drvene konstrukcije p1 (26.02.2015)

21
26.02.2015 UNIVERZITET U SARAJEVU GRAĐEVINSKI FAKULTET ODSJEK ZA GRAĐEVINARSTVO Drvene konstrukcije Predavanje br.1 Dozvoljeno je i preporučljivo svako umnožavanje i kopiranje ovog teksta. Dozvoljeno je objavljivanje elektronske verzije . Nije potrebna saglasnost autora za kopiranje i korištenje sadržaja u bilo koje svrhe. SGF-SARAJEVO,2015

Upload: haris-delimustafic

Post on 10-Nov-2015

472 views

Category:

Documents


13 download

DESCRIPTION

SDDS

TRANSCRIPT

Drvene konstrukcije

Drvene konstrukcijePredavanje br.1Delimustafi Haris UNIVERZITET U SARAJEVU GRAEVINSKI FAKULTET ODSJEK ZA GRAEVINARSTVO

TEHNOLOGIJA DRVETA

Stablo drveta,njegovi elementi i dimezijeTehnologija drveta je nauka koja se bavi prouavanjem i poznavanjem grae i svojstva drveta.Drvo je organska tvar nehomogena u organskom,anatomskom i fiziom smislu.

Stablo je osnovni dio drveta iznad terena,dio drveta koji ima praktinu vrijednost za drvene konstrukcije.Stablo se sastoji od srednjeg dijela zvanog deblo i kronje drveta (prijelaz korijena u deblo naziva se ilite).Kronju drveta ine grane i nisu od interesa u drvenim konstrukcijama.Deblo je donji dio stabla,od panja do poetka razgranavanja,do prve krupne ive grane to je posebno izraeno kod lisara.Kod etinara deblo je izraeno praktino do vrha drveta,pa je deblo istovremeno i stablo do 7 cm prenika (bez kore).Za drvene konstrukcije je od interesa deblo drveta.Popreni presjek debla je uglavnom krug,ili bolje reeno,figura bliska krugu.Pod debljinom stabla podrazumjeva se prenik stabla na 1,30 m od terena (od zemlje).Debljina debla je prenik stabla na polovini duine debla.Visina i njegova debljina (prenik) zavise od mnogih uslova.Elementi grae drvetaJedan dio grae je pogodan mehanikom zadatku,ima uticaja na vrstou drveta,a drugi dio fiziolokom zadatku,odnosno omoguuje rastu drveta.Mehaniki elementi grae drveta: Vlakna drveta (liari), Traheide (etinari).

Elementi koji imaju fizioloku ulogu: Drvni sudovi (cjevice), Srni zraci, Drvni parenhim, Smolnjaci.U procesu fiziolokog nastajanja drveta , u toku jedne godine,obrazuju se tankozidni koncentrini cilindri GODOVI (od centra prema kori).

GRAA DRVETA

Beljikovina ima fizioloki zadatak,omoguuje rast drveta a srevina ima funkciju da nosi drvo,znai,ima mehaniki zadatak koji je od interesa u drvenim konstrukcijama.Za inenjerske konstrukcije od drveta od interesa je cjeli popreni presjek debla bez kore.Kora drveta je ustvari njegov zatitni omota.Srni zraci su elementi koji probijaju masu elementa u radijalnom pravcu.Imaju veliki uticaj na njegova tehnika svojstva.

Drvni parenhim razvija se u ravnima godova i sa srnim zracima ini jednu prostornu mreu koja ima istu fizioloku funkciju.Smolnjaci su mjesta gdje se vri sekrecija smole iz okolnog drveta.U tehnikoj praksi ,od mnogobrojnih vrsta drveta,koriste se: etinari (jela,smreka,bor i ari), Tvrdi liari (hrast i bukva).

