Drewno egzamin(teoria)-poprawione, Studia, Konstrukcje drewniane, egzamin z drewna


Drewno jest materiałem niejednorodnym pod względem budowy. Posiada liczne wady, anomalie, uszkodzenia lub inne wrodzone i nabyte cechy, które obniżają jego wartość techniczną i ograniczają zakres użyteczności. Z punktu widzenia przerobu surowca drzewnego, drewno powinno mieć kształt walca, równomierną słoistość, przebieg włókien równoległy do podłużnej osi, oraz nie powinno mieć sęków (gałęzi).
Wady drewna:Wady kształtu

Zbieżystość pnia jest wada polegająca na zmniejszeniu sie średnicy drewna okrągłego od

odziomka ku wierzchołkowi i występuje u wszystkich gatunków drzew. Za normalna przyjmuje sie

zbieżystość nie przekraczająca 1cm/m. Nadmierna zbieżystość zmniejsza wydajność materiałowa surowca.

Zgrubienie odziomkowe odznacza sie duża zbieżystoscia w dolnej czesci pnia. W wyniku

przecierania pnia w obszarze zgrubienia odziomkowego dochodzi do ukosnego przeciecia włókien,w wyniku czego zmniejsza sie wytrzymałosc drewna oraz zwieksza ilosc odpadów.

Rakowatosc jest to lokalne zniekształcenie pnia w postaci zgrubien, narosli lub wgłebien na

bocznej powierzchni pnia, spowodowane przez grzyby pasożytnicze, bakterie, mszyce i inne

czynniki patologiczne. W obszarze rakowatym drewno ma splatane włókna, czesto jest

przeżywiczone i dotkniete zgnilizna. Rakowatosc znacznie obniza wartosc techniczna drewna.

Wada ta nie moze wystepowac w sortymentach konstrukcyjnych.

Krzywizna jest to odchylenie wzdłużanej osi pnia od linii prostej. W tarcicy obrzynanej

uzyskanej z pnia dotkniętego krzywizna wystepuja przecięte włókna co obniza jej wytrzymałosc.

Spłaszczenie jest to nieprawidłowy kształt przekroju poprzecznego drewna, najczesciej

zblizony do eliptycznego. Spłaszczenie utrudnia obróbke drewna i powoduje skłonnosc tarcicy do

paczenia sie w wyniku zróznicowanej kurczliwosci drewna szerokosłoistego i waskosłoistego.

Wady budowy anatomicznej

Seki sa to pozostałosci po gałeziach lub paczki spiace wrosniete w drewno pnia. Budowa

seków, ich kształty, rozmieszczenie i wymiary oraz skosny przebieg stanowia podstawe klasyfikacji

jakosciowej drewna

Seki wewnetrzne maja małe rozmiary i nie sa widoczne na powierzchni drewna okragłego.

Z mechanicznego punktu widzenia seki stanowia twarde inkluzje lokalnie zakłócajace jednorodnosc drewna oraz prostoliniowy kierunek włókien. W otoczeniu seków wystepuja koncentracje naprezen oraz nieciagłosci materiału. W efekcie seki w znacznym stopniu zmniejszaja wytrzymałosc drewna na rozciaganie i zginanie oraz w nieco mniejszym stopniu zmniejszaja wytrzymałosc drewna na sciskanie.

Seki otwarte sa widoczne na powierzchni bocznej okragłego drewna oraz na powierzchni

tarcicy. Zaleznie od kształtu rozróznia sie seki: okragłe, owalne, podłuzne lub skrzydlate. Ze

wzgledu na spójnosc z otaczajacym drewnem rozróznia sie seki: zdrowe, nadpsute i zepsute.

Zawoje sa to miejscowe zniekształcenia słojów rocznych i włókien najczęściej wystepujacych w sasiedztwie seka.W znacznym stopniu obnizaja one wytrzymałosc drewna.

Rdzen mimosrodowy powstaje najczesciej przy jednostronnym działaniu wiatru i słonca na rosnace Drewno ma wtedy niejednakowe własciwosci mechaniczne i przy duzych przesunieciach rdzenia od geometrycznego srodka przekroju moze nie nadawac sie do celów konstrukcyjnych.

Rdzen podwójny powstaje wtedy, gdy w drzewie rozwijaja sie dwa pnie. Przyrost

roczny przekroju pnia jest nieregularny i drewno takie odznacza sie du_ymi rozbie_nosciami

własciwosci mechanicznych, a czesto nie nadaje sie do celów konstrukcyjnych.

