Budowa. drewna. WILGOĆ Przekrój styczny. właściwoś. Gatunki drewna. dr inż. Dorota KRAM. Budowa drewna liściastego Przekrój poprzeczny

Transkrypt

1 Właściwości drewna Budowa i wł właściwoś ciwości drewna 93 zawiązanie 2 98 szybki wzrost bez utrudnień ze strony otoczenia drzewo przechyliło się a przyrosty odzwierciedlają silne oddziaływanie z jednej strony drzewo rośnie znowu prosto, jednak odczuwa konkurencję przy pozyskiwaniu wody konkurencyjne drzewa znikały na skutek wycinki, silnych wiatrów itp. przez las przeszedł pożar ściółki, zachowała się wewnętrzna warstwa kora chroniąca drzewo długotrwała susza spowodowała, że przyrosty roczne zacieśniły się dalsze zacieśnienie usłojenia następuje na skutek inwazji insektów drzewo w wieku 62 lat zwaliło się na skutek choroby SKĄD TE WŁAŚCIWOŚCI SIĘ BIORĄ??? wycinek z życia jednej sosny Gatunki drewna Przekrój poprzeczny Budowa drewna iglastego wybrane przykłady dla potrzeb budownictwa świerk Picea abies Karst wysokość do 50 m średnica do 200 cm wilgotności 25% kg/m³ sosna modrzew Pinus sylvestris L. Larix decidua Mill. wysokość do 40 m średnica do 00 cm wilgotności 25% kg/m³ wysokość do 45 m średnica do 20 cm Przekrój promienisty wilgotności 25% kg/m³ dąb buk Fagus silvatica L. Quercus robur L. wysokość do 40 m średnica do 50 cm wilgotności 25% kg/m³ wysokość do 50 m średnica do 200 cm wilgotności 25% kg/m³ Przekrój styczny Budowa drewna liściastego (brzoza) Przekrój poprzeczny Przekrój promienisty wilgotność otoczenia wilgotność bezwzględna materiału higroskopijność nasiąkliwość??? WILGOĆ Przekrój styczny dr inż. Dorota KRAM

2 Właściwości drewna Wilgotność bezwzględna wyrażony w % stosunek masy wody zawartej w materiale do masy całkowitej wysuszonego materiału m w masa drewna wilgotnego [kg] m o masa drewna całkowicie wysuszonego [kg] drewno całkowicie wysuszone nie występuje w naturze, wilgotność równą 0 można uzyskać przez suszenie drewna w temperaturze 03 0 C drewno suszone na otwartej przestrzeni i osłonięte od opadów atmosferycznych osiąga w polskich warunkach klimatycznych wilgotność 220 % stan równowagi higroskopijnej w zależnie od gatunku drewna osiąga 2235% wilgotność równoważna drewna Wilgotność drewna w przekroju dwa zakresy wilgotności drewna. kapilarny (powyżej nasycenia włókien większość właściwości drewna nie zmienia się) 2. higroskopijny (poniżej nasycenia wł. większość właściwości drewna ulega zmianie) w tym zakresie drewno dąży do zachowania stanu równowagi Budownictwo ogólne tom Arkady Rozkład wilgotności w drewnie klejonym warstwowo do 20 dniach składowania w warunkach normalnych Rozkład wilgotności w drewnie klejonym warstwowo pracującego w warunkach pływalni GATUNEK DREWNA SOSNA (BIEL) SOSNA (TWARDZIEL) ŚWIERK (BIEL) DĄB (BIEL) DĄB (TWARDZIEL) BRZOZA JESION (BIEL) JESION (TWARDZIEL) GŁĘBOKOŚĆ WNIKANIA WODY W DREWNO PRZEZ POWIERZCHNIĘ [MM] CZOŁOWĄ PROMIENIOW STYCZNĄ Ą NASIĄKLIWOŚĆ drewna litego ma ograniczone znaczenie w porównaniu z materiałami drewnopochodnymi, gdzie nasiąkliwość i pęcznienie uważa się za bardzo ważne kryteria jakościowe zależność pęcznienia drewna świerkowego w trzech głównych kierunkach anatomicznych od wilgotności równoważnej. pęcznienie w kierunku podłużnym 2. pęcznienie w kierunku promieniowym 3. pęcznienie w kierunku stycznym ZMIANY CECH WRAZ ZE WZROSTEM WILGOTNOŚCI DREWNA Zależność wytrzymałości drewna od zmiany wilgotności Wytrzymałość i skręcone włókna ściskanie 2 zginanie 3 rozciąganie dr inż. Dorota KRAM 2