TEHNIKA SVOJSTVA DRVETAEstetska svojstva: Boja (prirodni ton boje koje oko zapaa na obraenoj povrini), Tekstura ( izgled odreene povrine drveta posle mehanike obrade,odnosno vienje anatomske grae drveta golim okom), Sjaj drveta ( je svojstvo da obraena povrina drveta jae ili slabije odbija svijetlo,odnosno intezitet prirodnog sjaja), Miris drveta ( miris svjee obraenog drveta), Finoa drveta ( karakterie je krupnija ili sitnija tekstura,drvo je sitnije to je njegova anatomska graa homogenija).Fizika svojstva: Poroznost ( odnos izmeu ukupne zapremine pora prema zapremini suhog drveta (%)), Vlanost (negativna osobina drveta jer je drvo higroskopan materijal,a higroskopnost drveta tumai se velikim afinitetom vode prema celulozi i pratiocima celuloze,s jedne strane ,i sa druge velikom povrinom unutar drveta), Teina (zapreminska masa drveta karakterie vrstu i prema njoj se mogu odrediti mnogi kvaliteti drveta.Na teinu utiu: vrsta, starost, vlanost...), Promjenljivost dimenzija (zavisi od skupljanja i bubrenja drveta.Pod pojmom skupljanja i bubrenja podrazumjevaju se promjene dimenzija kao posljedica varirana % vlanosti drveta. Promjenljivost dimenzija je razliita u razliitim pravcima,jer je prvo diskontinualan materijal (elijasta grae),heterogen i anizotropan materijal), Provodljivost zvuka (zdravo drvo prilikom udara, daje jasan i kratak zvuk, natruhlo daje mukli zvuk), Provodljivost toplote (slab provodnik toplote a dobar izolator), Provodljivost elektriciteta (suho drvo je slab provodnik elektriciteta,dobar izolator), Akustina svojstva (nezamjenjiv materijal za postizanje akustinih efekata)

Fiziko hemijska svojstva: Trajnost drveta (sposobnost da moe due ili krae vrijeme da zadri nepromijenjena prirodna svojstva,posebno anatomsku grau,boju,tvrdou i vrstou), Zapaljivost (svojstvo da drvo lakse ili tee gori. Mehko drvo lake gori od tvrdog).Mehanika svojstva: Tvrdoa (svojstvo da se drvo suprostavlja prodiranju nekog drugog tijela unjegovu masu), Otpornost na habanje (svojstvo drveta da se opire postepenom unitavanju svoje povrine pod uticajem spoljnih sila ili promjeni dimenzija pod dejstvom trenja), ilavost drveta ( svojstvo da drvo poslije deformacija od uticaja spoljnih sila zadri deformisani oblik,ne moe da se vrati u prvobitno stanje a da tom prilikom ne doe do loma,odnosno otpor koji drvo prua lomu izazvanog udarnom silom), Cjepljivost (svojstvo da se drvo lake ili tee cjepa u pravcu vlakana), Elastinost (sposobnost drveta da povrati svoj prvobitni oblik i dimenzije nakon prestanka djelovanja spoljnih sila koje su izazvale deformaciju. Suho drvo je elastinije od vlanog), vrstoa drveta (otpornost na razaranje pod dejstvom spoljnih sila), Anizotropija drveta (pored prisutne nehomogenosti grae drveta drvo ima i svojstvo anizotropije,to je posljedica razliitog ponaanja drveta u razliitim pravcima naprezanja).REOLOKA SVOJSTVAak ni u podruju radnih napona nije zadovoljena pretpostavka o linearnom teenju.

SKUPLJANJE I BUBRENJE

MODEL CILINDRINE ANIZOTROPIJEU aktuelnoj inenjersoj praksi raunski model se definie na dovoljno velikoj makro zapremini drveta ija svojstva pod dejstvom vanjskih sila odravaju svojstvo zajednikog dejstva svih elemenata grae drveta.Kod oblog drveta ,bez kore,sa pravilnom konturom presjeka I pravilnim rasporedom elemenata makrostrukture,jasno je izraena cilindrina anizotropija.Glavni pravci anizotropije su poduni ili longitudinalni,radijalni I tangencijalni.Na slijedeoj slici su prikazane ose l,r i t koje definiu glavne pravce anizotropije.

