Praktyka - drewno

• Jakie są właściwości mechaniczne drewna?
• Jakie są wady i zalety drewna konstrukcyjnego?
• Jaka jest dopuszczalna wilgotność drewna w elementach konstrukcyjnych?
• Omówić wpływ wilgotności drewna na pracę elementu drewnianego.
• Czym jest anizotropowość drewna?
• Jaki jest zakres stosowania Eurokodu 5?
• Jakie są klasy drewna wg Eurokodu 5?
• Omówić klasy użytkowalności drewna.
• Z jakich gatunków drewna należy wykonywać wkładki, klocki, itp. drobne elementy konstrukcyjne?
•   Jakie materiały konstrukcyjne występują w normie EC5 i jakie mają symbole?
• Co to jest LVL?
• Co, zgodnie z Eurokodem 5, oznacza pojęcie LVL? Jakie zagadnienia należy uwzględnić przy projektowaniu konstrukcji wykonanych z tego materiału?
• Jakie są bezpieczne kierunki i głębokości pęknięcia schnięcia lub pęknięcia skurczowe drewna?
• Jakie są sposoby wzmacniania konstrukcji drewnianych?
•  Jakie są metody impregnacji drewna oraz BHP?
•  Jakie są metody nasycania powierzchniowego?
• Jakie łączniki stosowane są w konstrukcjach drewnianych?
• Jakie są łączniki należące do grupy łączników trzpieniowych (sworzniowych) i ogólne zasady oraz problemy ich projektowania?
•  W jaki sposób łączy się elementy drewniane? Naszkicować 1 połączenie.
•  Jakie są połączenia ciesielskie elementów drewnianych?
• Omów połączenie ciesielskie na wrąb.
• Jakie są zasady klejenia drewna warstwowo oraz rodzaje złącz klejonych?
•   Omów wymiarowanie połączenia na wrąb ze względu na ściskanie.
• Gdzie i jak w analizie konstrukcji drewnianych uwzględniamy problem elementów podciętych?
• Jakie sytuacje obliczeniowe należy uwzględniać w projektowaniu elementów konstrukcji drewnianych?
• Jakie są wielkości minimalnego przekroju poprzecznego netto jednolitego elementu konstrukcji nośnej z drewna?
• W jakiej postaci projektuje się usztywnienia połaciowe konstrukcji drewnianych?
• Jakie są graniczne smukłości drewnianych elementów ściskanych?
• Czy ocena wizualna jest wykorzystywana przy klasyfikacji wytrzymałościowej drewna?
• Jaki jest minimalny wymiar przekroju poprzecznego elementu konstrukcji drewnianej w miejscach osłabionych?
• Czy w obliczeniach statycznych słupów jednolitych, drewnianych, ściskanych należy uwzględnić wpływ wyboczenia powodowanego przez przypadkową krzywizną pręta?
• Jakie są założenia analizy statycznej uproszczonej dla drewnianych dźwigarów kratowych?
• Jakie warunki muszą być spełnione, aby można było zastosować analizę statyczną uproszczoną dla dźwigarów drewnianych o siatce trójkątnej?
• Ile powinna wynosić średnica gwoździ w elementach drewnianych złączy konstrukcyjnych?
•  Ile powinna wynosić minimalna grubość elementów złączy ze stali, a ile ze sklejki?
• Ile wynosi wartość graniczna ugięć dla elementów drewnianych stropu nie tynkowanego i tynkowanego?
• Od czego zależy rozstaw łączników w konstrukcjach drewnianych?
• Co to jest ścinanie blokowe w konstrukcjach drewnianych?
• Rozpiętości konstrukcyjne w konstrukcjach drewnianych na przykładzie płatwi. Kiedy możemy je uznać za swobodnie podparte?
• Jaki powinien być minimalny przekrój poprzeczny elementów konstrukcyjnych z drewna litego?
• Co to jest reologia konstrukcyjnych elementów drewnianych?

• Jakie są właściwości mechaniczne drewna?

• Mechaniczne właściwości drewna

  Mianem mechanicznych właściwości drewna określa się zdolności przeciwstawiania się działaniu sił zewnętrznych.

  Siły zewnętrzne mogą mieć charakter statyczny lub dynamiczny. Przy zastosowaniu drewna zawsze należy brać pod uwagę, że własności mechaniczne warunkowane są wieloma czynnikami, do których należą przede wszystkim:

  • wilgotność drewna,
  • gęstość,
  • udział drewna wczesnego i późnego
  • wady drewna (miejsce ich występowania i rozmiar).

  Wskutek działania sił zewnętrznych drewno zmienia swe pierwotne wymiary i kształty. W przypadku, gdy po usunięciu siły powodującej odkształcenie materiał wraca do pierwotnego kształtu i wymiarów mamy do czynienia z własnością zwaną sprężystością.

  W normalnych warunkach drewno jest materiałem dość kruchym o małej plastyczności.

  W celu zwiększenia plastyczności stosuje się obróbkę hydrotermiczną, która polega na poddaniu drewna parowaniu lub warzeniu, co ułatwia gięcie, trwałe kształtowanie oraz skrawanie drewna (produkcja mebli giętych, oklein).

   

  Do podstawowych własności mechanicznych drewna mających zastosowanie w praktyce zalicza się

  • wytrzymałość na ściskanie,
  • zginanie,
  • zmęczenie,
  • łupliwość,
  • twardość
  • ścieralność.

  Drewno wykazuje największą wytrzymałość wzdłuż włókien, w kierunku stycznym i promieniowym wytrzymałość jest wielokrotnie niższa. ANIZOTROPIA wytrzymałości drewna jest wynikiem jego budowy anatomicznej oraz wypadkową działania i wpływu szeregu innych czynników. Im większy jest udział promieni rdzeniowych w drewnie tym mniejsze jest zróżnicowanie właściwości mechanicznych, które głównie uwarunkowane jest równoległym do osi pnia ułożeniem komórek.

  Wzrost wilgotności od 0% do punktu nasycenia włókien powoduje spadek wytrzymałości drewna, natomiast zmiany wilgotności powyżej punktu nasycenia nie mają już znaczenia. Odchylenia przebiegu włókien od kierunku równoległego do osi drewna (skręt włókien) zmniejszają wytrzymałość drewna. Wytrzymałość drewna wzrasta w miarę wzrostu gęstości oraz wzrostu udziału drewna późnego. Obecność wad w drewnie szczególnie sęków (ich rodzaj i rozmieszczenie) oraz niewielki nawet udział zgnilizny powoduje obniżenie wytrzymałości drewna.

  Twardość drewna jest to opór jaki stawia materiał ciałom wciskanym w jego powierzchnię. Twardość drewna zależy w dużym stopniu od rodzaju przekroju. Największą wartość twardości wykazuje drewno na przekrojach poprzecznych oraz o dużej gęstości (wzrost gęstości powoduje zwiększenie twardości drewna).

