicy, jako złącze krokwi i na murłacie ułożonej na ścianie zewnętrznej. Wiązary krokwiowe stosuje się przy rozpiętościach dachu do 7,0 m w świetle ścian zewnętrznych. Długość krokwi powinna wynosić do 4,5 m przy pokryciu ciężkim (dachówka ceramiczna) lub 5,0 m przy pokryciu lekkim (gont bitumiczny na deskowaniu). Usztywnienie więźby uzyskuje się za pomocą wiatrownic z desek, które przybija się do każdej krokwi dwoma gwoździami od dołu tj. od strony poddasza. Krokwie mają przekrój prostokątny o stosunku szerokości do wysokości 1/2 do 1/3; nie należy stosować krokwi węższych od 5 cm.
- krokwiowo - jętkowa składa się z wiązarów, w których każdą parę krokwi usztywnia się dodatkową rozporą, tzw. jętką. Konstrukcję taką stosuje się gdy rozpiętość dachu wynosi od 5,0 do 7,5 m i długość krokwi jest większa niż 4,5 m. Jętkę umieszcza się na wysokości do 0,6 długości krokwi.
- płatwiowo - jętkowa jest to konstrukcja, w której jętki podpiera się płatwiami - belkami podłużnymi, które oparte są na słupach. W skład układu wchodzą również miecze czyli belki, które na słupach dodatkowo podpierają jętki i płatwie. Dach taki stosuje się w sytuacji gdy rozpiętość dachu w świetle wynosi od 9 m do 11 m a jętka ma długość większą niż 3,5 m.
Drewno klejone warstwowo
Drewno klejone warstwowo otrzymuje się przez sklejenie nie mniej niż 4 warstw tarcicy o równoległym przebiegu włókien w taki sposób, że wytworzone elementy mają lity przekrój prostokątny. Poszczególne warstwy mogą być różnej grubości, z różnych gatunków drewna i o różnych klasach wytrzymałości.
Rozróżniamy:
- drewno klejone warstwowo poziomo; płaszczyzna spoiny klejowej jest prostopadła do dłuższego boku przekroju poprzecznego
- drewno klejone warstwowo pionowo; płaszczyzna spoiny klejowej jest prostopadła do krótszego boku przekroju poprzecznego.
Głównym kryterium podziału drewna klejonego warstwowo jest wytrzymałość na zginanie określona następującymi klasami: GL24h, GL28h, GL32h, GL38h (wartość liczbowa oznacza wytrzymałość drewna na zginanie w MPa). W konstrukcjach o rozpiętości większej niż 30 m stosuje się drewno najwyższej klasy.
Sklejka
Sklejką nazywa się płyty z nieparzystej liczby warstw forniru. Włókna sąsiadujących ze sobą sklejonych warstw są wzajemnie prostopadłe. W zależności od grubości sklejanych warstw forniru rozróżnia się sklejkę: cienkowarstwową (z warstw o grubości mniejszej od 2 mm) oraz grubowarstwową ( z warstw o grubości większej od 2 mm).
Fornir - cienkie arkusze drewna (gr. 3 mm) otrzymywane przez skrawanie, często stosowane do powierzchniowego uszlachetniania wyrobów drewnopochodnych.
Obłogi - forniry gr. 1 - 3 mm stosowane do oklejania sklejek i płyt stolarskich.
Wytrzymałość i sprężystość sklejki zależą od jej grubości (liczby warstw forniru), kierunku działania obciążenia w stosunku do powierzchni płyty i kierunku przebiegu włókien w warstwach zewnętrznych. Sklejka znajduje szerokie zastosowanie w budownictwie zarówno jako elementy wykończeniowe stolarki budowlanej jak i elementy konstrukcyjne. Sklejki produkowane są z drewna sosnowego, świerkowego, jodłowego, brzozowego, bukowego i olchowego i klasyfikowane ze względu na odporność na działanie wody:
- S - suchotrwałe: do pomieszczeń zamkniętych ogrzewanych sezonowo.
- W1 - półwodoodporne: do pomieszczeń zamkniętych ogrzewanych sezonowo.
