This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Brno, 9. listopadu 2005
Univ.- Prof. DI Dr. techn. Gerhard SCHICKHOFER
TECHNICKÁ UNIVERZITAGRAZInštitút drevených konštrukcií a technológie dreva
VÝROBKY NA BÁZE DREVA A ICH VYUŽITIEV MODERNÝCH DREVOSTAVBÁCH(strecha, stena, velké projekty)
Prednáška v rámci 2. odborného seminára - proLignum
Obsah prednášky
• ÚvodDelenie nosných prútových a plošných výrobkov z dreva
• Prútové prvky- Rastené drevo
Zubovitý spoj
- Konštrukcné rastené drevo´proof loading´
- Lepené nosníky
- Lepené lamelové drevo
• Plošné výrobky- Škárovka
- OSB
• Vybraté projekty- Raabsteg Feldbach (Lávka pre peších a cyklistov Feldbach)- Wennerbrücke Murau (Cestný most St. Georgen/Murau)
- Bautechnikzentrum der Technischen Universität Graz (Stavebno-technickécentrum TU Graz)
Obsah prednášky
• ÚvodDelenie nosných prútových a plošných výrobkov z dreva
• Prútové prvky- Rastené drevo
Zubovitý spoj
- Konštrukcné rastené drevo´proof loading´
- Lepené nosníky
- Lepené lamelové drevo
• Plošné výrobky- Škárovka
- OSB
• Vybraté projekty- Raabsteg Feldbach (Lávka pre peších a cyklistov Feldbach)- Wennerbrücke Murau (Cestný most St. Georgen/Murau)
- Bautechnikzentrum der Technischen Universität Graz (Stavebno-technické centrum TU Graz)
nosné prútové a plošné výrobky z drevaClenenie podla miery rozdelenia a orientácie
Drevo na nosné konštrukcie má byt zabudované suchés hodnotou priemernej vlhkosti< 20% .
Aby sa zabránilo co najmenšiemu tvoreniu výsušných trhlín, má byt hodnota vlhkosti zabudovaného dreva rovnaká, aká bude jeho vlhkost v konštrukcii.
Vlhkost dreva:
Rozmery + Oblasti použitia:
b > 40
b > 3*d
b ≥ 80
b < 80
šírka b [mm]
takmer všetky oblasti pozemných stavieb (väznétrámy, stlpy, stropné trámy, spriahnuté nosníky,
väznice, krokvy, špeciálne nosné prvky, materiá l na výrobu lepených nosn íkov), podzemné stavby
pochôdzne plochy (lešenia, balkóny, stropy)
lamely lepeného lamelové dreva, debnenie striech a stropov, hoblované a profilované dosky
vyrovnávacia a podkladová konštrukcia podláh, striech a fasád
Oblasti použitia
b ≤ h ≤ 3*bHranol
d > 40Fošna
6 ≤ d ≤ 40Doska
6 ≤ d ≤ 40Lata
hrúbka d príp. výška h
[mm]
Dodávané dlžky prvkov sú vo všeobecnosti4 m(v špeciálnych prípadoch tiež do6 m, väcšie dlžky po dohode)
Rozmery prierezu: min. 6 mm a max. ~ 300 mm(závisí od priemeru kmena; pri použití hrubých kmenov do cca 450 mm možné a prípustné)
prútové prvkyrastené drevo
Triedenie:
pevnostne relevantné znaky triedenia:
• strojové triedenie- modul pružnosti v ohybe E, príp. dynamický modul E / rýchlost ultrazvuku- sukovitot (hrcovitost)- hustota
• vizuálne triedenie- šikmý priebeh vlákien(lokálny, globálny)- sukovitost (hrcovitost)- poloha dosky v rámci priecneho rezu- šírka letokruhov
prútové prvkyrastené drevo
Triedenie podla:
• Vzhladu
• Pevnosti (pevnostne relevantné znaky triedenia)
prútové prvkyzubovité spoje
Spájanie po dlžke dvoch prierezov z rasteného dreva
Dvojnásobné využitie:
• Vylúcenie chýb dreva (zabránenie prítomnosti sukov a trhl ín v zubovitom spoji)
• Výroba potrebných dlžok(použitie lepidla typu I alebo II podla EN 301:1992)
Geometria zubovitého spoja a jeho výrobapozri EN 385:2001
≥ 3d
d
l lt
b t
p
Homogenizácia prierezu v pozdlžnom smere
Zubovitý spoj musí splnat nasledovné požiadavky:
Vztažná hodnota: Pevnost v tahu materiálu dosky
KZ – Pevnost v tahu
ft,j,k ≥ 5 + f t,0,l,k
KZ – Pevnost v ohybe
fm,j,k ≥ 8 + 1.4 • ft,0,l,k
prútové prvkyzubovité spoje
Potenciál zubovitého spoja je popri špecifických vlastnostiach materiálov(drevo, lepidlo) ovplyvnený vo velkej miere aj kvalitou výroby a tým ajprevádzkovým prostredím (stroje, personál).