   

  Stąd też drewno można podzielić na następujące grupy:

  • drewno bardzo miękkie: osika, topola, wierzba, świerk, jodła;
  • drewno miękkie: brzoza, olcha, jawor, lipa, sosna, modrzew, daglezja;
  • drewno średnio twarde: wiąz, orzech;
  • drewno twarde: dąb szypułkowy, jesion, grusza, jabłoń;
  • drewno bardzo twarde: buk, grab, dąb bezszypułkowy.

  Wytrzymałość drewna na ściskanie - Przy ściskaniu drewna wzdłuż włókien przed pojawieniem się widocznych odkształceń zachodzą zmiany w błonach komórkowych. W cewkach drewna iglastego pojawiają się na wstępie krótkie, a następnie zwiększające się i łączące w linie rysy tworząc wyraźną strefę uszkodzenia.

  Błony komórkowe ulegają odkształceniu w postaci ich ścinania i miażdżenia. Przed całkowitym zniszczeniem drewno wydaje charakterystyczne dźwięki (trzaskanie) będące ostrzeżeniem o naruszeniu częściowej struktury, dlatego też jest niezastąpionym materiałem przy zabezpieczeniu wszelkich prac podziemnych, szczególnie w górnictwie.

  Przykładowe wartości wytrzymałości drewna na ściskanie w zależności od klasy:

  • ściskanie wzdłuż włókien - 16 MPa do 26 MPa (gatunki liściaste) i 23 do 34 MPa (gatunki iglaste)
  • ściskanie w poprzek włókien od 4,3 do 6,3 MPa (gatunki liściaste) i 8,0 do 13,5 MPa (gatunki iglaste) Wytrzymałość na zginanie statyczne rośnie wraz ze wzrostem gęstości drewna oraz równoległego układu włókien.

  Największą wytrzymałość wykazuje drewno, gdy przebieg włókien jest maksymalnie zbliżony do kierunku elementów konstrukcyjnych (np. belek). W przypadku, gdy kierunek przebiegu włókien w stosunku do osi belki wynosi około 20 stopni wytrzymałość obniża się do 50%. Drewno o dużej ilości sęków umiejscowionych szczególnie po środku długości oraz w dolnej, rozciągającej płaszczyźnie belki powoduje znaczne obniżenie wytrzymałości na zginanie.

  Wytrzymałość drewna na zmęczenie jest to odporność drewna na działanie zmiennych długotrwałych obciążeń, po których drewno ulega zniszczeniu pod działaniem sił znacznie mniejszych niż przy jednorazowym obciążeniu. Takie działanie sił zmiennych w praktyce zaobserwować można w elementach konstrukcji mostowych, lotniczych. Wytrzymałość na zmęczenie wzrasta wraz ze wzrostem gęstości, przy czym w drewnie nie obserwuje się zjawiska samoulepszania na działanie sił zmiennych jak to ma miejsce w przypadku metali.

  Ścieralność drewna to zmiany zachodzące na powierzchni drewna polegające na ubytku drewna i jego masy na skutek tarcia.

  Ścieralność zależna jest od gatunku drewna, twardości i rodzaju przekroju. Drewno późne ma wyższą wytrzymałość na ścieranie niż drewno wczesne, styczny przekrój drewna wykazuje najmniejszą odporność na ścieranie, łatwo rozwłóknia się i łuszczy.

  W praktyce ścieralność ma duże znaczenie w użytkowaniu wszelkich materiałów podłogowych, kostki brukowej oraz częściach maszyn i urządzeń narażonych na ścieranie.

  Łupliwość drewna, czyli właściwość polegająca na rozłupaniu drewna pod wpływem działania narzędzi w kształcie zbliżonym do klina, zależy od gatunku i budowy drewna.

  Drewno o skręcie i falistym przebiegu włókien, sękate, żywiczne wykazuje mniejszą łupliwość niż drewno o równomiernej budowie. Łupliwość osiąga największą wartość wzdłuż kierunku promieniowego, wzdłuż stycznych płaszczyzn maleje.

  W kierunku prostopadłym do kierunku włókien drewna nie można rozłupać, jedynie można przepiłować. W miarę wzrostu gęstości drewna maleje jego łupliwość. Fizyczne właściwości 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/m2 dla świerku do 810-830 kg/m2 dla grabu. Hgroskopijność - 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 grzyba. 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.

  Zapach - każdy gatunek drewna ma swój specyficzny zapach. Pochodzi on od znajdujących się w drewnie żywic, olejków eterycznych, garbników itp. Z biegiem lat, drewno traci zapach.

• Jakie są wady i zalety drewna konstrukcyjnego?

• Zalety drewna:

  • korozja jest mniejsza niż wielu materiałów budowlanych (oczywiście przy odpowiedniej impregnacji),
  • jest odporne na działanie wielu czynników chemicznych,
  • waga konstrukcji z drewna jest mniejsza w porównaniu z konstrukcją stalową,
  • jest łatwe w obróbce i montażu, szczególnie drewno pochodzące z drzew gatunków tzw. "miękkich",
  • dopasowuje się do zmian powstałych w skutek działań sił zewnętrznych czy wewnętrznych (np. wiatr, praca elementów budynku),
  • jest dobrym izolatorem termicznym i elektrycznym,
  • konstrukcje z drewna są tańsze niż wykonane z innych materiałów,
  • nie wykazuje żadnych szkodliwych oddziaływań na organizm ludzki,
  • jest materiałem naturalnym, ekologicznym, odnawialnym,
  • jest dekoracyjne i niepowtarzalne, duża różnorodność materiałów drewnianych, dzięki mnogości gatunków, rodzajów, kolorystyki, faktury, formy i właściwości daje duże pole do popisu, jeśli chodzi o jego wykorzystanie.

   

  Wady drewna:

  • jest materiałem łatwo kurczliwym,
  • długie elementy częściej się kurczą i wypaczają,
  • łatwo pęka przy zmiennych warunkach atmosferycznych,
  • jest łatwopalne,
  • brak jednorodności pod względem budowy. Jako budulec biologiczny, drewno posiada liczne wrodzone i nabyte cechy, anomalie, wady,
  • bez odpowiedniego zabezpieczenia łatwo ulega niszczeniu i uszkodzeniom przez takie czynniki jak:
  1. woda - zmienne warunki wilgotności prowadzą do paczenia się i pękania drewna - wszyscy znamy problemy z drewnianymi drzwiami w porach deszczowych i przy dużych upałach;
  2. temperatura - działa podobnie jak woda, wysoka temperatura i wilgotność sprzyja infekcjom i pleśnieniu, z kolei gdy jest gorąco i sucho - drewno jest bardzo wysuszone i może pękać, poza tym drewno jest materiałem łatwopalnym;
  3. owady - to przede wszystkim problem korników i innych pasożytów żywiących się tkanką drewna;
  4. grzyby i pleśnie - rozwijają się bardzo szybko na materiałach drewnianych, sprzyja im utrzymująca się przez długi czas znaczna wilgotność i wysoka temperatura.