- W2 - wodoodporne: najbardziej odporna na warunki atmosferyczne, może być stosowana w wodzie.
Na elementy konstrukcyjne stosuje się sklejkę o grubości przynajmniej 8 mm i wilgotności nie przekraczającej 10%. Sklejka o mniejszej grubości (ale powyżej 5 mm) może być stosowana na okładziny ścienne. w uzasadnionych przypadkach można stosować płyty o wilgotności większej niż 10% (jako elementy ścian zewnętrznych).
Płyty wiórowe i wiórowo - cementowe
Płyty wiórowe produkuje się z wiórów drzewnych, łączonych klejami syntetycznymi pod ciśnieniem, w podwyższonej temperaturze. Ich powierzchnia może być: naturalna, szlifowana, oklejona fornirem, laminowana, lakierowana. Stosuje się je głównie do produkcji mebli i stałego wyposażenia wnętrz (paneli boazeryjnych) a także w budownictwie.
Wytrzymałość i sprężystość płyt wiórowych zależą od ich grubości (3 - 50 mm) i gęstości. Dopuszczalna wilgotność płyt stosowanych w konstrukcjach budowlanych zasadniczo nie powinna przekraczać 10%, ale w uzasadnionych przypadkach (np. w elementach ścian zewnętrznych) może być większa.
Płyty wiórowo - cementowe wytwarza się z wiórów drzewnych, łączonych pod ciśnieniem w podwyższonej temperaturze, z dodatkiem zaczynu cementowego lub klejów syntetycznych. Ich własności izolacyjne nie są zbyt dobre, dlatego mają ograniczone zastosowanie. Można je stosować do izolacji ścian lub stropodachów wentylowanych.
Płyty OSB
Płyty OSB (oriented strand board) - są to płyty wiórowe prasowane trójwarstwowo o ukierunkowanych wiórach drzewnych. Pasma wiórów w warstwach zewnętrznych ukierunkowane są równolegle, a wióry w warstwie środkowej układane są prostopadle do osi głównej płyty. Prasowanie płyt zachodzi w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia przy zastosowaniu odpowiednich żywic jako spoiwa. Dodatkowy natrysk klejem i emulsją woskową nadaje dużą odporność wyrobów na czynniki atmosferyczne.
Rozróżniamy następującerodzaje płyt OSB:
- OSB1, OSB2 - płyty ogólnego stosowania wewnątrz w warunkach suchych,
- OSB3- płyta konstrukcyjna do stosowania w środowisku o umiarkowanej wilgotności na zewnątrz i wewnątrz, najpopularniejsza i najczęściej stosowana w budownictwie,
- OSB4 - płyta do konstrukcji nośnych pracujących w warunkach podwyższonych obciążeń mechanicznych i podwyższonej wilgotności wewnątrz i na zewnątrz,
- OSB HOH - jest to płyta OSB3 obustronnie pokryta płytą HDF, stosowana w budownictwie, meblarstwie i transporcie.
W zależności od sposobu wykończenia krawędzi rozróżniamy trzy rodzaje płyt:
- płyta z krawędziami prostymi,
- płyta z krawędziami dwustronnie frezowanymi (na dłuższych krawędziach) na pióro i wpust,
- płyta z krawędziami czterostronnie frezowanymi (na całym obwodzie) na pióro i wpust.
Płyty nośne - płyty, które mogą być stosowane w elementach budynku przenoszących obciążenia, takich jak: ściany, podłogi, pokrycia dachowe.
Warunki suche - temperatura 20°C przy względnej wilgotności powietrza tylko przez kilka tygodni w roku przekraczającej 65%.
Warunki wilgotne - temperatura 20°C przy względnej wilgotności powietrza tylko przez kilka tygodni w roku przekraczającej 85%.
Płyty są często oznaczone barwnym kodem w formie szeregu pionowych pasków o szerokości 25 mm, naniesionych w pobliżu jednego z naroży. Kolor pierwszego paska wskazuje, czy płyta jest nośna czy do ogólnego stosowania, kolor drugiego paska - czy płyta jest przeznaczona do stosowania w warunkach suchych czy wilgotnych.