Druh dreviny: Smrek (prevažne)
Doplnujúce znaky pre triedenieZákladný predpis: ON DIN 4074-1 + dohoda medzi
VDS (Piliarsky priemysel) a BDZ (Tesári)Vlhkost dreva: technické sušenie na 15% ± 3% (max. 18%)
Druh výrezu: mimo jadra, bez jadra
Presnost rozmerov: ± 1mm pri vzt ažnej vlhkosti 15%
Opracovanie povrchu: KVH-NSi: egalizované a hladenéKVH-Si: hoblované a hladené
Štandard né prierezy:d
b
d
b
60 ≤ d ≤ 140 [mm]100 ≤ b ≤ 240 [mm]
l až do 18 m
prútové prvkykonštrukcné rastené drevo
3
prútové prvky´proof loading´
Problematika vizuálneho a strojového triedenia:
• Globálne a lokálne šikmo prebiehajúce vlákna ? nedostatocne rozpoznatelné,
neautomatizova lnost detekcie
• Poškodenia v priebehu rastu stromu (napr.trhliny od tlaku vetra), poruchy v raste kôry,zlomenie vrcholu, atd.
? iba tažko rozpoznatelné
• Chybné triedenie nie je celkom vylúcitelnénemožnost zaistenia bezchybnej
kvality
Zubovitý spoj na celom priereze (ako pri konštrukcnom rastenom dreve) je projektantami a dodávatelmi konštrukcie vnímaný ako slabé miesto dreveného prvku
Bezchybné zaistenie kvality‚online‘ prostredníctvom ‚proof loading‘ -zariadeniaKaždý „prút“ je skúšaný na
• definovanú pevnost : ´proof level´
• tuhost: stredná hodnota modulu pružnosti E v tahu
Každý výrobok dostane svoj protokol o skúške.