   

  Warto zaznaczyć, że wszystkie powyższe problemy można wyeliminować stosując odpowiednie preparaty zabezpieczające drewno przed pasożytami i zmiennymi warunkami zewnętrznymi. Drewno powinno charakteryzować się równomiernym rozłożeniem słojów i przebiegiem włókien równoległym do podłużnej osi. Elementy drewniane nie powinny mieć sęków, pęknięć, uszkodzeń wywołanych przez pasożyty, przebarwień i zgniłych fragmentów. Tylko materiały wolne od wymienionych cech należy wykorzystywać jako materiał budowlany.

• Jaka jest dopuszczalna wilgotność drewna w elementach konstrukcyjnych?

• 18% w konstrukcjach chronionych przed zawilgoceniem,

  23 % w konstrukcjach na otwartym powietrzu.

• Omówić wpływ wilgotności drewna na pracę elementu drewnianego.

• Wzrost wilgotności od 0% do punktu nasycenia włókien powoduje spadek wytrzymałości (zmiany wilgotności powyżej punktu nasycenia nie mają już znaczenia).

  Przy całkowitym nasyceniu wodą (30%) wytrzymałość spada w stosunku do nasycenia równego (15%) o:

  • 50% przy ściskaniu
  • 40% przy zginaniu

   

  Obecność wad oraz niewielki nawet udział zgnilizny powodują obniżenie wytrzymałości drewna.

  Drewno powinno posiadać poniżej 20% wilgotności.

• Czym jest anizotropowość drewna?

• Anizotropia drewna polega na wykazywaniu odmiennych właściwości fizyko-mechanicznych w zależności od kierunku. Anizotropia drewna zależy od budowy anatomicznej surowca, rozkładu włókien i skaz, a także stanowi wypadkową kilku innych czynników. Przykładowo, im większy udział promieni rdzeniowych w drewnie, tym bardziej jednorodne będą jego właściwości mechaniczne. Anizotropowy charakter drewna znacząco wpływa na jego właściwości mechaniczne, takie jak: wytrzymałość na ściskanie, zginanie statyczne i rozciąganie, wytrzymałość na zmęczenie, łupliwość, ścieralność oraz twardość.

  

   

  Wytrzymałość na ściskanie - Największą wytrzymałość na ściskanie (40 ÷ 60 MPa) wykazuje drewno, jeżeli siła działa równolegle do włókien, najmniejszą zaś, jeżeli działa ona w kierunku promienia przekroju i wynosi 10 ÷ 30% wytrzymałości określanej równolegle do włókien.

  Największą wytrzymałość na ściskanie równą 35 MPa wykazuje drewno grabowe, jeżeli siła drewna działa równolegle do włókien, najmniejszą zaś, jeżeli działa ona w kierunku promienia przekroju (jest to około 3% wytrzymałości określanej równolegle do włókien).

  Wytrzymałość na rozciąganie - Wytrzymałość ta wzdłuż włókien drewna jest 2 ÷ 3 razy większa niż wytrzymałość na ściskanie. Wytrzymałość ta zmniejsza się wraz ze wzrostem odchylenia siły od tego kierunku.

  Wytrzymałość drewna na rozciąganie wzdłuż włókien wynosi 50 ÷ 120% wytrzymałości na ściskanie. Wytrzymałość ta zmniejsza się wraz ze wzrostem odchylenia siły od tego kierunku i wynosi 2 ÷ 17%.

  Wytrzymałość na zginanie - Określa się ją zginając próbną beleczkę prostopadle do włókien. Większą wytrzymałość na zginanie mają przeważnie drewna o dużej wytrzymałości na ściskanie, liczby te jednak różnią się między sobą. Wytrzymałość na zginanie odgrywa zasadniczą rolę w pracy większości elementów budynku i deskowań.

  Wytrzymałość na ścinanie - Wytrzymałość na ścinanie wzdłuż włókien wynosi 12 ÷ 25% wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien. Cechy wytrzymałościowe różnych rodzajów drewna C7stosowanego w budownictwie podano w tabeli 1.

  Wytrzymałość drewna na ścinanie wzdłuż włókien (PN-79/D-04105) wynosi 12 ÷ 25% wytrzymałości na ściskanie wzdłuż włókien.

• Jaki jest zakres stosowania Eurokodu 5?

• W Eurokodzie 5 zawarte są ogólne zasady projektowania budynków i obiektów inżynierskich z drewna, i/lub z płyt z materiałów drewnopochodnych.

• Jakie są klasy drewna wg Eurokodu 5?

• Ze względu na użytkowanie

  • klasa 1 - wilgotność 65%
  • klasa 2- wilgotność 85%
  • klasa 3- wilgotność >85%

  Przy temp. 20 C:

  Dla drewna iglastego i topoli:

  • Klasa C14, C16, C18, C22, C24, C27, C30, C35, C40

  Dla drewna liściastego (bez topoli)

  • Klasa D30, D35, D40, D50, D60, D70

   

  Podane w nowej normie po literze C liczby to wytrzymałość [w N/mm2 albo MPa] na zginanie dla drewna o wilgotności 12%.

• Omówić klasy użytkowalności drewna.

• Klasy użytkowania konstrukcji drewnianych:

  Klasa1 - charakteryzuje się wilgotnością materiału odpowiadającą temp. 20 ° C i wilgotnością względną otaczającego powietrza przekraczającą 65% tylko przez kilka tygodni w roku (w klasie 1 przeciątna wilgotność większości gatunków drewna iglastego nie przekracza 12%)

  Klasa2 - charakteryzuje się wilgotnością materiału odpowiadającą temp. 20 ° C i wilgotnością względną otaczającego powietrza przekraczającą 85% tylko przez kilka tygodni w roku (w klasie 2 przeciątna wilgotność większości gatunków drewna iglastego nie przekracza 20%)

  Klasa3 - odpowiadająca warunkom powodującym wilgotność drewna wyższą niż odpowiadająca klasie użytkowania 2.

  Przy sprawdzaniu warunków stanów granicznych użytkowalności konstrukcji, których elementy lub części składowe cechuje różny wpływ czasu na właściwości materiału, w obliczeniach odkształceń końcowych należy przyjmować wartości średnie modułu sprężystości modułu odkształcenia postaciowego oraz moduł poślizgu złączy.

  

• Z jakich gatunków drewna należy wykonywać wkładki, klocki, itp. drobne elementy konstrukcyjne?

• Należy wykonywać z drewna dębowego, akacjowego lub innego podobnie twardego.

•   Jakie materiały konstrukcyjne występują w normie EC5 i jakie mają symbole?

• Dana klasa oznacza przede wszystkim przydatność drewna do konkretnego zastosowania (na konstrukcje, na elementy wykończeniowe, na palety). Klasy drewna konstrukcyjnego litego są oznaczane od C14 do C50, w przypadku gatunków iglastych oraz od D30 do D70 w odniesieniu do gatunków liściastych. Cyfra oznacza wytrzymałość na zginanie drewna o wilgotności 15%. Im jest ona wyższa, tym drewno jest bardziej wytrzymałe.