Skret włókien na przetartym materiale drzewnym przejawia sie w ten sposób, ze na

przekroju promieniowym pnia włókna sa sciete, a na przekroju stycznym przebieg włókien jest

skosny. Skret włókien obniza wartosc techniczna drewna, a zwłaszcza wytrzymałosc na rozciaganie

i zginanie. Skret włókien okresla sie jako odchylenie od kierunku osiowego w centymetrach na 1 m

długosci.

Pekniecie drewna powstaja badz w czasie wzrastania drzewa, badz po jego scieciu.

Pekniecia powoduja pogorszenie własciwosci mechanicznych, ułatwiaja przenikanie wilgoci oraz

zarodników grzybów do wnetrza. Rozróznia sie pekniecia: rdzeniowe, mrozowe, łukowe, czołowe

oraz powierzchniowe; dwa ostatnie rodzaje powstaja po scieciu drzewa.

Pekniecia rdzeniowe,Pekniecia mrozowe,

Pekniecia łukowe,Pekniecia czołowe,Pekniecia powierzchniowe

SKRĘT WŁÓKIEN

Na powierzchni bocznej znamionują go ukośne bruzdy korowiny i ukośne napływy korzeniowe, w drewnie zaś korowanym - ukośne pęknięcia. Skręt włókien w drewnie okrągłym mierzy się  odchyleniem włókien od podłużnej osi pnia, a wynik wyraża w cm/m lub w %.Skręt włókien jest największy w trzyobwodowej strefie drewna okrągłego, natomiast ku rdzeniowi maleje. Skręt włókien pogarsza wydatnie mechaniczne właściwości drewna w stopniu tym większym, im większy jest kąt nachylenia włókien. np. powoduje znacznie większą kurczliwość wzdłuż włókien niż w drewnie prostowłóknistym.

Właściwości fizyczne drewna

Barwa drewna krajowego nie odznacza się tak dużą intensywnością, jak niektórych gatunków egzotycznych (mahoń, palisander). Drewno z drzew krajowych ma barwę od jasnożółtej do brązowej.

Rysunek drewna - różni się w zależności od przekroju, barwy drewna, wielkości przyrostów, sęków itp.

Połysk - związany jest z twardością drewna i gładkością powierzchni. Połysk najbardziej jest widoczny w przekroju promieniowym.

Gęstość pozorna drewna - zależy od jego wilgotności, rodzaju drzewa z którego jest otrzymane. Przy wilgotności 15% waha się przykładowo od 470 - 480 kg/ dla świerku do 810-830 kg/m³ dla grabu. (Wartości przykładowe dla innych gatunków: sosna 540-550 kg/m³, dąb 700-710 kg/m³, buk 720-730 kg/m³, jesion 740-750 kg/m³).

Higroskopijność - to skłonność materiału do wchłaniania wilgoci z powietrza. Drewno zawsze wchłania wilgoć lub oddaje ją do pomieszczenia tak długo, aż osiągnie stan równowagi pomiędzy własną wilgotnością a wilgotnością otoczenia. Drewno stosowane w miejscach o dużej wilgotności powinno być zabezpieczone przed jej wchłanianiem.

Przewodność cieplna - drewno źle przewodzi ciepło, zatem jest dobrym izolatorem. Oczywiście współczynniki przewodności cieplnej zależą od rodzaju drzewa i stopnia wilgotności drewna.

Skurcz i pęcznienie - drewno wilgotne podczas suszenia zawsze kurczy się, podczas nasiąkania wodą pęcznieje. Podczas skurczu drewno pęka i paczy się. Dlatego konstrukcje drewniane (więźby, ramy okienne, listwy boazeryjne itp.) powinny być przygotowywane z drewna już wysuszonego, do takiej wilgotności, w jakiej będzie ono użytkowane. Najczęściej używa się do wykonania elementów konstrukcyjnych drewna w stanie powietrzno-suchym.

Wilgotność - zależy od warunków w jakich drewno się znajduje i ma znaczny wpływ na pozostałe właściwości drewna. Bezpośrednio po ścięciu wilgotność drewna wynosi ponad 35%, ale może być znacznie większa. Drewno w stanie określanym jako powietrzno-suche (wyschnięte na wolnym powietrzu) ma wilgotność około 15 - 20%, przechowywane w suchych pomieszczeniach - ma wilgotność 8 - 13%. Duża wilgotność drewna bywa powodem paczenia się wyrobów, stwarza warunki sprzyjające rozwojowi grzybów. Gdyby drewno zostało wysuszone do wilgotności 0% stałoby się materiałem łatwo pękającym i kruchym. Praktycznie nie byłoby można wykonać z takiego drewna żadnej konstrukcji czy przedmiotów użytkowych.

