Post on 28-Feb-2019
Właściwości drewna 2009-10-15
dr inż. Dorota KRAM 1
Budowa Budowa Budowa Budowa Budowa Budowa Budowa Budowa
i wi wi wi wi wi wi wi włłaaaaaaaaśściwociwociwociwociwociwociwociwośści ci ci ci ci ci ci ci
drewnadrewnadrewnadrewnadrewnadrewnadrewnadrewna
wycinek z życia jednej sosny
1 1913 zawiązanie
2 1918 szybki wzrost bez utrudnień ze strony otoczenia
3 1923drzewo przechyliło się a przyrosty odzwierciedlają silne
oddziaływanie z jednej strony
4 1933drzewo rośnie znowu prosto, jednak odczuwa
konkurencję przy pozyskiwaniu wody
5 1936konkurencyjne drzewa znikały na skutek wycinki,
silnych wiatrów itp.
6 1939przez las przeszedł pożar ściółki, zachowała się wewnętrzna warstwa - kora chroniąca drzewo
7 1951długotrwała susza spowodowała, że przyrosty roczne
zacieśniły się
8 1966dalsze zacieśnienie usłojenia następuje na skutek
inwazji insektów1975 drzewo w wieku 62 lat zwaliło się na skutek choroby
SKĄD TE WŁAŚCIWOŚCI SIĘ BIORĄ ???
http://technikseiten.hsr.ch/
świerk sosna
gęstość przy wilgotności 12-15% -540-720-910 kg/m³
gęstość przy wilgotności 12-15% -330-510-890kg/m³
modrzew
gęstość przy wilgotności 12-15% -440-590-850 kg/m³
buk
gęstość przy wilgotności 12-15%-430-690-960 kg/m³
dąb
gęstość przy wilgotności 12-15% -340-470-680kg/m³
Gatunki drewnawybrane przykłady dla potrzeb budownictwa
Picea abies Karst
wysokość do 45 mśrednica do 120 cm
Pinus sylvestris L.
wysokość do 50 mśrednica do 200 cm
Larix decidua Mill.
wysokość do 40 mśrednica do 150 cm
Fagus silvatica L.
wysokość do 40 mśrednica do 100 cm
Quercus robur L.
wysokość do 50 mśrednica do 200 cm
Budowa drewna iglastegoBudowa drewna iglastego
Przekrój styczny
Przekrój promienisty
Przekrój poprzeczny
http://technikseiten.hsr.ch/fileadmin/technikseiten/Bibliotheken/Materialberichte/holz/Holz_2.pdf
Budowa drewna li ściastegoBudowa drewna li ściastego(brzoza)(brzoza) Przekrój poprzeczny
Przekrój promienisty
Przekrój styczny
WILGOĆ
•wilgotność otoczenia •wilgotność bezwzględna
materiału•higroskopijność
•nasiąkliwość???
Właściwości drewna 2009-10-15
dr inż. Dorota KRAM 2
Wilgotno ść bezwzgl ędna – wyrażony w % stosunek masy wody zawartej w materiale do masy całkowitej wysuszonego materiału
mw – masa drewna wilgotnego [kg]mo – masa drewna całkowicie wysuszonego [kg]
drewno całkowicie wysuszone nie występuje w naturze, wilgotność równą 0 można uzyskać przez suszenie drewna w temperaturze 103 0C
drewno suszone na otwartej przestrzeni i osłonięte od opadów atmosferycznych osiąga w polskich warunkach klimatycznych wilgotność 12-20 %
stan równowagi higroskopijnej w zależnie od gatunku drewna osiąga 22-35%
dwa zakresy wilgotno ści drewna1. kapilarny (powyżej nasycenia włókien –
większość właściwości drewna nieniezmienia się)
2. higroskopijny (poniżej nasycenia wł.-większość właściwości drewna ulega ulega zmianiezmianie) w tym zakresie drewno dąży do zachowania stanu równowagi
Budownictwo ogólne tom 1 - Arkady
wilgotność równoważna drewna
Wilgotno ść drewna w przekrojuWilgotno ść drewna w przekroju
Rozkład wilgotności w drewnieklejonym warstwowo pracującego
w warunkach pływalni
Rozkład wilgotności w drewnieklejonym warstwowo do 20 dniachskładowania w warunkach normalnych
GATUNEK DREWNA
GŁĘBOKOŚĆ WNIKANIA WODY W DREWNO PRZEZ POWIERZCHNIĘ [MM]
CZOŁOWĄPROMIENIOW
ĄSTYCZNĄ
SOSNA (BIEL)SOSNA (TWARDZIEL)ŚWIERK (BIEL)DĄB (BIEL)DĄB (TWARDZIEL)BRZOZAJESION (BIEL)JESION (TWARDZIEL)
1512151061187
1--11111
1--11111
NASIĄKLIWOŚĆ drewna litego ma ograniczone znaczeniew porównaniu z materiałami drewnopochodnymi, gdzienasiąkliwość i pęcznienie uważa się za bardzo ważnekryteria jakościowe
zależność pęcznienia drewna świerkowego w trzech głównych kierunkach anatomicznych od wilgotności równoważnej1. pęcznienie w kierunku
podłużnym2. pęcznienie w kierunku
promieniowym3. pęcznienie w kierunku
stycznym
ZMIANY CECHWRAZ ZE WZROSTEM
WILGOTNOŚCI DREWNA
http://facta.junis.ni.ac.rs/aace/aace99/aace99-10.pdf
Wytrzymałość i skręcone włókna1 ściskanie2 zginanie3 rozciąganie
Zależność wytrzymałości drewna od zmiany wilgotności
Właściwości drewna 2009-10-15
dr inż. Dorota KRAM 3
ZMIANY CECH wraz ze wzrostem GĘSTOŚCI
Wytrzymałość a gęstośćdla różnych gatunków drewna
Wpływ temperatury i wilgotności na wytrzymałość
rozciąganie
ściskanie wzdłuż włókien
ścinanie wzdłuż włókien
zginanie