Primjena cilindrine anizotropije je mogua samo kod oblog drveta sa pravilnom konturom I pravilnim rasporedom elemenata makrostrukture (makrograe) gdje je jasno odreen radijalni I tangencijalni pravac.MODEL ORTOGONALNE ANIZOTROPIJEObradom drveta ,rezanjem ,dobijaju se elementi sa razliitom orijentacijom godova I drugih elemenata makrostrukture,pa je,oteano definisanje radijalnog I tangencijalog pravca anizotropije.Prilikom naprezanja unutranje sile imaju sluajnu orjentaciju u odnosu na elemente makrostrukture.Imajui u vidu da se mehanike karakteristike drveta pri naprezanju u podunom pravcu bitno razlikuju od karakteristika za tangencijalni I radijalni pravac,to se za potrebe inenjerskih prorauna moe usvojit model ortogonalne anizotropije.Ovaj model podrazumjeva dva glavna pravca anizotropije I to poduni (paralelni) i popreni (okomiti).Na sljedeoj slici predstavljen je model ortogonalne anizotropije sa podunom osom paralelnu vlaknima I poprenim osama okomitim na vlakna.

MODEL IZOTROPNOG TIJELAPonaanje deformabilnog tijela pod dejstvom vanjskih sila moe se definisat linearnim vezama napona i deformaija.Kako su mehanika svojstva izotropnog tjela jednaka u svim ortogonalnim pravcima x,y i z to su modeli elastinosti i moduli smicanja za pojedine pravce naprezanja meusobno jednaki,odnosno imamo:

Linearne veze deformacija ( dilatacija i smicanja) i napona ( normalnih napona i - tangencijalnih napona) i mogu se predstaviti u matrinom obliku.

MODEL CILINDRINE ANIZOTROPIJEKod cilindrinog anizotropnog tjela svojstva se razlikuju u ortogonalnom pravcima i to:Osa x odgovara tangencijalnom pravcu t,Osa y odgovara podunom pravcu l i,Osa z odgovara radijalnom pravcu r.

Modul elastinosti i modul smicanja,za posmatrane ose se meusobno razikuju.Linearne veze napona i deformacija mogu se definisati u matrinom obliku.

MODEL ORTOGONALNE ANIZOTROPIJE

NAPREZANJA NA VLAKNA

NAPREZANJA i < NA VLAKNA

NAPONI SAVIJANJA-NORMALNI I TANGECIJALNI

MEHANIKA SVOJSTVA

PROMJENA VRSTOE DRVETA ZAVISNO OD NAPREZANJA

GREKE DRVETAPoto je organska materija,nehomogena u organskom,anatomskom i fizikom smislu,materijal koji nastaje prirodnim biolokim procesima-raenjem na ije stvaranje ovjek ne moe 100 % da uestvuje,mogue su greke u drvetu.Greke drveta su ona mesta koja nepovoljno utiu na eljene kvalitete.Greke drveta su uglavnom posljedice uslova njegovog rasta i nesljednih osobina i preduzetih umsko tehnikih mjera tokom rasta drveta.Nastale su i nastaju tokom stvaranja drvne mase.Greke grae drveta moemo podjeliti na: Greke poprenog presjeka manifestuju se preko nepravilnog presjeka,odnosno kada se srce drveta tj. Njegova anatomska osa ne poklapa sa geometrijskom osom,sa teitem presjeka.U sluaju ove i ovakve greke popreni presjek nije krug ,ve ima eliptian oblik.Ove greke prenose se i na grau dobijenu od ovakvog drveta.Zakon biologije i normalni uslovi rasta diktiraju da deblo drveta ima pravilan oblik cilindra,odnosno da je popreni presjek drveta krug,u sluaju kada se anatomska i geometrijska osa presjeka poklapaju.Ukoliko je razlika,uveliinama prenika elipse vea,vea je i greka.Ova greka direktno poveava ve postojeu nehomogenost i anizotropnost drveta.