Właściwości mechaniczne

Drewno jest materiałem anizotropowym, jego wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie, zginanie zależy od kierunku działania sił w stosunku do włókien. Drewno znacznie łatwiej przenosi siły (ma większą wytrzymałość) działające wzdłuż włókien - wraz ze wzrostem kąta odchylenia tych sił od kierunku włókien wytrzymałość drewna zmniejsza się. W zależności od osiąganej minimalnej wartości wytrzymałości mechanicznej drewno dzieli się na klasy. Przykładowe wartości wytrzymałości drewna na ściskanie w zależności od klasy:

ściskanie wzdłuż włókien - 16 MPa - 88 MPa (gatunki liściaste) i 23 - 34 MPa (gatunki iglaste);

ściskanie w poprzek włókien od 4,3 - 6,3 MPa (gatunki liściaste) i 8,0 - 13,5 MPa (gatunki iglaste).

Twardość - jest mierzona oporem stawianym przez drewno podczas wciskania stalowej kulki o ściśle określonej wielkości. Twardość zależy od gatunku drzewa, z którego drewno pochodzi. Do gatunków twardych należą między innymi: modrzew, robinia akacjowa czyli grochodrzew (nazywany błędnie akacją), buk, dąb, grab, jesion, jawor, wiąz. Do najbardziej miękkich: lipa, olcha, osika, topola. Drewno miękkie jest znacznie łatwiejsze w obróbce, stąd często jest używane przez rzeźbiarzy (np. ołtarz w kościele Mariackim w Krakowie jest wyrzeźbiony z lipy). Przykładowa twardość mierzona metodą Janki (przy pomocy kulki metalowej o przekroju 1 cm²) przy 15% wilgotności surowca, dla niektórych gatunków drewna wynosi, od najmiększych do najtwardszych:

krajowych: osika 20 MPa, grab 89 MPa. Guaiacum spp. (gwajak) 197 MPa.

Ścieralność - drewna twarde są najczęściej najodporniejsze na ścieranie. Ta cecha ma duże znaczenie przy wyborze drewna jako materiału do wykonania np. podłóg.

Gatunki drewna używane w budownictwie [

Gatunek drewna - jedna z cech charakteryzujących drewno i umożliwiająca jego podział ze względu na rodzaj ściętego drzewa z którego jest otrzymywane. Wyróżniamy:

-gatunki iglaste, stosowane są do wykonywania konstrukcji dachowych, stolarki budowlanej (okna, drzwi, schody itp.), desek podłogowych, sklejki itp. (jodła, modrzew, sosna, świerk)

-gatunki liściaste, najczęściej stosowane są do robót stolarskich, wykonywania podłóg i posadzek (brzoza, buk, dąb, grab, jesion, olsza czarna, topola, wiąz pospolity i brzost)

Klasa drewna jest to cecha odpowiadająca wartości wytrzymałości charakterystycznej drewna na zginanie wyrażonej w MPa. Klasa drewna jest więc symbolem literowo-cyfrowym składającymi się z litery C dla topoli i gatunków iglastych i D dla gatunków liściastych oraz liczby dwucyfrowej. Stosuje się czterostopniową klasyfikację jakości: od I do IV. Dana klasa oznacza przede wszystkim przydatność drewna do konkretnego zastosowania (na konstrukcje, na elementy wykończeniowe, na palety). Nie określa natomiast wartości konstrukcyjnej drewna. W budownictwie używa się najczęściej klas I, II i III. Klasy nie określają jakości wykonania elementów ani ich właściwości technicznych, charakteryzują tylko ich wygląd, jednolitość barwy oraz usłojenie:

• I klasa - bez sęków; jednolita barwa; równomierne, prostoliniowe usłojenie;

• II klasa - nieliczne i niewielkie sęki (średnicy do 6 mm); nieznaczne różnice barwy; słoje lekko zakrzywione, pofalowane;

• III-V klasa - dopuszczalne sęki o średnicy większej niż 6 mm; barwa i usłojenie elementów mogą się wyraźnie różnić.
Wytrzymałość charakterystyczna - wytrzymałość zapewniona przez producenta materiału z prawdopodobieństwem 95%. Jest to wytrzymałość materiału reprezentowana przez wartość charakterystyczną fk, która odpowiada kwantylowi rozkładu statystycznego wytrzymałości, określonej przez stosowne normy i badanej w ustalonych warunkach.
Wytrzymałość obliczeniowa - iloraz wytrzymałości charakterystycznej oraz współczynników obliczany wg wzoru: f(t,o,d)=k(mod)*f(t,o,k)/γmod, gdzie k(mod)-współczynnik modyfikujący parametry wytrzymałościowe z uwagi na czas trwania obciążenia i zmiany wilgotności materiału, γmod-częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla właściwości materiału, w tym dla drewna i materiałów drewnopochodnych