Protokol o skúške:
Napätie pri skúške: xx N/mm²Tuhost : xxxxx N/mm²
prútové prvky´proof loading´
a je pren urcená
´proof loading´ - zariadenie firmy Holzindustrie Leitinger GmbH (Preding)
Princíp fungovania zariadenia´proof loading´
prútové prvky´proof loading´
Súcasné nastavenie zariadenia na:• ´proof level´:
? 7,0 N/mm² (dovolené napätie v tahu pre S10)
podla ON DIN 4074-1 Ciel: 10,0 N/mm² (~ 1%-Fraktiltriedy C24 príp. S10)už po dvoch hodinách
• trvanie´proof loading´:? asi 15 Sekúnd
Rozšírenie prierezu plošným zlepením:dve alebo tri vzájomne zlepené dosky, fošne alebo hranoly
Druhy drevín: smrek (prevažne), jedla, borovica,smrekovec (modrín), duglaska
Vlhkost dreva: technické sušenie na ≤ 15%
Povolenie na používanie v stavebníctve: Z-9.1- 440(bauaufsichtliche Zulassung)
Najnižšia trieda S10TS prípadne C24M podla ON DIN 4074-1
Štandardné prierezy: b ≤ 280 mm
d ≤ 80 mm
l až do 18 m d
b
d d dd
prútové prvkylepené nosníky: DUO-/TRIO-Nosníky
Opracovanie povrchu: ´pohl adová plocha´: hoblované a hladené´skrytá plocha´: egalizované a hladené
Rozšírenie prierezu plošným zlepením:dve alebo tri vzájomne zlepené dosky, fošne alebo hranoly
Druhy drevín: ihlicnaté, prevažnesmrek
Vlhkost dreva: technické sušenie na ≤ 15%
Povolenie na používanie v stavebníctve: Z-9.1-623
Najnižšia trieda S10TS podla ON DIN 4074-1
bez zubovitých spojov
Štandardné prierezy: b ≤ 450 mm
d ≤ 150 mm
l až do 12 md
b
dd dd
prútové prvkylepené nosníky : Duomax/Triomax
prútové prvkyoblast použitia
Lahká drevená konštrukcia / Strešná konštrukcia
4
prútové prvkyoblast použitia
Zdroj: Kulmer Zdroj: quadriga
prútové prvkyhlavné detaily
Detaily drevostavieb pre stavby na bývanie
Zdroj : Laboratórium stavebnej fyziky, Inštitút pozemných a priemyselných stavieb –TU GrazAktualizácia detailov na: www.bauphysik.TUGraz.at
Využitie hrubých kmenov n akonštrukcné rastené drevo, lepené nosníky
Rozšírenie oblasti použitia prelepené nosníky
lepené nosníkykombinované
napr. 300 mm
do24
0 m
mdo
240
mm
do40
0 m
m
do24
0 m
mdo
400
mm
do40
0 m
mdo
240
mm
lepené nosníkyhomogénne
do 450 mm
do 300 mm
Vyššie hodnoty tuhosti
LLD – prvok zloženýz viacerých materiálov
zvycajne zložené z lamiel jedného druhu dreva
plošné zlepenie
vrstva lepidlakvázi tuhé spriahnutie medzi lamelamilepidlo podla EN 301-1:1992
Všetky rozhodujúce požiadavky na výrobok lepené lamelové drevo sú obsiahnuté v návrhu európskej normyprEN 14080:2000.
zubovitý spoj
nekonecnálamela
rezivodosky
prútové prvkylepené lamelové drevo
prútové prvkylepené lamelové drevo
Výroba
5
Tvary prierezov ŠTANDARD
d d ≤ 30 mm predovšetkým listnaté dreviny a smrekovec(modrín)
~ 30 mm zakrivené prvky(závisí od polomeru zakrivenia)
= 40 mm priame prvky – štandardndné rozmery
≤ 45 mm maximálna dovolená hrúbka lamelypodla EN 386:1995
b
h
b = 60 mm až 240 mm
h = 100 mm až 600 mm
l ≤ 18 m
odstupnovanie: 20 mm
odstupnovanie : 20 mm a 40 mm
štandard
prútové prvkylepené lamelové drevo
Lepené lamelové drevo-model nosníka
Základné hodnoty pre lepené lamelové drevo– Pevnost v ohybe a modul pružnosti v ohybe E –zaradenie do pevnostnej triedy podla EN 1194:1999 je rozhodujúco ovplyvnené pevnostou v tahu jednotlivých l amiel.
Skúška v ohybe nosníka z LLD Tahová skúška dosky
prútové prvkylepené lamelové drevo
fm,g,k : ft,0,l,k
Lepené lamelové drevo-model nosníkaTriedy pevnosti noriem EN 1194:1999 a DIN 1052
Podla EN 300:1997 „ viacvrstvová doska zhotovená z dlhých, plochých, orientovane usporiadaných drevených triesok (Strands) s dopredu urceným tvarom a hrúbkou, vzájomne spojených spojivom“ .