Nepravilna struktura drveta manifestuje se preko neravnomjernog i nepravilnog toka godova kao posljedica ometanja normalnog rasta.Tu spadaju: Ekscentrinost srca sluaj kada se ne poklapa srce drveta sa teitem presjeka.U takvim primjerima jedan isti god ima razliite debljine (veu na djelu intezivnijeg prirasta drveta i obrnuto).

Dvostruko srce je sluaj kada se u poprenom presjeku nau dva srca.Greka nastaje kada srastu dva stabla ili na mjestima gdje poinje ravanje grana.

Zakrivljenost debla mjeri se visinom strijele luka i oznauje se sa % zakrivljenosti,odnosno veliinom strijele na 1m.

Kvrge (vorovi) ova greka je posljedica prirodnih karakteristika drveta kao ivog organizma.Kvrge su u stvari ostaci grana a grane su nosioci vegetativnih organa.Po pravilu svako dvo sadri ovu greku.Na mjestima gdje su drvna vlakna pretrpjela odreenu devijaciju,koja se manifestuje zakrivljenou,odnosno zakoenou vlakana u odnosu na osu debla,a posljedica je to je u masi debla umetnuto drvo grane naziva se kvrgavost drveta.

Urasla kora po definiciji ova greka je posljedica kada se ora drveta nalazi u lijebu,uljed mehanike povrede drveta i koja je obuhvaena prirastom stabla,ili,u vezi s a kvrgom.

Greke drveta od uzroka fizike prirodeOve greke su nastale usljed odreenih fizikih pojava koje na stablo djeluju spolja .To su: Paljivost (srane pukotine) ,to je ustvari raspucavanje drveta u radijalnom pravcu i manifestuje se na njegovim poprenim presjecima.Raspukline idu od srca drveta,gdje su najire,pa prema periferiji presjeka gdje su najue.

Okruljivost je greka koja se manifestuje u odvajanju,odlupljivanju,drveta,drvne mase u smeru godova (izmeu godova) .

Greke usljed skupljanja usljed skupljanja grae,smanjenjem vlanosti drveta,nastaju raspukline i pukotine.Raspukline zahvataju cjeli presjek i pruaju se po duini grae.Mjere se duinom raspukline i definiu odnosom duine raspukline prema duini grae (daske ili grede).Pukotine nastaju u radijalnom pravcu,od periferije ka srcu drveta i zahvataju samo dio presjeka.Mjere se duinom i dubinompukotine u odnosu na duino odnosno debljinu obraenog drveta.

Krivljenje grae javlja se kao posljedica nepravilnog skupljanja,odnosno nepravilnog suenja (lagerovanja) grae.Razliku je izboenost,koritavost i vitoperenost.

Mehanike greke drvetaPod pojmom mehanikih greaka ( ozljeda) drveta podrazumjevaju se razliita zaraena ili nezaraena oteenja ,ozljede na ivom drvetu,nastale od zasjecanja,zabijanja tvrdih predmeta u drvo,oteenja usljed vue transporta i slino.Greke boje drvetaPod pojmom greke boje drveta podrazumjeva se promjena normalnog tona boje.To su promjene posljedica poremeaja normalnog ivotnog procesa drveta,ili posljedica posebnih patolokih procesa u drvetu (posljedica trulei).Promjena boje drveta nemora da znai i umanjenje njegovih tehnikih svojstava.Greke od insekataGreke od insekata nastaju kao buotine i hodnici koje bue insekti i njihove larve u belici i u sri drveta.Ove i ovakve greke umanjuju tehniku upotrebljivost drveta.Greke kod obrade drveta Lisavost je greka koja se manifestuje zaostalom oblinom na obraenoj grai.Lisavost se mjeri po tetivi najvee obline.Lisavost se moe pokazati kod dasaka,greda i gredica.

Nejednakost debljine po duini i irini dasaka nastaje usljed skretanja testere za vrijeme struganja.Mjeri se razlikom izmeu najvee i najmanje debljine po duini dasaka. Nejednakost irine paralelno okrajienih dasaka nastaje kod nepravilnog okrajiavanja.16