Sklejka jest to materiał drewnopochodny warstwowy, kompozytowy sklejony z krzyżujących się cienkich warstw drewna. Zwykle składa się z nieparzystej ilości warstw. Sklejki wytwarza się z różnych gatunków drewna. Najczęściej z brzozy(najlepsza), olchy, sosny, rzadziej z buku(najlepsza) lub z drzew egzotycznych. Wewnętrzne warstwy sklejki często są z innego, tańszego gatunku niż zewnętrzne.
Produkcja:
-
obróbka hydrotermiczna drewna (kilkadziesiąt godzin w wodzie o temperaturze ok. 50o C)
-korowanie i oczyszczanie z łyka
-przecinanie kłód drewna na wymiar dostosowany do gabarytów łuszczarki
-skrawanie nożem łuszczarki z obracających się kloców drewna taśm forniru
-łączenie taśm forniru w płaty odpowiadające wymiarom sklejki,
-suszenie płatów,
-naprawianie wad (sęki i pęknięcia) przez wycięcie wadliwego fragmentu i wklejenie w to miejsce kawałka forniru bez wad
-klimatyzacja,
-nanoszenie kleju,
-formowanie zestawu sklejki,
-sprasowywanie,
-obrzynanie i ewentualnie szlifowanie,
-klasyfikacja.
Ze względu na rodzaj użytego kleju dzielimy na:
-sucho trwałe - nieodporne na wodę,
-półwodno-odporne - można używać w pomieszczeniach o wilgotności do 90%,
-wodno-odporne - można stosować np. przy produkcji łodzi.

Drewno klejone warstwowo jest materiałem konstrukcyjnym powstający poprzez sklejanie wielu warstw desek z drewna wysokiej jakości, zwanych lamelami

Drewno klejone warstwowo są to elementy przeznaczone do wykonywania konstrukcji drewnianych, które są wykonywane ze sztucznie suszonych desek, przy czym wady obniżające wytrzymałość oraz wady optyczne, np. duże sęki, duże pęcherze żywiczne i zakorki są wycinane. Drewno to charakteryzuje się wysoką stabilnością kształtu. Normalne drewno budowlane znacznie wysycha w stanie zamontowanym, na skutek czego wykrzywia sie, wypacza i kurczy. Podczas produkcji drewna klejonego warstwowo deski jeszcze przed sklejeniem są suszone metodami technicznymi do osiągnięcia poziomu wilgotności ok. 10%, a następnie heblowane. Gotowe drewno ma więc wilgotność odpowiadającą wilgotności równowagi w stanie wbudowanym. Drewno klejone warstwowo dzięki obróbce wykazuje znacznie lepsze własności niż drewno lite, nie krzywi się, a ich tendencja do pękania jest bardzo mała.

Zalety drewna klejonego warstwowo:

-bardzo wysoka wytrzymałość i sztywność przy małym ciężarze ----wysoka stabilność kształtów i wymiarów

-minimalna skłonność do powstawania pęknięć

-brak skręcania belek także przy dużych przekrojach i długościach

-we względu na suszenie komorowe do wilgotności 8-12% z reguły -nie jest potrzebna żadna chemiczna ochrona drewna (w zależności -od rodzaju konstrukcji)

-odporność na agresywne środowisko; doskonały materiał na --------konstrukcje magazynów soli, środków chemicznych itp.

-duża odporność ogniowa

Proces produkcji rozpoczyna się od starannego suszenia komorowego lameli z drewna iglastego do wilgotności 8-12%. Wysuszone lamele są strugane, a następnie wizualnie lub maszynowo sortowane na z góry zdefiniowane klasy wytrzymałości. Usuwa się przy tym wszystkie niedoskonałości drewna takie jak np. duże sęki, oflisy, które są automatycznie zaznaczane i wycinane.
Na końcach lameli o różnej długości, frezowane są wzajemnie zazębiające się złącza klinowe, które zostają ściśnięte i sklejone. Następnie lamele są przycinane na wymaganą długość, nanoszony jest klej na szersze powierzchnie lameli, które są układane warstwami i sprasowywane. Po wyschnięciu kleju belki są strugane, a krawędzie fazowane. Poprzez wycinanie niedoskonałości drewna oraz klejenie warstwowe lameli uzyskuje się doskonalszy produkt, który posiada zdecydowanie lepsze właściwości niż drewno lite.