  Do budowy używa się drewno konstrukcyjne klasy C24 oraz C27. 

  W budownictwie jednorodzinnym stosuje się zwykle drewno klasy C24 i C27, C30 ponieważ klasy C35 i C45 są zbyt drogie, a klasy C20 i C22 zbyt słabe i nadają się jedynie na drugorzędne elementy, których uszkodzenie nie spowoduje zniszczenia konstrukcji nośnej.

  

  Ważna jest również klasa sortownicza drewna, która również wiążę się bezpośrednio z wytrzymałością danego materiału. Wyróżniamy trzy klasy sortownicze w zależności od parametrów danego drewna. Są to: KW - klasa wyborowa, KS - klasa średniej jakości, KG - klasa gorszej jakości.

• Co to jest LVL?

• Drewno klejone warstwowo z fornirów LVL (laminated veneer lumber) to najbardziej wytrzymałe drewno konstrukcyjne produkowane w Polsce. LVL może być z powodzeniem wykorzystywany jako materiał budowlany czy wykończeniowy.

  Technologia produkcji LVL umożliwiła zwiększenie istotnych parametrów tarcicy, takich jak wytrzymałość na zginanie, sprężystość, przy jednoczesnym zmniejszeniu wymiarów. LVL może być alternatywą dla innych materiałów budowlanych, takich jak żelbet czy cegła, gdyż ma wielokrotnie niższy współczynnik przenikania ciepła. W porównaniu z belkami stalowymi czy betonowymi ma z kolei jeszcze inną ważną zaletę - niski ciężar. Przekłada się to nie tylko na koszty transportu, pracy i ilości pracowników potrzebnych do realizacji budowy, lecz także na czas jej realizacji. Porównując natomiast LVL z litym drewnem, oznacza się mniejszą podatnością na odkształcenia.

  LVL to materiał łatwy w obróbce, a dzięki dużej powierzchni pozwala zmniejszyć ilość połączeń montażowych. Zaletą jest także możliwość łączenia go z innymi materiałami.

  LVL tworzy trwałe i niezwykle wytrzymałe konstrukcje stropów, ścian i dachów, minimalizując przy tym zużycie drewna, pozwala bowiem na jego ekonomiczne wykorzystanie. Może być stosowany jako słupki ścienne, belki stropowe, krokwie dachowe albo uzupełnienie konstrukcji ściany: jako podwalina, oczep, rama, nadproże okienne oraz drzwiowe. Sprawdzi się jako uzupełnienie konstrukcji dachu (płatew, kalenica, murłata, jętki, kleszcze, deska okapowa, deska czołowa, przewiązki). Materiał dostępny jest w wielu grubościach i rozmiarach, również w formie płyty do stosowania w systemach suchej zabudowy oraz systemach konstrukcyjnych.

  

• Co, zgodnie z Eurokodem 5, oznacza pojęcie LVL? Jakie zagadnienia należy uwzględnić przy projektowaniu konstrukcji wykonanych z tego materiału?

• LVL- Laminated Vener Lumber czyli fornir klejony warstwowo.

  W elementach o przekroju prostokątnym, których włókna wszystkich fornirów biegną w zasadzie w tym samy kierunku, należy uwzględnić wpływ wymiarów elementu na wytrzymałość przy zginaniu i przy rozciąganiu. W związku z tym, projektowanie i wymiarowanie konstrukcji z wykorzystaniem LVL praktycznie nie różni się istotnie od projektowania konstrukcji drewnianych wykonanych z drewna litego lub drewna klejonego warstwowo.

  Należy jednak zwrócić szczególną uwagę na wyróżnienie dwóch kierunków obciążenia prostopadłego do włókien:

  • kierunku odciążenia prostopadłego do powierzchni styku fornirów (flat) i
  • kierunku odciążenia równoległego do powierzchni styku fornirów (edge).

   

  W praktyce LVL traktujemy jako materiał anizotropowy, wyróżniając trzy kierunki obciążenia;

  • jeden wzdłuż włókien i
  • dwa kierunki w poprzek włókien (edge i flat),
  • w odróżnieniu od drewna litego i klejonego warstwowo, które w obliczeniach przyjmujemy jako ortotropowe, wyróżniając tylko dwa kierunki: wzdłuż i w poprzek włókien.

  Wymiarując konstrukcje z LVL należy pamiętać, że co do zasady, w elementach o przekroju prostokątnym, w których włókna wszystkich fornirów biegną w zasadzie w tym samym kierunku, należy uwzględnić wpływ wymiarów elementu na wytrzymałość przy zginaniu i przy rozciąganiu. W związku z tym w elementach zginanych i rozciąganych prawie zawsze musimy korygować wytrzymałość drewna.

• Jakie są bezpieczne kierunki i głębokości pęknięcia schnięcia lub pęknięcia skurczowe drewna?

• Pęknięcia skurczowe drewna (pęknięcia od wysychania) występują na skutek odmiennych właściwości drewna takich jak wytrzymałość czy stopień pęcznienia drewna w różnych kierunkach. Największej zmiany objętości doznaje drewno w kierunku stycznym w stosunku do przekroju drewna.

  Pęknięcia powstają wskutek naprężeń spowodowanych nierównomiernym skurczem drewna.

  Wielkość pęknięć i ich częstotliwość zależy od:

  • sprężystości drewna,
  • rodzaju drewna
  • struktury drewna,
  • rodzaju przetarcia,
  • czasu schnięcia,
  • warunków schnięcia,
  • sposobu utrwalenia powierzchniowego.

   

  Pęknięcia występują szczególnie wskutek szybkiego wysychania. Zbyt szybkie wysychanie w budynkach ogrzewanych występuje wówczas, gdy konstrukcja drewniana została wykonana z drewna o wilgotności 20-35%, a następnie wskutek włączenia ogrzewania wysycha relatywnie szybko i w sposób niekontrolowany do zwykłej wilgotności około 9%.

  Nie budząca obaw głębokość pęknięcia drewna, zależnie od rodzaju obciążenia i skłonności do pękania, wynosi około 45-80% miarodajnej szerokości przekroju poprzecznego.

  

   

  Położenie pęknięcia ma istotne znaczenie. Pęknięcie pionowe w przypadku obciążenia pionowego nie ma praktycznie znaczenia. Pęknięcia poziome natomiast może znacznie zmniejszyć nośność elementu. Dopuszczalne głębokość pęknięcia przy obciążeniu ścinającym, tj. z reguły w strefie przypodporowej, jest nieco mniejsza niż przy obciążeniu zginającym.

  Uniknąć pęknięć można poprzez:

  • stosowanie drewna bezrdzeniowego,
  • przejście przy dużych przekrojach na drewno warstwowe, sklejkę itp.
  • wykluczenie przedwczesnego, zbyt mocnego ogrzewania,
  • unikanie wysokiej wilgotności,
  • wbudowanie drewna o oczekiwanej wilgotności równowagi, przy czym średnią wilgotność drewna poniżej 20% można osiągnąć krótkoterminowo, natomiast poniże 16% tylko poprzez techniczne suszenie.

