K O N S T R U K C J E B U D O W L A N E II - WYKŁAD 6 -

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "K O N S T R U K C J E B U D O W L A N E II - WYKŁAD 6 -"

Ludwika Witek
7 lat temu
Przeglądów:

1 K O N S T R U K C J E B U D O W L A N E II - WYKŁAD 6 - Ogólna charakterystyka budownictwa drewnianego, rys historyczny. Drewno jako materiał budowlany. Gatunki i własności mechaniczne drewna. Ogólne zależności do wymiarowania elementów konstrukcji drewnianych: stan graniczny nośności (rozciąganie, zginanie, ściskanie), stan graniczny użytkowania wg EC

2 1. Ogólna charakterystyka budownictwa drewnianego, rys historyczny. Drewno jako materiał budowlany. Gatunki i własności mechaniczne drewna.

3 Pierwszymi materiałami budowlanymi używanymi przez człowieka były oprócz kamieni połamane gałęzie drzew, być może początkowo opierane o zbocza skalne, w rodzaju jednostronnego szałasu. W okresie późniejszym ustawiano je naprzeciw siebie i wiązano w szczycie wikliną, tworząc podobne do namiotów konstrukcje, przykryte darniną, liśćmi lub skórą Rys. Pierwotne formy budownictwa

W okresie późniejszym ustawiano je naprzeciw siebie i wiązano w szczycie wikliną, tworząc

Taki najprymitywniejszy most belkowy został następnie zastąpiony mostem wspornikowym,

4 Pierwszą budowlą mostową był prawdopodobnie pień drzewa, który ludzie położyli nad przełęczą. Taki najprymitywniejszy most belkowy został następnie zastąpiony mostem wspornikowym, który umożliwił pokonanie większych rozpiętości poprzez wykonanie wsporników z pni przyciśniętych kamieniami i oparcie na nich belek pośrednich. Rys. Most belkowo - wspornikowy

5 Stopniowo drewno jako surowiec powszechnie dostępny łatwo obrabialny stawało się oprócz kamienia podstawowym materiałem budowlanym.

6 Schemat konstrukcji drewnianej budynku

7 Schemat konstrukcji hali z ram łączonych w węzłach na śruby i sworznie

8 Hale przykryte kopułami drewnianymi

9 Schemat konstrukcji hali sportowej w Bozeman w USA

10 Szczegóły połączeń konstrukcji drewnianych 1-żebro klejone, 2-płytka węzłowa zewnętrzna, 3-śruba, 4-płytka węzłowa wewnętrzna, 5-bolec, 6-płaskownik

11 Schemat węzła kopuły siatkowej

12 Konstrukcja łupinowa wysunięta wspornikowo poza podpory

13 Rodzaje konstrukcji wieżowych

14 Most drewniany z odciągami stalowymi:

15 Lekki szkielet drewniany

16 2. Budowa i właściwości drewna

17 Drewno, będące źródłem materiału drzewnego składa się z korzeni, pnia (strzały) i korony. Rys. Nazwy części drzewa

18 W budowie drewna wyróżnia się trzy zasadnicze przekroje: Klinowy wycinek pnia: a) Przekrój poprzeczny, b) przekrój promieniowy, c) przekrój styczny 1-kora, 2-łyko, 3-miazga, 4-promienie rdzeniowe, 5-przyrost późny, 6-przyrost wczesny, 7-przyrost roczny, 8-przewód żywiczny, 9-rdzeń

przekrój styczny 1-kora, 2-łyko, 3-miazga, 4-promienie rdzeniowe,

19 Właściwości fizyczne drewna, to: wygląd (barwa i rysunek) zachowanie się względem wody (wilgotność, higroskopijność, pęcznienie i skurcz, przewodzenie wody, nasiąkliwość) gęstość izolacyjność cieplna, elektryczna, akustyczna trwałość

pęcznienie i skurcz, przewodzenie wody, nasiąkliwość)

20 Wilgotność drewna wyraża się wzorem: Drewno mokre składowane na wolnej przestrzeni traci część wilgotności i dochodzi do stanu powietrzno-suchego o wilgotności 13-20%, średnio 15%

21 Kurczenie się drewna jest to odwrotność pęcznienia. Najmniejszy skurcz występuje równolegle do włókien, większy w kierunku promieniowym; największy jest to skurcz w kierunku stycznym i skurcz objętościowy. Gęstość drewna jest to skalarna wielkość fizyczna, określająca masę przypadającą na jednostkę objętości drewna, w stanie określonej wilgotności (najczęściej 15%).

22 Wady drewna Wada kształtu pnia to tzw. zbieżystość, polegająca na zmniejszeniu się średnicy drewna okrągłego. Wadami kształtu pnia są także: rdzeń mimośrodowy powstały wskutek jednostronnego działania wiatru oraz rdzeń podwójny (rys. 6) Rys. Wady drewna: a) rdzeń mimośrodowy, b) rdzeń podwójny

23 Krzywizny pnia, występują zarówno w drzewach, jak i w drewnie. W drzewach powstają wskutek uszkodzenia wierzchołków i działania jednokierunkowych wiatrów, a w drewnie w wyniku złego przetarcia i nieodpowiedniej pielęgnacji w czasie suszenia. Sęki są podstawową i najczęściej spotykaną wadą budowy pnia. Rys. Rodzaje sęków: a) sęk podłużny przechodzący, b) sęk owalny zrośnięty c) sęk rogowy d) sęk tabaczny

Drewno jako surowiec Surowcem wyjściowym do produkcji materiału drzewnego jest drewno okrągłe (okrąglaki), czyli część pnia drzewa pozbawionego wierzchołków i gałęzi. Rys. 14.