Metody sortowania drewna:
-wizualne - obecnie bardzo powszechne w Polsce, wykonywane przez brakarzy.Brakarz ocenia klasę drewna na podstawie: chodników owadzich (wielkość i liczba otworów), pęknięć, skrętu włókien, sęków, przeciętnej szerokości słojów, oblin, krzywizny, wichrowatości.
-maszynowe - obecnie coraz bardziej popularne.Wykorzystuje się maszyny zgięciowe, które oznaczają odpowiednim kolorem na badanym drewnie jego klasę (dla całego elementu lub co 1m). Maszyny muszą być odpowiednio skalibrowane.Maszyny zgięciowe wykazują tendencje do kwalifikowania do drewna do lepszych klas sortowniczych niż ma to miejsce przy sortowaniu wizualnym.

Klasom sortowniczym nadaje się klasy wytrzymałości (europejskie): C__

Płyta pilśniowa (pot. dykta) - płyta drzewna wykonana z rozwłóknionej tkanki drzewnej przez spilśnienie jej i uformowanie w odpowiedniej temperaturze i pod (normalnym lub zwiększonym) ciśnieniem. Włókna ułożone są różnokierunkowo, co zapewnia płycie wyrównanie cech jakościowo-wytrzymałościowych niezależnie od kierunku działania obciążeń. Wskutek dużego nacisku i wysokiej temperatury prasowania struktura płyty jest silnie zwarta.Rozróżnia się:porowate,półtwarde,twarde,bardzo twarde.
Dodatkowo mogą one być:perforowane,lakierowane,laminowane,pokrywane ścierem.
Płyta wiórowa - materiał konstrukcyjny dla przemysłu meblarskiego i budownictwa wytworzony ze specjalnie przygotowanych wiórów drzewnych, sprasowanych z dodatkiem żywic przy użyciu ciśnienia i temperatury w płyty o różnych wymiarach, grubościach, ciężarze objętościowym i parametrach wytrzymałościowych.
Występują w zależności od zapotrzebowania jako jedno- i wielowarstwowe, o podwyższonej wodo-, grzybo- i ognioodporności oraz powierzchniach porowatych lub gładkich, zagęszczonych pyłem drzewnym. Wióry do produkcji wytwarzane są ze zdrowego drewna drobnowymiarowego, odpadowego, nie nadającego się do przerobu na lite deski.
Pochodne płyty wiórowej to: płyty paździerzowe, płyty lniane i konopne, płyty ze zdrewniałych cząstek innych roślin jednorocznych (łodygi bawełny, łuski ryżu), odpadów trzciny cukrowej - bagassy itp.
OSB (ang. Oriented Strand Board) - drewnopochodna, odporna na wilgoć, trójwarstwowa płyta wiórowa wykorzystywana w budownictwie.
Płyty OSB produkowane są jako płyty jedno- lub wielowarstwowe. Płyty jednowarstwowe znajdują zastosowanie jako warstwy środkowe sklejki. Płyty wielowarstwowe (najczęściej 3-warstwowe) zbudowane są w następujący sposób: Wszystkie warstwy składają się z długich, wysmukłych wiórów (najczęściej sosnowych) pozyskanych poprzez skrawanie małowymiarowego drewna okrągłego (kłody o długości z reguły 2,2m)Skrawanie odbywa się wzdłuż przebiegu włókien, w kierunku stycznym. Warstwy zewnętrzne składają się z orientowanych w kierunku tzw. większej osi płyty (równolegle do przebiegu linii produkcyjnej). Co najmniej 70% wiórów musi być zorientowanych w tym kierunku, inaczej płyty nie możemy nazwać orientowaną. Wióry warstwy wewnętrznej zorientowane są najczęściej w kierunku prostopadłym w stosunku do wiórów warstwy zewnętrznej. Ze względu na pożądane właściwości płyt OSB do ich zaklejania używa się różne żywice syntetyczne.
Płyta OSB jest powszechnie wykorzystywana jako zamiennik sklejki i desek w technologi lekkiego szkieletu drewnianego oraz jako poszycia ścian, podłóg i dachów, używa się go do wytwarzania elementów kompozytowych, zastępujących belki drewniane. Element taki ma postać dwuteownika, którego średnik jest z płyty OSB a główki z drewna klejonego.
Wpływ sęków na drewno -Sęki wywierają ujemny wpływ na mechaniczne właściwości drewna, zmniejszają zwłaszcza wytrzymałość na rozciąganie wzdłuż włókien i wytrzymałość na zginanie statyczne. Sęki zdrowe wpływają dodatnio na wytrzymałość drewna na rozłupywanie. Ujemny wpływ sęków otwartych na mechaniczne właściwości drewna występuje w znacznie silniejszym stopniu w tarcicy niż w sortymentach okrągłych. Odpowiednie normy sortymentów drzewnych określają dopuszczalną liczbę sęków, minimalną odległość między nimi, wymiary, zdrowotność itp.
Podział sęków -sęki otwarte w zależności od stopnia zrośnięcia z otaczającym drewnem:zrośnięte,częściowo zrośnięte,niezrośnięte,w zależności od stanu zdrowotnego:zdrowe,nadpsute,zepsutew zależności od stopnia zgrupowania:pojedyncze,skupienie sęków.
Po odpadnięciu gałęzi pozostałe tylce zostają z czasem zarośnięte przez słoje roczne, a na powierzchni pnia formują się w tych miejscach w zależności od gatunku wypukłości zwane sękami zarośniętymi:guzamibrewkami,różami.
Do ochrony drewna, zwłaszcza w budownictwie, należą takie przedsięwzięcia jak: nie używanie drewna pochodzącego z rozbiórki starych domów, nie malowanie drewna farbami olejnymi przed jego wysuszeniem.wietrzenie pomieszczeń, w których drewno jest zastosowane, wykonanie poprawnej izolacji przeciwwilgociowej,wykonanie impregnacji preparatami grzybo- i pleśniobójczymi,wykonanie zabezpieczenia przeciwogniowego
Korozja biologiczna drewna:

Podstawowymi czynnikami wpływającymi na degradację drewna są: oddziaływanie warunków atmosferycznych, grzyby i owady. Korozja wywołuje zmiany w strukturze oraz we właściwościach fizycznych i chemicznych drewna. Zmiany te zachodzą niezależnie od siebie, mogą się nawzajem potęgować co w rezultacie prowadzi do zniszczenia materiału. Warunkiem żywotności i wytrzymałości konstrukcyjnej drewna jest przestrzeganie następujących zasad: odpowiedni skład gatunkowy drzewostanów, prawidłowa gospodarka leśna, uzyskanie wieku rębności, właściwa pora ścinki i wywozu drewna, odpowiednie warunki przetarcia surowca, przechowywanie w odpowiedniej temperaturze i wilgotności, branie pod uwagę czynników biodegradacyjnych na etapie projektowania konstrukcji, wykonawstwa oraz eksploatacji. Klasy zagrożenia drewna budowlanego

Klasy zagrożenia drewna budowlanego:

I klasa - odnosi się do drewna nie narażonego na kontakt z ziemią i nie będącego bezpośrednio pod wpływem warunków atmosferycznych - wewnętrzne elementy budowlane (m.in. więźba dachowa). Zabezpieczenie przeciwko owadom.  
II klasa - drewno nie narażone na kontakt z ziemią i nie będące pod wpływem warunków atmosferycznych, możliwe przejściowe zawilgocenie - wewnętrzne i zewnętrzne elementy budowlane (dotyczy m.in. więźby w trakcie budowy - do momentu ułożenia pokrycia). Zabezpieczenie przeciwko owadom i grzybom.
III klasa - odnosi się do drewna nie mającego kontaktu z gruntem, narażonego na czynniki atmosferyczne - zewnętrzne elementy budowlane, wewnętrzne elementy budowlane w pomieszczeniach wilgotnych. Zabezpieczenie przeciwko owadom, grzybom i wymywaniu. 
IV klasa - elementy drewniane będące w stałym kontakcie z gruntem i (lub) wodą, także gdy znajdują się pod osłoną. Zabezpieczenie przeciwko owadom, grzybom, wymywaniu i próchnicy.
V klasa - dotyczy drewna mającego kontakt z wodą morską. Zabezpieczenie przeciwko owadom, grzybom, wymywaniu i próchnicy.