• Jakie są sposoby wzmacniania konstrukcji drewnianych?

• Tradycyjna

  • za pomocą elementów drewnianych

  Wzmocnienie belek drewnianych za pomocą nakładek drewnianych wykonuje się poprzez dołączenie do istniejącej belki elementów drewnianych o takiej samej wysokości jak istniejąca belka, dołączonych za pośrednictwem elementów drewnianych oraz metalowych

  • za pomocą elementów stalowych

  Wzmocnienia z zastosowaniem elementów stalowych można podzielić na dwie grupy: wzmocnienie na całej długości elementu oraz wzmocnienie tylko w obszarze uszkodzonego fragmentu. W przypadku pierwszej grupy najczęściej kształtowniki stalowe mocuje się na powierzchniach bocznych (jednostronnie lub dwustronnie) lub na krawędziach elementu

  Zbrojenie prętami oraz blachami wklejamy w specjalnie przygotowane otwory pręty stalowe.

  Pręty zbrojeniowe powinny być wykonane ze stali żebrowanej. Pręty wklejane są w belkę za pomocą klejów epoksydowych, które charakteryzują się dobrą przyczepnością do drewna i stali. Wklejanie blach, do czoła lub do środka na kompozycie epoksydowym

  Wklejanie kompozytów metodą iniekcyjną

  Sznur aramidowy

•  Jakie są metody impregnacji drewna oraz BHP?

• Prace impregnacyjne drewna powinny spełniać pewne wymagania:

  Roboty impregnacyjne lub odgrzybieniowe powinny być prowadzone po zapoznaniu się z instrukcją stosowanego środka.

  Teren, na którym są prowadzone roboty impregnacyjne lub odgrzybieniowe powinien uniemożliwiać skażenie środowiska w przypadku rozlania impregnatu.

  Nie wolno prowadzić na tym samym stanowisku pracy innych robót, a teren należy odpowiednio oznakować.

  Roboty budowlane, związane z impregnacją drewna lub innych materiałów, mogą wykonywać osoby zapoznane z występującymi zagrożeniami i instrukcją producenta, dotyczącą posługiwania się stosownymi środkami impregnacyjnymi.

  Osoby wykonujące prace impregnacyjne i odgrzybieniowe powinny posiadać dopuszczenie przez lekarza medycyny pracy do wykonywania takich czynności.

  W miejscu wykonywania robót impregnacyjnych jest niedopuszczalne:

  • używanie otwartego ognia,
  • palenie tytoniu,
  • spożywanie posiłków.

  Przygotowanie impregnatów i prowadzenie robót powinno odbywać się w oddzielnych pomieszczeniach lub na wydzielonych stanowiskach pracy pod zadaszeniem.

  Pomieszczenia zamknięte powinny być wyposażone w wentylację grawitacyjną i, w miarę potrzeby, w wentylację mechaniczną.

  W pomieszczeniach zamkniętych powinna być zapewniona kontrola stężenia substancji i preparatów chemicznych w powietrzu. Wartości tych stężeń w środowisku pracy nie mogą przekraczać najwyższych dopuszczalnych stężeń.

  Na otwartym powietrzu stanowisko pracy powinny być wydzielone, właściwie oznakowane i zabezpieczone poręczami przed wejściem osób postronnych.

  Miejsca należy zaopatrzyć w sprzęt przeciwpożarowy dostosowany do rodzaju impregnatu.

  Niezwłocznie po zakończeniu robót impregnacyjnych oraz w przerwach przeznaczonych na posiłki osobom, wykonującym. roboty należy umożliwić umycie się ciepłą wodą i korzystanie ze środków higieny osobistej.

  Miejsca i pomieszczenia przeznaczone do impregnacji należy zaopatrzyć w sprzęt do gaszenia pożarów oraz ogrodzić i ustawić odpowiednie tablice ostrzegawcze.

   

  Jeżeli do impregnacji używane są środki olejowe, w celu rozrzedzenia należy je podgrzewać na słabym ogniu, w naczyniach z pokrywami lub w beczkach z wykręconym czopem, pod nadzorem wykwalifikowanego pracownika. W czasie podgrzewania należy chronić olej przed opadami atmosferycznymi i nie można przekroczyć temperatury zapłonu tego środka:

  • roztwory wodne soli (stosowane jako środki odgrzybieniowe) oraz płyny oleiste można podgrzewać na otwartym ogniu w odległości nie mniejszej niż 10 m od obiektów murowanych i 15 m od obiektów drewnianych, a podgrzewanie pasty impregnacyjnej może odbywać się wyłącznie w specjalnie do tego celu przeznaczonych naczyniach.
  • osoby wykonujące te prace powinny być wyposażone w środki ochrony indywidualnej,
  • zabronione jest zbliżanie się do otwartego ognia w odzieży zanieczyszczonej impregnatem, a podgrzewany impregnat może być pobierany wyłącznie po zgaszeniu otwartego ognia.

   

  Sprzęt ciśnieniowy, służący do natrysku i opryskiwania, powinien odpowiadać wymaganiom dla urządzeń ciśnieniowych. W czasie wykonywania robót impregnacyjnych i odgrzybieniowych metodą iniekcji należy przestrzegać przepisów dotyczących robót z urządzeniami ciśnieniowymi.

  W przypadku stosowania metody zanurzeniowej załadowywanie i wyładowywanie drewna z wanien i basenów powinno być zmechanizowane, a po napełnieniu drewnem wanny i baseny powinny zostać przykryte. Wchodzenie do basenów i wanien w celu wykonania prac konserwacyjnych jest możliwe wyłącznie po ich opróżnieniu i przewietrzeniu, a wchodzący pracownicy powinni być asekurowani i zabezpieczeni linką bezpieczeństwa.

  W miejscu wykonywania robót powinna znajdować się apteczka podręczna, zaopatrzona w szczególności w środki przeciw oparzeniom i zatruciom oraz środki opatrunkowe, a ponadto powinien być tam umieszczony numer telefonu najbliższego punktu pomocy medycznej.

•  Jakie są metody nasycania powierzchniowego?

• Metoda kąpieli to powszechnie stosowany sposób powierzchniowego impregnowania drewna. Polega ona na nasycaniu drewna przez całkowite zanurzenie w określonym środku impregnacyjnym. Czas pozostawania drewna w preparacie zależy przede wszystkim od jego zdolności penetracji w drewno i wynosi od kilku do kilkudziesięciu minut. Temperatura podczas impregnacji powinna być dodatnia, przy czym zależy ona od użytego preparatu. Najczęściej nasycanie metodą kąpieli prowadzi się w temperaturze pokojowej. Drewno impregnuje się zwykle w specjalnych wannach wykonanych z materiałów odpornych na działanie chemikaliów, a jego załadowanie i wyładowanie powinno się odbywać w sposób zmechanizowany.