Hlavná os je urcená smerom v rovine dosky, v ktorom doska vykazuje lepšie vlastnosti v ohybe. Vedlajšia os = kolmo na hlavnú os
Hustota550 bis 700 kg/m³
Charakteristik a:- Vysoká stabilita tvaru v rovine dosky vdaka malým pretvoreniam
vplyvom napuciavania a zosychania pri zmenách vlhkosti.- Optimalizovaná s ohladom na ohyb ⊥ k rovine dosky
Plošné výrobkyOriented Strand Board - OSB
Vonkajsia vrstva
Vonkajsia vrstva
Stredna vrstva
à OSB umožnuje prenos zataženia v dvoch smeroch(doskové pôsobenie)
à výrazná závislost mech.vlastností (tuhost, pevnost) odsmeru zat aženia:
Závislost mechanických vlastností na orientácii dosky a zataženi a
α … uhol medzi vláknami dosky vonkajších vrstiev a smerom namáhania
Pri doskovom namáhaní:
L : Q ~ 2 bis 2,5 : 1
Pri stenovom namáhaní:
L : Q ~ 1,3 : 1
Plošné výrobkyOriented Strand Board - OSB
α
Hlav
ná o
s„po
zdlžn
e“
Vedlajšia os„priecne “
Sila
Sila
Typické VLASTNOSTI dosák OSBVlastnosti v rôznych smeroch a profil hustoty
hustota[kg/m³]
800
500
400
600
700
à OSB je materiál na báze dreva s vysokou stabilitou rozmerov v rovinedosky, urcený najmä na namáhanie ohybom ⊥ k rovine dosky.
…vplyvom výroby existuj úvel ké rozdiely hustotykrajných vrstiev a strednej vrstvy.
…tvrdé krajné vrstvy, mäkké jadro .S
tred
ná v
rstv
a
8
POUŽITIE ... Ako skutocne „nosný“ materiál v drevostavbách
Zdroj: EUWID Holz spezial
à Ako výstužné a nosné opláštenie strešných, stropných a stenových elementov
à V podlahách sa podiel a na roznose zataženia na spodnú konštrukciu
à Ako nosný prvok na stenyI -nosníkov(šmykové namáhanie)
Lahká výstavba z dreva Engineered Wood Products
Plošné výrobkyOriented Strand Board - OSB
Použitie zlepených dielcov z OSBPrepojovací most medzi budovami
Prepojovací most medzi budovamiFa. Egger, St. Johann i. T.
Použitie zlepených dielcov z OSBTestovací dom - Graz, Bytový dom - Weiz
Výskumný objekt naTU-Graz, 2002
Bytový dom / pasívny dom - Weiz (A), 2003/04
IA
Vonkajšiastena
Obsah prednášky
• ÚvodDelenie nosných prútových a plošných výrobkov z dreva
• Prútové prvky- Rastené drevo
Zubovitý spoj
- Konštrukcné rastené drevo´proof loading´
- Lepené nosníky
- Lepené lamelové drevo
• Plošné výrobky- Škárovka
- OSB
• Vybraté projekty- Raabsteg Feldbach (Lávka pre peších a cyklistov, Feldbach)- Wennerbrücke Murau (Cestný most, St. Georgen/Murau)
- Bautechnikzentrum der Technischen Universität Graz (Stavebno-technickécentrum TU Graz)
LEPENÉ LAMELOVÉ DREVOPríklad použitia
Lávka pre peších a cyklistov - RAABSTEG FELDBACH
Pozdlžny rez
Priecny rez
Detail – Krajný nosník Detail - Kotvenie tiahla
LEPENÉ LAMELOVÉ DREVOPríklad použitia
RAABSTEG FELDBACH
Detail
Skladba priecneho rezu prispôsobená namáhaniu
Hlavný nosník2 x 200 / 450 mmBS 18
Strojovo triedené lamely MS 13
Strojovo triedené lamely MS 17
Prenos zataženia:-V pozdlžnom smere ako doskový
nosník- V pozdlžnom smere pre horiz. sily-V priecnom smere na prerozdelenie