24 Drewno jako surowiec Surowcem wyjściowym do produkcji materiału drzewnego jest drewno okrągłe (okrąglaki), czyli część pnia drzewa pozbawionego wierzchołków i gałęzi. Rys. 14. Wycinanie drewna użytkowego z kłody: 1-materiał główny, 2-materiał boczny, 3-materiał główny z rdzeniem otwartym, 4-materiał boczny przetarty na deski promieniowe, 6-materiał główny nieobrzynany, 7-deski rdzeniowe, 8-deski styczne

25 Wygląd sortymentów tarcicy Rys. Wygląd sortymentów tarcicy obrzynanej: a) deski, b) bale, c)krawędziaki, d) belki, e) łaty

26 Materiały drewnopochodne Sklejka jest otrzymywana w wyniku klejenia pod ciśnieniem nieparzystej liczby warstw forniru uzyskanego przez obwodowe skrawanie okrąglaków na płaty o grubości 1-4mm. Rys. Układ fornirów w sklejce: 1-warstwy zewnętrzne (obłogi), 2-warstwy wewnętrzne

27 Suszenie drewna Drewno suszy się w sposób naturalny na wolnej przestrzeni lub pod otwartymi wiatrami lub w sposób sztuczny. Podczas suszenia zmniejsza się objętość drewna, występują przy tym nierównomierne naprężenia w jego strukturze powodujące paczenie się i pękanie. Rys. 18. Paczenie się drewna przy wysychaniu: a) schemat odkształcenia elementów tartych w zależności od usytuowania w przekroju, b) deska przed odkształceniem, c) deski styczna i rdzeniowa po odkształceniu 1-deska styczna, 2-deska rdzeniowa, 3-krawędziak

28 Rys. Pęknięcia suszonego drewna okrągłego: a) w korze, b) bez kory 1-kora, 2-pęknięcia promieniowe wewnętrzne, 3-pęknięcia promieniowe zewnętrzne

29 3. Ogólne zależności do wymiarowania elementów konstrukcji drewnianych: stan graniczny nośności (rozciąganie, zginanie, ściskanie), stan graniczny użytkowania

30 STAN GRANICZNY NOŚNOŚCI - Elementy rozciągane osiowo F t - siła rozciągająca N α - wykres sił podłużnych σ t - naprężenia rozciągające

31 STAN GRANICZNY NOŚNOŚCI - Elementy rozciągane osiowo (przypadek gdy siła jest przyłożona prostopadle do włókien)

32 STAN GRANICZNY NOŚNOŚCI - Elementy ściskane osiowo Na ściskanie pracują słupy, zastrzały, pasy górne kratownic itp. W elementach ściskanych siłą F c,0,d usytuowaną równolegle do włókien (rys. 8) powinien być spełniony warunek:

33 F c,0,d - siła ściskająca usytuowana równolegle do włókien b,h wymiary przekroju pręta ściskanego l długość pręta ściskanego Rys. Pręt jednolity poddany działaniu osiowej siły ściskającej: a) schemat pręta ściskanego, b) przekrój pręta, c) usytuowanie osi przyjęte w obliczeniach

34 STAN GRANICZNY NOŚNOŚCI - Elementy ściskane osiowo Rys. Wyboczenie pręta ściskanego. Zależność współczynnika długości wyboczeniowej μ od sposobu podparcia

35 STAN GRANICZNY NOŚNOŚCI - Elementy zginanie jednokierunkowe

36 STAN GRANICZNY NOŚNOŚCI - Elementy ścinane

37 Przykład 1. Sprawdzić nośność i ugięcie belek stropu międzykondygnacyjnego w budownictwie mieszkaniowym. Po wykonanej odkrywce stwierdzono, że jest to strop ze ślepym pułapem na legarach. Składa się z elementów i materiałów jak na przekroju poprzecznym. Rozpiętość w świetle ścian 4,5 m. Ustalono, że belki wykonano z drewna sosnowego, przyjęto klasę C 24. Belki są zabezpieczone na całej swej długości przed przemieszczeniami bocznymi (k crit = 1).

38 1. Zestawienie obciążeń na 1 m 2 powierzchni stropu

40 2. Obciążenie przypadające na belkę stropu 3. Obliczenie maksymalnego momentu zginającego.

41 4. Wskaźnik wytrzymałości przekroju. 5. Obliczenie naprężeń. 6. Ustalenie wytrzymałości obliczeniowej na zginanie f m,d

42 7. Sprawdzenie stanu granicznego nośności. 8. Sprawdzenie stanu granicznego użytkowania.

43 Ugięcia są przekroczone.

Podobne dokumenty

PRZEDMOWA 10 1. WIADOMOŚCI WSTĘPNE 11 2. ROZWÓJ MOSTÓW DREWNIANYCH W DZIEJACH LUDZKOŚCI 13

PRZEDMOWA 10 1. WIADOMOŚCI WSTĘPNE 11 2. ROZWÓJ MOSTÓW DREWNIANYCH W DZIEJACH LUDZKOŚCI 13 3. DREWNO JAKO MATERIAŁ KONSTRUKCYJNY DO BUDOWY MOSTÓW 39 3.1. Wady i zalety drewna 39 3.2. Gatunki drewna stosowane