  Metoda smarowania (malowania) polega na kilkakrotnym posmarowaniu całej powierzchni materiału cieczą impregnacyjną. Smarowanie powierzchni drewna wykonuje się za pomocą pędzla lub szczotki o przedłużonej rękojeści.

  Metoda polewania to kolejny sposób powierzchniowego impregnowania drewna. Polega ona na nanoszeniu preparatu za pomocą urządzenia natryskowego na całą powierzchnie zabezpieczanego materiału w sposób całkowicie zmechanizowany. Czas polewania i jego częstotliwość zależą od rodzaju drewna oraz zastosowanego środka. Jednym z wysoko zaawansowanych technicznie wariantów tej metody jest realizowany w układzie zamkniętym natrysk elektrostatyczny lub wielostrumieniowe polewanie. Ten ostatni sposób stosuje się na przykład do preparatów wodorozcieńczalnych.

  Metody wgłębnego nasycania drewna - Metody próżniowo-ciśnieniowe - zasada metod ciśnieniowego nasycania polega na tym, że na drewno znajdujące się w hermetycznie zamkniętym zbiorniku wywiera się wstępnie podciśnienie, następnie wprowadza ciecz impregnacyjna, tak aby drewno było całkowicie przykryte, potem wytwarza się nadciśnienie w celu zwiększenia wnikania cieczy w głąb drewna. Po wypompowaniu cieczy ze zbiornika ciśnieniowego ponownie wywiera się podciśnienie, ale już na drewno nasycone impregnatem.

• Jakie łączniki stosowane są w konstrukcjach drewnianych?

• Prawidłowo wykonane złącze zapewnia przeniesienie z jednego elementu na drugi, sił powstających na skutek działania obciążeń. Stykające się ze sobą płaszczyzny łączonych elementów powinny do siebie ściśle przylegać, aby zapewnić właściwą wytrzymałość i sztywność połączenia. W konstrukcjach drewnianych stosuje się następujące rodzaje połączeń:

  • łącznikowe,
  • klejone,
  • wrębowe.

   

  W złączach łącznikowych do łączenia elementów stosowane są łączniki mechaniczne. Ze względu na ich rodzaj złącza łącznikowe można dzielić na :

  • sworzniowe,
  • wkładkowe,
  • na skowy.

   

  W złączach sworzniowych elementy łączone są na gwoździe, wkręty, kołki drewniane, sworznie stalowe pełne i rurowe.

   

  Najczęściej stosowanymi obecnie wkładkami łącznikowymi są wciskane w łączone elementy pierścienie zębate lub płytki kolczaste.

  Skowy to odpowiednio ukształtowane blachy lub płaskowniki stalowe mocowane do łączonych elementów z drewna za pomocą wkrętów lub gwoździ. Mogą być stosowane także, podobne do płytek kolczastych, blachy z kolcami. Powierzchnie elementów stalowych należy zabezpieczyć przed korozją przez ocynkowanie lub wykonanie innej powłoki metalicznej.

  Wszystkie złącza typu łącznikowego należy wykonywać zgodnie z rysunkami technicznymi łączonych elementów, na których podano dokładnie sposób ich usytuowania, układy, średnice i wielkości gwoździ, sworzni, wkrętów, śrub lub wkładek.

  Gwoździe są powszechnie stosowanymi łącznikami elementów cienkich takich jak deski i bale. Wyrabiane są one ze stali niestopowej o trzpieniach okrągłych i kwadratowych, gładkich i skręconych, o grubości 1 ÷ 13 mm oraz długości 8 ÷ 300 mm. W robotach ciesielskich do łączenia elementów drewnianych przeznaczone są:

  • gwoździe walcowane hartowane z główką płaską i stożkową,
  • gwoździe paletowe walcowane stosowane do łączenia elementów konstrukcyjnych,
  • gwoździe paletowe kwadratowe skręcane stosowane do łączenia elementów konstrukcyjnych oraz palet drewnianych, gwoździe z podwójnym łbem stosowane do zbijania deskowań.

• Jakie są łączniki należące do grupy łączników trzpieniowych (sworzniowych) i ogólne zasady oraz problemy ich projektowania?

• Do grupy łączników trzpieniowych objętych EC5 należą: gwoździe okrągłe gładkie i profilowane, zszywki, sworznie, śruby i wkręty.

  Podczas wymiarowania należy uwzględnić rodzaj łączonych materiałów (drewno-drewno, drewno-płyta, drewno-stal), ilość płaszczyzn cięcia i ewentualna głębokość zakotwienia (gwoździ, wkrętów czy tez zszywek).

  Dodatkowy problem to rozplanowanie z uwzględnieniem minimalnych rozstawów i krawędzi obciążonych. Parametry niezbędne do wymiarowania nośności są podane w normie EC 5 lub producentów.

•  W jaki sposób łączy się elementy drewniane? Naszkicować 1 połączenie.

• Elementy drewniane mogą być połączone za pomocą:

  Łączników trzpieniowych: gwoździe, wkręty, sworznie, zszywki, śruby, blachy stalowe (skowy),

  

  Łączników mechanicznych: płytki kolczaste, pierścienie (jednostronne, dwustronne),

  Połączeń klejonych,

  Złączy ciesielskich: złącza wrębowe przedłużające elementy poziome (połączenia wzdłużne), złącza wrębowe przedłużające elementy pionowe (połączenia pionowe wzdłużne), powiększające ich wymiary: szerokość i wysokość, złącza narożne, złącza na wrąb pod kątem.

•  Jakie są połączenia ciesielskie elementów drewnianych?

• Połączenia ciesielskie stosowane są od dawnych czasów. Konstrukcja więźby dachowej przez wieki łączona była w całość za pomocą tradycyjnych łączy ciesielskich. Połączenia ciesielskie polegają na wykonaniu w drewnianych elementach, które mają być ze sobą połączone, różnych wcięć.

  Każde złącze ciesielskie czy inżynierskie ma swój kształt i wymiary i jest wzmocnione dodatkowym elementem ( kołek , śruba, klamra ), który ma obowiązek uniemożliwienie przesuwania się względem siebie połączonych ze sobą elementów konstrukcyjnych.

  Podstawowe złącza ciesielskie można podzielić na ;

  • -złącza wzdłużne poziome i pionowe,
  • - złącza poprzeczne pod kątem prostym i ukośnym,
  • - złącza narożne,
  • - złącza na wrąb pod kątem,

  

  Przykładami połączeń ciesielskich mogą być połączenia: na czop, zakładkę prostą lub wrąb.

  Poszczególne połączenia wymagają bardzo dużej precyzji wykonania, ponieważ każde obniża wytrzymałość elementów o mniej więcej 20-30%. Poza tym wycięcia w krawędziakach nie mogą być głębsze niż 1/3 wysokości przekroju, aby zanadto nie osłabić elementu więźby. Złącza ciesielskie często dodatkowo wzmacnia się kołkami drewnianymi lub śrubami. Kołki drewniane stosuje się tam, gdzie konstrukcja może być narażona na korozję stali, więc nie mogą być zastosowane śruby czy gwoździe. Kołki powinny być wykonane ze zdrowego bezsęcznego drewna oraz mieć średnicę 10-50 mm. Tradycyjne złącza ciesielskie łączy się również na klej. Dzięki temu konstrukcja nie jest osłabiona wycięciami ani elementami łączącymi, a poszczególne jej części przylegają do siebie na całej powierzchni.