Moduł sprężystości a temperatura
Wpływ czasu trwania obciążenia na nośność
PĘKNIĘCIA
DIN4074
Właściwości drewna 2009-10-15
dr inż. Dorota KRAM 4
DEFORMACJE PODATNOŚĆ NA PODATNOŚĆ NA TECHNICZNE SZKODNIKI TECHNICZNE SZKODNIKI
DREWNADREWNA
Korozja biologiczna• butwienie (w skutek występujących w
drewnie bakterii następuje przebarwienie drewna)
• grzyby• owady
zagadnienia odporno ści ogniowejzagadnienia odporno ści ogniowejosobna prezentacja
Właściwości drewna 2009-10-15
dr inż. Dorota KRAM 5
Pozyskiwanie drewna budowlanego Pozyskiwanie drewna budowlanego -- sortyment tarcicysortyment tarcicy
a) Deskib) Balec) Krawędziakid) Belkie) Łaty PN-D-96000:1975 Tarcica iglasta ogólnego przeznaczenia
Cechy wytrzymałościowe
drewno
wg pracy Krzysika
WYTRZYMAŁOŚCI DORAŹNE
Wartości charakterystyczneWartości charakterystyczne dla drewna litego i klejonego oraz materiałów drewnopochodnych Xk należy przyjmować wg p. 2.1 normy PN-B-03150:2000 (która odpowiada kwantylowi założonego rozkładu statystycznego …
np. Wartości charakterystyczne wytrzymałości określa się
jako kwantyle 5%, otrzymane z badań trwających przez 300 s z zastosowaniem próbek o wilgotności równowagowej odpowiadającej temperaturze i wilgotności względnej powietrza, odpowiednio 200C i 65%
http://facta.junis.ni.ac.rs/aace/aace99/aace99-10.pdf
Właściwości drewna 2009-10-15
dr inż. Dorota KRAM 6
2.4.1 Wartości obliczeniowe właściwości materiałów
Wartość obliczeniową Xd właściwości materiału określa się wg wzoru
M
kd
XkX
γ⋅= mod
gdzie: γM – częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla właściwości materiału, w tym dla drewna i materiałów drewnopochodnychkmod – częściowy współczynnik modyfikacyjny, uwzględniający wpływ na właściwości wytrzymałościowe czasu trwania obciążenia i zawartości wilgoci w konstrukcji, zależny od klasy użytkowania konstrukcji i od klasy trwania obciążenia
obecnie pkt. 3.2.2
EUROKOD 5-1-1 tabela 2.3zostanie omówiona później
wg PN-B-03150:2000 3.2.3 Klasy użytkowania konstrukcjiKonstrukcję należy przypisywać do jednej z klas użytkowania
• Klasa użytkowania 1 – charakteryzuje się wilgotnością w materiale odpowiadającą temperaturze 200C i wilgotnością względną otaczającego powietrza przekraczającą 65% tylko przez kilka tygodni w roku
• Klasa użytkowania 2 – charakteryzuje się wilgotnością w materiale odpowiadającą temperaturze 200C i wilgotnością względną otaczającego powietrza przekraczającą 85% tylko przez kilka tygodni w roku
• Klasa użytkowania 3 – odpowiada warunkom powodującą wilgotność drewna wyższą niż odpowiadającą klasie użytkowania 2
W klasie 1 przeciętna zawartość wilgoci w większości gatunkow drewna iglastego nie przekracza 12%W klasie 2 przeciętna zawartość wilgoci w większości gatunkow drewna iglastego nie przekracza 20%Klasa użytkowania 3 dotyczy tylko wyjątkowych przypadków konstrukcji uważanych za przypisane do tej klasy
EU
RO
KO
D 5
-1-1
pkt
. 2.3
.1.3
zost
anie
om
ówio
na p
óźni
ej
wg PN-B-03150:2000
3.2.4(2) Klasy trwania obci ążeniaKlasy trwania obci ążenia określone są przez efekt stałego obciążenia, działającego przez określony przedział czasu w okresie użytkowania konstrukcji. Dla oddziaływań zmiennych właściwą klasę wyznaczać należy na podstawie oszacowania związku między typową zmiennością obciążenia w czasie i właściwościami reologicznymi materiału.
wg PN-B-03150:2000
EUROKOD 5-1-1 tabela 2.2zostanie omówiona później
3.2.5 Współczynniki modyfikacyjne dla klas użytkowania i czasu trwania obciążenia
(1) Należy posługiwać się wartościami współczynników modyfikacyjnych kmod podanymi w tablicy 3.2.5
(2)(2) Jeżeli kombinacja obci ążeń zawiera Jeżeli kombinacja obci ążeń zawiera oddziaływania nale żące do ró żnych klas trwania oddziaływania nale żące do ró żnych klas trwania obci ążenia, zaleca si ę przyjmowanie warto ści obci ążenia, zaleca si ę przyjmowanie warto ści kkmodmod odpowiednio do oddziaływania o odpowiednio do oddziaływania o najwi ększej warto ści wyst ępującej w kombinacji najwi ększej warto ści wyst ępującej w kombinacji obci ążeń, po zastosowaniu współczynników obci ążeń, po zastosowaniu współczynników jednoczesno ści ich wyst ępowania jednoczesno ści ich wyst ępowania (PN(PN--BB--03150:2000/Az2:2003) 03150:2000/Az2:2003)
wg PN-B-03150:2000
EUROKOD 5-1-1 pkt. 2.3.2zostanie omówiona później