Ochrona drewna i zwalczanie grzybów pleśniowych
Skutecznym sposobem przeciwdziałania temu zjawisku jest impregnacja chemiczna. Polega ona na wprowadzeniu do drewna środków ochronnych o działaniu grzybo- i owadobójczym. Skuteczność zabezpieczania drewna zależy od właściwości biobójczych środka, metody impregnacji, a co się z tym wiąże ilości i głębokości wniknięcia oraz trwałość środka toksycznego. Uzyskanie dobrego zabezpieczenia drewna przed korozją biologiczną jest procesem złożonym i zależy od wielu czynników

Inne metody:

-smarowanie,opryskiwanie,kapiele krotkotrwale i dlugotrwale,

Elementy klejone warstwowo :

a)sklejka budowlana - najlepsze sklejki :bukowe i brzozowe, są to płyty sklejane z nieparzystej liczby fornirów, w których włókna w przyległych do siebie warstwach przebiegają pod kątem prostym. Do konstrukcji nośnych można stosować sklejkę wodoodporną , składającą się z min. 5 fornirów (min grubość 8mm), o wilgotności nie przekraczającej 14%. Cechy sprężysto - wytrzymałościowe sklejki zależą od jej grubości, tj. liczby warstw fornirów, kierunku działania siły w stosunku do płaszczyzny płyty i kierunku włókiem fornirów zewnętrznych.

Sklejki możemy podzielić na :

- suchotrwałe - wilgotność powietrza do 70%

- półwodoodporne = do w=90%

- wodoodporne

Forniry otrzymuje się poprzez skrawanie obwodowe. Nasączenie sklejki bakelitem powoduje znaczne zmniejszenie jej nasiąkliwości.

b) warstwowo klejone drewno cienkowarstwowe Micro-Lam; jest wykonany z wielu cienkich, suchych warstw drewna. Posortowane (metodami ultradźwiękowymi i wzrokowo) warstwy drewna są kompletowane w pakiety, pokrywane klejem wodoodpornym i sklejane pod ciśnieniem, przy jednoczesnym podgrzewaniu, w ruchomej prasie. Produktem końcowym jest sklejony pakiet długości 24m, szerokości 600mm i grubości 19-63 mm, który może być cięty wzdłuż długości i szerokości. W odróżnieniu od drewna naturalnego, struktura Micro-Lam jest zblizona do izotropowej. Ma on stosunkowo jednolia strukturę i podwyższoną wytrzymałość.

c) Parallam PSL - technologia opatentowana w USA. Do jego wyrobu używa się jodły Douglas i południowej sosny tj. drewna dwóch gatunków drzew iglastych o najwyższej wytrzymałości. Pocięte na kłody pnie poddaje się obórce - skrawaniu, w wyniku której otrzymuje się forniry. Następnie forniry suszy się i sortuje w celu wyeliminowania widocznych wad zmniejszających wytrzymałość. Arkusze fornirów tnie się na paski długości do ok. 240cm i grubości 2-3mm. Drobne wady usuwa się w procesie technologicznym . Paski pokrywa się klejem wodoodpornym. Pakiety ułożonych równolegle pasków wprowadza się do prasy parowej o pracy ciągłej , w której klej dojrzewa pod ciśnieniem i jest podgrzewany energią mikrofalową. Parametry materiału kontroluje się komputerowo. Parallam PSL jest otrzymywany w postaci elementów ciągłych , które mogą być fabrycznie rozcinane.

Oczywiście wszystkie elementy należy zaimpregnować przed korozją.

Projektowanie wiązarów kratowych

zasady projektowania i podstawowe typy wiązarów

Wiązary dachowe:

- trójkątne : jedno-, dwuspadowe,

- trapezowe : jedno-, dwuspadowe,

Wiązary, podział ze względu na budowę:

- z desek łączonych gwoździami,

- z bali (pręty z drewna litego, wkładki ,śruby i sworznie, pierścienie, gwoździe wręby),

- kratowe z blachami węzłowymi,

- ze śrubami w przegubach

A tu jeszcze inny podział:

wiązary:

- krokwiowy

- jętkowy

- płatwiowo-kleszczowy

- wieszarowy

Zasady projektowania wiązarów kratowych:

- łączniki mechaniczne w miarę możliwości powinny być takiego samego rodzaju, należy unikać stosowania różnych rodzajów łączników w jednym węźle;

- osie prętów w węzłach powinny się przecinać w jednym punkcie, aby zapewnić połączenie osiowe;

- należy unikać o ile to możliwe połączeń mimośrodowych, jeżeli jednak takie występują, należy uwzględnić dodatkowe momenty w obliczeniach;

- należy dążyć do konstruowania kratownic najkorzystniejszej pod względem statycznym, konstrukcyjnym, techniki montażu i ekonomicznym;

Przyczyną występowania dodatkowych obciążeń są połączenia mimośrodowe, które wywołują dodatkowe momenty.