• Omów połączenie ciesielskie na wrąb.

• Złącza wrębowe należą do najstarszych typowych złączy stosowanych w robotach ciesielskich. Obecnie coraz częściej, w celu wzmocnienia połączenia, stosowane są oprócz kołków drewnianych śruby, klamry, chomąta, strzemiona, opaski. Złącza wrębowe wymagają dokładnego wykonania. Na stykach elementów nie mogą powstać szczeliny, w które mogłaby wnikać wilgoć przyspieszająca ich korozję biologiczną. Połączenia te wykonywane są w celu  zespolenia elementów lub zwiększenia ich wymiarów.

   

  Wśród połączeń zwiększających wymiary elementu występują połączenia:

  • przedłużające elementy poziome (połączenia wzdłużne),
  • przedłużające elementy pionowe (połączenia pionowe wzdłużne),
  • powiększające ich wymiary: szerokość i wysokość.

   

  Natomiast w celu zespolenia elementów wykonywane są następujące typy złączy elementów leżących:

  • w jednej płaszczyźnie poziomej,
  • w płaszczyźnie pionowej pod kątem prostym i pod kątem ostrym,
  • w płaszczyźnie ukośnej.

   

  Przedłużanie elementów poziomych i pionowych

  Przedłużenia elementów poziomych oraz pionowych można dokonać wykonując różne rodzaje styków. Podstawowym i najprostszym rodzajem łączenia belek na długości jest styk: prosty lub ukośny, w którym kąt nachylenia powierzchni styku do poziomu nie może być jednak mniejszy niż 60°. Wykonywane są także styki z wcięciem pojedynczym, dla których kąt wcięcia nie może być mniejszy niż 120° oraz styk z wcięciem podwójnym. Są to styki, jakie mogą być wykonywane w połączeniach elementów poziomych, które nie będą one poddawane działaniu sił rozciągających i zginających (np. w przypadku łączenia podwaliny, łączenia belek w miejscu oparcia na ścianie, słupie czy podciągu).

   

  

  W przypadku, gdy złącze może być poddane działaniu sił rozciągających lub zginających, w celu przedłużenia elementów stosowane są połączenia na zakładki i zamki. Zakładki są prostsze do wykonania i z tego względu stosowane są częściej od zamków. Aby uniknąć rozsunięcia łączonych elementów, zakładki proste i ukośne wzmacniane są kołkami z twardego drewna lub śrubami.

  Elementy pracujące na wyboczenie w płaszczyźnie poziomej łączyć należy na zakładki proste z wcięciem, proste z czopem czołowym i proste nasuwane z czopem czołowym ukrytym. Zakładki proste z czopami wewnętrznymi mogą przenosić także niewielkie obciążenia zginające.

  Większe obciążenia rozciągające przenoszą zamki. Zamki z czopami wewnętrznymi nie rozsuwają się także w kierunku poprzecznym. Zamki wykonywane są o różnej konstrukcji. W połączeniach ciesielskich wykonywane są zamki proste, proste z klinem, ukośne i ukośne z czopem wewnętrznym, zasuwane i łubkowe.

  Złącza na zakładki i zamki powinny być stosowane w belkach, ponieważ mogą pracować na rozciąganie oraz czasami na zginanie.

• Jakie są zasady klejenia drewna warstwowo oraz rodzaje złącz klejonych?

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

  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 wymagana długość, nanoszony jest klei 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.

   

  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
  • ze 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.

•   Omów wymiarowanie połączenia na wrąb ze względu na ściskanie.

• Siłę ściskającą S, działającą na powierzchnię czołową z reguły rozkłada się na siłę normalną N i siłę poprzeczną (tnącą) T. Przy wymiarowaniu połączenia uwzględnia się tylko siłę normalną N, gdyż siła tnąca jest przenoszona przez siłę tarcia na powierzchni czołowej.

  

  

  Ze względów praktycznych często w odniesieniu do zaciosów nie podaje się żadnych wartości dopuszczalnych obciążeń, a tylko wymaganą głębokość nacięcia t_V i długość odcinka belki przed zaciosem. W tablicy 1, obok dokładnego sposobu obliczenia, podano także wzory przybliżone do ustalenia głębokości zaciosu. Te ostatnie umożliwiają szybkie obliczenie i dla warunków praktycznych są wystarczająco dokładne, jeśli kąt połączenia belek zawiera się w przedziale od 30st. do 60st.

   

• Gdzie i jak w analizie konstrukcji drewnianych uwzględniamy problem elementów podciętych?

• Przy sprawdzaniu nośności elementów należy uwzględnić koncentrację naprężeń wywołaną podcięciami.

  Wpływ koncentracji naprężeń można pominąć w następujących przypadkach:

  • rozciągania lub ściskania wzdłuż włókien,
  • zginania, gdy krawędź podcięta jest rozciągana, lecz nachylenie skosu nie przekracza 1:10, tzn. gdy i >= 10,
  • zginania, gdy krawędź podcięta jest ściskana.

  W przypadku belek o przekroju prostokątnym, w których włókna drewna są na ogół równoległe do długości elementu, naprężenia ścinające na podporze podciętej należy obliczać dla wysokości zredukowanej hef.

  Weryfikacja zastosowanego podcięcia polega na sprawdzeniu warunku na tau (wzór poniżej)

  Jeśli podcięcie nad podporą jest tak usytuowane, że na skutek zginania rozciągane są włókna dolne osłabionego przekroju (rys.6a), to do wytrzymałości należy stosować współczynnik korekcyjny kv..

  
  

   

  gdzie:

  k_v - współczynnik redukcyjny o następujących wartościach:

  i - nachylenie skos belki

  h- wysokość belki [mm]

  x- odległość od punktu przyłożenia reakcji od początku skosu [mm]

  alfa=h_ef/h

  k_n:

  • 4,5 dla LVL
  • 5 dla drewna litego
  • 6,5 dla drewna klejonego warstwowo

   

• Jakie sytuacje obliczeniowe należy uwzględniać w projektowaniu elementów konstrukcji drewnianych?

• Sytuacje stałe i przejściowe należy uwzględniać w projektowaniu elementów konstrukcji drewnianych

• Jakie są wielkości minimalnego przekroju poprzecznego netto jednolitego elementu konstrukcji nośnej z drewna?

• Wielkość minimalnego przekroju poprzecznego netto jednolitego elementu konstrukcji nośnej z drewna wynosi min 4000mm² przy grubości nie mniejszej niż 38mm.

• W jakiej postaci projektuje się usztywnienia połaciowe konstrukcji drewnianych?