Przeznaczenie płyty:
kolor paska żółty - płyta nośna
kolor paska biały - płyta ogólnego stosowania
Warunki eksploatacji:
kolor paska niebieski - płyta do stosowania w warunkach suchych
kolor paska zielony - płyta do stosowania w warunkach wilgotnych
Płyty OSB, ze względu na odporność na działanie wilgoci, niską nasiąkliwość i pęcznienie, doskonale nadają się do budowy budynków w technologii szkieletowej. Posiadają odpowiednie parametry techniczne w zakresie wytrzymałości, które gwarantują sztywność i wytrzymałość konstrukcji. Płyta OSB doskonale nadaje się do pokryć dachowych, ścian zewnętrznych i wewnętrznych, podłóg, stropów, elementów konstrukcyjnych (dźwigarów, belek dwuteowych, kratownic).
Płyta OSB może być również zastosowana do: pokryć dachowych pod dachówki bitumiczne lub inne poszycia dachowe, zamiast tradycyjnego deskowania, budowy schodów, podestów, wybiegów, szalowania platform betonowych lub schodów zewnętrznych.
Przed przystąpieniem do prac montażowych zalecane jest składowanie płyty przez około 1 dobę w nowych warunkach cieplno - wilgotnościowych. Do obróbki i wiercenia stosuje się tradycyjne narzędzia stolarskie. Wbijanie gwoździ i zszywek jest w pełni bezpieczne i nie narusza struktury materiału (łączniki można wbijać nawet blisko krawędzi płyt bez obawy przed rozszczepieniem, złamaniem lub ukruszeniem).
Zmiana warunków cieplno - wilgotnościowych powoduje nieznaczne pęcznienie i rozszerzalność liniową. Wytrzymałość płyt nieznacznie maleje w temperaturach między 30 a 80°C.
Płyty paździerzowe i wiórowo - paździerzowe
Płyty paździerzowe otrzymuje się z paździerzy lnianych, konopnych lub ich mieszaniny przez utwardzenie na gorąco i sprasowanie pod ciśnieniem z dodatkiem kleju syntetycznego.
Paździerze - zdrewniałe części suchych łodyg, oddzielone podczas międlenia od włókien.
W zależności od rodzaju wykończenia rozróżnia się płyty paździerzowe: nieszlifowane, szlifowane jednostronnie, szlifowane dwustronnie oraz o powierzchni uszlachetnionej przez fornirowanie lub laminowanie. W budownictwie stosuje się je głównie jako materiał izolacyjny.
Płyty wiórowo - paździerzowe wytwarza się z wiórów drzewnych i paździerzy lnianych, konopnych lub ich mieszaniny, spojonych ze sobą klejem syntetycznym. Ich zastosowanie jest podobne jak płyt paździerzowych.
Płyty pilśniowe
Płyty pilśniowe produkuje sie z odpadów drewna iglastego z dodatkiem olejów schnących albo żywic syntetycznych. W zależności od stopnia sprasowania rozróżnia się płyty: porowate, półtwarde, twarde i bardzo twarde. Na elementy konstrukcyjne stosuje się płyty twarde i bardzo twarde. Płyty miękkie znajdują zastosowanie jako materiał izolacyjny (do izolacji cieplnej i akustycznej).
Płyty pilśniowe porowate mogą być perforowane i nacinane. Masa 1 m³ płyt porowatych wynosi od 300 do 350 kg, a dodatkowa perforacja zwiększa pochłanianie dźwięku.
Płyty pilśniowe twarde charakteryzują sie natomiast gęstością pozorną 800-900 kg/ m³ i zwiększoną odpornością na niekorzystne warunki cieplno - wilgotnościowe.
Płyty twarde dzieli się na:
- zwykłe
- ulepszone
co umożliwia stosowanie w warunkach suchych lub wilgotnych. Powierzchnia płyty może być uszlachetniona przez: jedno- lub dwustronne gruntowanie farbą , lakierowanie, laminowanie, oklejanie (fornirem, papierem), szlifowanie (płyty twarde).