Sprawdzenie naprężeń w prętach przeprowadza się wg wzoru

0x01 graphic

m- współczynnik korekcyjny;

ft,0,d - wytrzymałość obliczeniowa drewna na rozciąganie;

Fm,y,d - wytrzymałość obliczeniowa drewna na zginanie;

M - moment mimośrodowy

Wn - wskaźnik wytrzymałości

N - osiowa siła rozciągająca

0x01 graphic

warunek z normy na zginanie mimośrodowe w dwóch płaszczyznach

KONSTRUKCJE SZKIELETOWE DESKOWE - składają się z lekkiego szkieletu utworzonego z desek lub

cienkich bali. Ściany, stropy i dachy mają elementy łączone gwoździami. Złącza ciesielskie i to

najprostszych kształtów stosowane są tylko tam, gdzie ich się nie da uniknąć. Słupy ścian

rozstawione są co 40-50 cm . Słupy zewnętrzne i wewnętrzne nośne opierają się na podwalinie.

Słupy naroŜne składają się z zestawu co najmniej trzech desek łączonych gwoździami lub śrubami.

Słupy pośrednie stanowią pojedyncze deski, na kaŜdej kondygnacji dźwigają one oczep złoŜony z

dwóch desek. Szkielet ścian obity moŜe być róŜnymi materiałami np. deskami, płytami

drewnopochodnymi, sklejką, płytami gipsowymi itd. Wypełnienie stanowi izolacja termiczna w

postaci wełny mineralnej, waty szklanej, pianki poliuretanowej, styropianu itp. Jako belki

stropowe stosowane są deski lub bale rozstawione w tej samej odległości co słupy. Więźby dachowe

mają najczęściej postać zestawu kratowych wiązarów deskowych.

konstrukcję platformową - na oczepach stojących ścian układa się deski stanowiące Ŝebra stropu,

a na nich podłogę z desek lub, częściej płyt. Ściany wyŜszej kondygnacji lub stropodach

konstruuje się korzystając z podłogi jako platformy roboczej.

konstrukcję balonową, gdzie stropy zawiesza się na słupach ścian, których wysokość wynosi

półtora lub więcej wysokości kondygnacji (przewaŜnie półtora w budynkach parterowych z poddaszem

uŜytkowym).

3b)Konstrukcja stropów winna odpowiadać wymogom - statyki budynku - izolacyjności akustycznej

Konstrukcja stropu składa się z belek stropowych i belek czołowych -belka prostopadła do belek

stropowych stanowiąca zakończenie stropu oraz ewentualnych podciągów i poszycia.

Połączenie drewnianych elementów stropu naleŜy wykonać za pomocą łączników - gwoździ, śrub lub

złączy metalowych. Konstrukcję stropu naleŜy zabezpieczyć przed skrzypieniem podłogi izolując

płytę poszycia od belek stropowych. Konstrukcja stropu musi spełniać wymogi izolacyjności

akustycznej

Obciazenia:ciezar wlasny sciany ; ciezar

kondygnacji przekazywanej na sciane

Obciazenia poziome:a)wiatr(sciany zew.) .,

parcie(ssanie) b)roznica cisnien(sciany

wew)

c) obciazenia dodatkowe.

Złącze rozciągane:
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

w pasach i wkładkach
0x01 graphic

w nakładkach
0x01 graphic

Zginane i ściskane
SGN - stan graniczny nośności:
-łączniki
0x01 graphic

gdzie:
Siła poprzeczna

V0 = 0,5•qd•l0
S1 = A1•a1
s1=rozst.łączników zred do jednego szer.
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

5.2 Naprężenie normalne
Wytrzymałość obliczeniowa na zginanie
0x01 graphic

α=M/Ief

M = 0,125•qd•l02
l0 = 1,051
δw=Mzred/2·Ief=M·h2/2·Ief=

α·h2/2=<fm,d

Naprężenia w osi pasa rozciąganego:
0x01 graphic

0x01 graphic

Naprężenia krawędziowe:
0x01 graphic

5.3 maksymalne naprężenie styczne
Wytrzymałość obliczeniowa na ścinanie
0x01 graphic

0x01 graphic

Ściskane
Określenie smukłości

A1=17,5·2,5·2= 87,5cm2

A2=3,8·17,5= 66,5cm2

Atot= 154,0 cm2

0x01 graphic

Ku=2/3·Kser

0x01 graphic

0x01 graphic

Ief,z=I1z+I2z=1/12…
Ief,y=Iy1+Iy2+γ1·A1·a12
względem osi y (w płaszczyźnie x-z)

µ=1,0

lc=l=3,3m

0x01 graphic

b) względem osi z (w płaszczyźnie x-y)

0x01 graphic
λ=max(λy, λz) = λz = 85,15



Wyszukiwarka