• W postaci kratowych wiązarów połaciowych.

• Jakie są graniczne smukłości drewnianych elementów ściskanych?

• Smukłość oblicza się na podstawie wzoru:

  

  Graniczna smukłośc poszczególnych elementów drewnianych wynosi:

  • pręty jednolite 150,
  • pręty złożone na podatnych łącznikach 175,
  • wiatrownice, tężniki 200.

• Czy ocena wizualna jest wykorzystywana przy klasyfikacji wytrzymałościowej drewna?

• Tak jest jedną z klasyfikacji.

• Jaki jest minimalny wymiar przekroju poprzecznego elementu konstrukcji drewnianej w miejscach osłabionych?

• Minimalny wymiar przekroju poprzecznego elementu konstrukcji drewnianej w miejscach osłabionych jest nie mniejszy niż 30mm, stanowić 50% grubości przy osłabieniach symetrycznych, oraz 60% grubości przy osłabieniach niesymetrycznych.

• Czy w obliczeniach statycznych słupów jednolitych, drewnianych, ściskanych należy uwzględnić wpływ wyboczenia powodowanego przez przypadkową krzywizną pręta?

• Tak, należy uwzględnić wpływ wyboczenia powodowanego przez przypadkową krzywiznę pręta.

• Jakie są założenia analizy statycznej uproszczonej dla drewnianych dźwigarów kratowych?

• Założenia analizy statystycznej uproszczonej dla drewnianych dźwigarów kratowych są następujące:

  • wyznaczenie sił osiowych przy założeniu przegubowych węzłów
  • momenty zginające w elementach jednoprzęsłowych przy założeniu, że węzły końcowe są przegubowe
  • momenty zginające w elementach ciągłych przy założeniu swobodnego podparcia w każdym złączu
  • redukcja o 10% momentów zginających w węzłach-uwzględnienie przemieszczeń i niepełnej sztywności węzłów.

• Jakie warunki muszą być spełnione, aby można było zastosować analizę statyczną uproszczoną dla dźwigarów drewnianych o siatce trójkątnej?

• Założenia stosowania analizy statycznej uproszczonej dla dźwigarów drewnianych o siatce trójkątnej:

  • obwiednia ustroju nie zawiera kątów wklęsłych,
  • podpora znajduje się w obrębie odległości a1, a odległość a2, pokazana na rys, nie przekracza większej z wartości: a1/3 lub 100 mm,
  • całkowita wysokość dźwigara jest większa niż 0,15 rozpiętości i 10-krotna maksymalna wysokość elementów zewnętrznych.

  

• Ile powinna wynosić średnica gwoździ w elementach drewnianych złączy konstrukcyjnych?

• Średnica gwoździ powinna wynosić w granicach 1/6 do 1/11 cieńszego elementu złącza.

•  Ile powinna wynosić minimalna grubość elementów złączy ze stali, a ile ze sklejki?

• Minimalna grubość nakładek lub wkładek stalowych w złączu wynosi 2mm, ze sklejki 8mm, z twardych płyt pilśniowych 5mm, z płyt wiórowych 10mm.

• Ile wynosi wartość graniczna ugięć dla elementów drewnianych stropu nie tynkowanego i tynkowanego?

• Graniczna wartość ugięć dla elementu drewnianego wynosi odpowiednio:

  • strop tynkowany -L/300 ,
  • strop nietynkowany- L/250.

• Od czego zależy rozstaw łączników w konstrukcjach drewnianych?

• Eurocod 5 zależy od odległości:

  a₁- wzdłuż włókien

  a₂- w poprzek włókien

  a_3,t- koniec obciążony

  a_3,c- koniec nieobciążony

  a_4,t-krawędź obciążona

  a_4,c-krawędź nieobciążona.

  

• Co to jest ścinanie blokowe w konstrukcjach drewnianych?

• W przypadku złączy stal-drewno, o wielu łącznikach obciążonych siłą zawierającą składową równoległą do włókien i usytuowanych w pobliżu końca elementu drewnianego, określa się za pomocą charakterystycznej nośności blokowej na ścinanie, odpowiadającą zniszczeniu po obwodzie grupy łączników.

• Rozpiętości konstrukcyjne w konstrukcjach drewnianych na przykładzie płatwi. Kiedy możemy je uznać za swobodnie podparte?

• Płatwie zazwyczaj projektuje się jako belki swobodnie podparte jednoprzęsłowe, rozcięte na podporach i podparte mieczami. Jeżeli chodzi o rozpiętość to ustala się ją w zależności o typu więźby, typu pokrycia i np. rozkładu pomieszczeń.

• Jaki powinien być minimalny przekrój poprzeczny elementów konstrukcyjnych z drewna litego?

• Według normy minimalny przekrój poprzeczny netto jednolitego elementu konstrukcji nośnej, za wyjątkiem łat dachowych, powinien wynosić nie mniej niż 4000 mm², jego grubość nie powinna być mniejsza niż 38 mm.

• Co to jest reologia konstrukcyjnych elementów drewnianych?

• Reologia konstrukcyjnych elementów drewnianych jest to ich możliwość do ulegania plastycznych deformacjom oraz płynięciu materiału. Drewno jest materiałem który cechuje bardzo wysoka reologiczność, ponieważ jest ono zbudowane z celulozy oraz ligniny. Procesy reologiczne w drewnie intensyfikują się wraz ze wzrostem agresywnego działania mikroorganizmów w jego strukturze, co z kolei może być wywołane przez np. częste zawilgocenie elementów. W związku z tym zwłaszcza w starych obiektach budowlanych - a dokładniej ich konstrukcjach drewnianych - zauważa się silne działanie reologiczne mikroorganizmów, co prowadzi do narastania odkształceń które są swego rodzaju miarą degradacji drewna. Podatność drewnianych elementów konstrukcyjnych na pełzanie (powolne zmienianie kształtu ciała wskutek działania stałych, długotrwałych obciążeń, mniejszych niż granica sprężystości materiału; wynikające właśnie - w przypadku drewna -  z działania procesów reologicznych) jest większa wtedy, gdy do zawilgocenia dojdzie w ustalonym staniu pełzania niż przed nim. 

  Wzrost działalności mikroorganizmów w procesach reologicznych drewna ma zawsze przełożenie na jego właściwości konstrukcyjne, prowadząc do ich deformacji uniemożliwiających z czasem prawidłowe jej eksploatowanie. 

  Właściwości reologiczne drewna powinny być brane pod uwagę na etapie projektowania konstrukcji drewnianych, należy dążyć do zapobiegania nasiąkaniu drewna wilgocią występującą w środowisku (np. impregnując je odpowiednio) co będzie miało przełożenie na jego trwałość i w konsekwencji właściwości konstrukcyjne. 

  Bezwzględnie należy brać pod uwagę procesy reologiczne drewna przy ocenie stanu technicznego zabytkowych konstrukcji drewnianych, ponieważ postępują one wraz z wiekiem wykorzystanego drewna.