3 Właściwości drewna Wytrzymałość a gęstość dla różnych gatunków drewna ZMIANY CECH wraz ze wzrostem GĘSTOŚCI Wpływ temperatury i wilgotności na wytrzymałość rozciąganie ścinanie wzdłuż włókien Wpływ czasu trwania obciążenia na nośność Moduł sprężystości a temperatura ściskanie wzdłuż włókien zginanie PĘKNIĘCIA DIN4074 dr inż. Dorota KRAM 3

4 Właściwości drewna DEFORMACJE PODATNOŚĆ NA TECHNICZNE SZKODNIKI DREWNA Korozja biologiczna butwienie (w skutek występujących w drewnie bakterii następuje przebarwienie drewna) grzyby owady zagadnienia odporności ogniowej zagadnienia odporności ogniowej osobna prezentacja dr inż. Dorota KRAM 4

5 Właściwości drewna Pozyskiwanie drewna budowlanego sortyment tarcicy Cechy wytrzymałościowe drewno a) b) c) d) e) Deski Bale Krawędziaki Belki Łaty PND96000:975 Tarcica iglasta ogólnego przeznaczenia WYTRZYMAŁOŚCI DORAŹNE Wartości charakterystyczne wg pracy Krzysika Wartości charakterystyczne dla drewna litego i klejonego oraz materiałów drewnopochodnych Xk należy przyjmować wg p. 2. normy PNB0350:2000 (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% dr inż. Dorota KRAM 5

6 Właściwości drewna obecnie pkt Wartości obliczeniowe właściwości materiałów Wartość obliczeniową X d właściwości materiału określa się wg wzoru X d k = mod X γ gdzie: γ M częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla właściwości materiału, w tym dla drewna i materiałów drewnopochodnych k mod 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 M k EUROKOD 5 tabela 2.3 wg PNB0350:2000 wg PNB0350:2000 EUROKOD 5 pkt Klasy użytkowania konstrukcji Konstrukcję należy przypisywać do jednej z klas użytkowania Klasa użytkowania charakteryzuje się wilgotnością w materiale odpowiadającą temperaturze 20 0 C i wilgotnością względną otaczającego powietrza przekraczającą 65% tylko przez kilka tygodni w roku Klasa użytkowania 2 charakteryzuje się wilgotnością w materiale odpowiadającą temperaturze 20 0 C 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 przeciętna zawartość wilgoci w większości gatunkow drewna iglastego nie przekracza 2% 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 wg PNB0350: (2) Klasy trwania obciążenia 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. EUROKOD 5 tabela 2.2 wg PNB0350: Współczynniki modyfikacyjne dla klas użytkowania i czasu trwania obciążenia () Należy posługiwać się wartościami współczynników modyfikacyjnych k mod podanymi w tablicy (2) Jeżeli kombinacja obciążeń zawiera oddziaływania należące do różnych klas trwania obciążenia, zaleca się przyjmowanie wartości k mod odpowiednio do oddziaływania o największej wartości występującej w kombinacji obciążeń, po zastosowaniu współczynników jednoczesności ich występowania (PNB0350:2000/Az2:2003) EUROKOD 5 pkt dr inż. Dorota KRAM 6

7 Właściwości drewna PNEN 995 dr inż. Dorota KRAM 7