Drvo je jedini obnovljivi građevinski materijal koji nastaje prirodnim procesom, rastom u šumi.Drvo je ekološki najprihvatljiviji materijal dostupan čovjeku.

ŠTA SU DRVENE KONSTRUKCIJESMISAONO PROJEKTIRANI SKUP DRVENIH ELEMENATA KOJI ČINE STABILNU NOSIVU STRUKTURU GRAĐEVINEPROJEKTIRANI SKUP DRVENIH ELEMENATA JE STABILAN AKO SE DOZVOLJENIM METODAMA PRORAČUNA ILI ISPITIVANJA DOKAŽE DA MOŽE PRIMITI PROPISANA OPTEREĆENJA UZ PROPISANI KOEFICIJENT SIGURNOSTI

GRAĐENJE LIJEPLJENIM LAMELIRANIM DRVOMPrijelomni trenutak u zaustavljanju potiskivanja drva iz uporabe i njegov blistavi uspon na graditeljsku scenu dogodio se pronalaskom tehnike lijepljenja drva. Otto Hetzer iz Weimara patentirao je u lipnju 1906 godine postupak proizvodnje lijepljenog lameliranog drva, a što je bio temelj današnjoj modernoj proizvodnji lijepljenih lameliranih konstrukcija.Patentirana je osnovna zamisao da se neovisno o prirodnim dimenzijama elemenata drva lijepljenjem proizvede željeni oblik i veličina novog elementa od više štapastih elemenata drva. Pojedinačni štapovi spajaju se u vodi netopivoj kemikaliji pod pritiskom. Prethodnim oblikovanjem dobiva se željeni oblik novog elementa od drva. Graditelj Hetzer je do 1910 izveo oko 65 građevina od lijepljenog lameliranog drva raspona i do 45 m. To je predstavljalo impuls za brzi i nezamislivi razvoj drvenih konstrukcija raspona većih i od 100 metara. U drvu se skrivaju još nezamislivi potencijali koji se znanstveno utemeljenim istraživanjima kao i inovativnim angažiranjem arhitekata i konstruktora tek trebaju izvesti na svjetlo dana. Na osnovu široke primjenjivosti drva i činjenice da predstavlja u masi najbogatiji materijal ugodan za okoliš ono će, i treba, u 21 stoljeću dobivati na sve većem značenju.

PREMA FUNKCIJI

DRVO GRAĐEVINSKI MATERIJALA. DRVO SIROVINA BUDUĆNOSTIB. GRAĐA DRVAC. KEMIJSKI SASTAV DRVA

MOLEKULARNI SASTAV:- Ugljikohidrati 75% od ukupne suhe tvari,

od toga: 50% celuloza,ostalo škrob, šećer

- Fenolne tvari 20% do 30%- Terpeni 5% kod lišćara ih nema,- Alifatske kiseline 1,5% alkoholi, proteini, anorganske tvari

ELEMENTARNI SASTAV SUHE TVARI:- ugljik 49,6%- kisik 44,0%- vodik 5,9%- pepeo 0,3%- dušik 0,2%

TEHNIČKA SVOJSTVA DRVAESTETSKA SVOJSTVAFIZIKALNA SVOJSTVAMEHANIČKA SVOJSTVATehnička svojstva drva su potrebna (normirana) svojstva za određene tehničke namjene.

ESTETSKA SVOJSTVAa. boja

b. teksturafina ovisi o vlaknimagrubapoprečnatangencijalna ovisi o presjekuradijalna

spiralna

c. sjajd. mirise. finoća

2. FIZIKALNA SVOJSTVAa. volumna masa = 380, 410, 430, 450 (600) kg/m3 b. specifična masac. poroznostd. vlažnoste. bubrenje i utezanjef. provodljivost zvukag. provodljivost topline = ( 2,5 - 11 ) h. akustična svojstva provodljivost, absorpcija i. trajnost drvaj. zapaljivost drva

3. MEHANIČKA SVOJSTVA

a. tvrdoćab. otpornost na habanjec. čvrstoćačvrstoća na tlakčvrstoća na vlakčvrstoća na savijanječvrstoća na posmik čvrstoća na torziju

2a. VOLUMNA MASA DRVAVolumna masa je važno fizikalno svojstvo drva.Mnoga mehanička svojstva drva kao i nosivost spajala pozitivno koreliraju s volumnom masom drva.Volumna masa je definirana kao: m = masa drva u kg V = volumen drva u

Volumna masa ovisi o vlažnosti drva. Ulaskom vode u stjenke ćelija dolazi do bubrenja drva. Vlažnost pri kojoj su stjenke ćelija zasićene naziva se granica zasićenja ωf. Granica zasićenja nastupa pri vlažnosti drva od 28%. Volumna masa drva prema EC5 odnosi se na masu i volumen pri ravnotežnoj vlazi koja se uspostavlja pri temperaturi zraka od 20°C i relativnoj vlažnosti 65%. Volumna masa stijenki ćelija iznosi 1500 kg/m3

2d. VLAŽNOST DRVA - DRVO I VLAGAVlažnost drva (%) se definira kao odnos mase isparene vode (m0) i mase suhog drva (mw) prema izrazu:

Za brzo mjerenje vlažnosti drva između 6% i 28% na raspolaganju su električni mjerni instrumenti. Njihova tolerancija je ± 2% što je za praktične inženjerske potrebe dovoljno. Kod svježe oborenog drva prvo se oslobađa slobodna voda šupljina strukture drva. Ona nije vezana u strukturi. Voda u strukturi ćelija je vezana voda, a za njeno odvajanje potrebna je veća energija nego pri isparavanju slobodne vode. Vlažnost drva pri kojoj su ćelije zasićene ali nema još slobodne vode naziva se točka zasićenja, a nastupa pri vlažnosti drva od 28%. Za većinu botaničkih vrsta drva točka zasićenja leži između 25% i 35%. Za praktičnu upotrebu uzima se prosječno kao 28%. Za inženjersku praksu točka zasićenja ima veliko značenje. Ispod točke zasićenja dolazi do promjena većine fizikalnih i mehaničkih svojstava drva. Iznad točke zasićenja većina fizikalnih i mehaničkih svojstava drva ostaje konstantna. Drvo je hidroskopan materijal radi čega kontinuirano izmjenjuje vlažnost s okolinom. Taj fenom se naziva sorpcija drva. Za svaku kombinaciju temperature i vlažnosti okoline postoji pripadajuća vlažnost drva, pri kojoj je difuzija vlage u drvo u ravnoteži s difuzijom vlage iz drva. Ova vlažnost drva se naziva ravnotežna vlažnost . Sadržaj vlage, odnosno veličina i brzina njenog transporta imaju veliki utjecaj na gotovo sva za inženjere važna svojstva drva. Sorpcijske terme daju zavisnost sadržaja vlage i relativne vlažnosti zraka pri konstantnoj temperaturi T. Pri određenoj relativnoj vlažnosti zraka ovisi ravnotežna vlaga drva o tome, dali ravnoteža ima slijed desorpcije ili adsorpcije. Adsorpcijske terme (A) leže uvijek niže od odgovarajućih desorpcijskih (D).

TERME SORPCIJE ZA SMREKU PRI 20°C.Sadržaj vlage u zavisnosti relativne vlažnosti zraka .A: adsorpcija, D: Desorpcija, O: oscilirajuća sorpcija

2. VLAŽNOST I MEHNIČKA SVOJSTVA DRVAMehanička svojstva drva ovise o njegovoj vlažnosti. Povećanje vlažnosti drva uzrokuje smanjenje vrijednosti čvrstoće i krutosti drva. Promjene vlažnosti u području zasićenja nemaju utjecaja na mehanička svojstva. Djelovanje promjene vlažnosti je različito na pojedina mehanička svojstva drva. Vrijednosti djelovanja na drvo bez grešaka date su u tablici. Za praktičnu primjenu može se uzeti linearna promjena svojstava u području vlažnosti 8% < Ψ < 20%.

2e. BUBRENJE I UTEZANJE DRVA

Vlaga ima afinitet da si na silu nađe put u strukturu stjenke ćelija drva, inače neporoznu. Pri tom se mikrofibrile potiskuju nastranu. Zbog toga nastalo bubrenje stjenke ćelija drva može se za praktičnu primjenu uzeti kao ekvivalent volumena primljene vode. U obrnutom procesu izlaska vode iz strukture stjenke ćelija drva dolazi do utezanja. Bubrenje i utezanje drva u konstrukciji pri promjeni vlage označavaju se kao deformacije zavisne o vlazi. Ove orijentirane deformacije ovisne su o orijentaciji mikrofibrila stjenke ćelija. Dimenzije drva mijenjaju se linearno s promjenom vlažnosti u području između 5% i 20%. U tom se području vlagom uvjetovane deformacije mogu izračunati izrazom:

dimenzija pri vlažnosti drva

dimenzija pri vlažnosti drva mjera bubrenja (pozitivno) ili utezanja (negativno) u %/%.

Za najvažnije botaničke vrste drva kao; smreka, jela, bor, hrast za inženjersku upotrebu može se uzeti da je: = 0,01 mjera bubrenja u pravcu vlakana

= 0,2 mjera bubrenja u poprečnom pravcu

= 0,3 mjera bubrenja u poprečnom pravcu za bukvu i drva s velikom volumnom masom

Ako je deformiranje drva uslijed primitka vlage spriječeno dolazi do unutrašnjih sila. Da bi se problemi deformacija drva zavisno o vlazi minimiziralo treba u konstrukciju ugrađivati drvo vlažnosti koja se očekuje kao ravnotežna u prostoru. Drvo vlažnosti 20% - 22% treba samo tada ugrađivati u konstrukciju kada se očekuje brzo sušenje bez opasnosti biološke destrukcije ili trajnih deformacija.

MEHANIČKA SVOSTVA DRVATvrdoćaOtpornost na habanjeČvrstoća

DUGOTRAJNO OPTEREĆENJE DRVA - REOLOGIJA DRVAPri dugotrajnom opterećenju drvo izražava znatan gubitak čvrstoće u tijeku vremena. Poznato je, da promjene vlažnosti znatno povećavaju puzanje drva. Ovaj efekt se naziva mehanosorpcija, jer se on javlja samo kod istovremenog djelovanja opterećenja i sorpcije drva. Pri dimenzioniranju drvenih elemenata konstrukcije mora se uzeti u obzir utjecaj vlažnosti drva i trajanja opterećenja. Konstrukcija se svrstava u uporabnu klasu i klasu trajanja opterećenja.EC5 definira koeficijente modifikacije za svaku kombinaciju dvije vrste klase

DRVO U NOSIVOJ STRUKTURI

Drvo je živi materijal. Posjeduje anizotropna svojstva koja se mijenjaju s promjenom uvjeta okoline.Trajanje opterećenja ima također veliki utjecaj na čvrstoću i deformacije. Inženjer u praksi treba dobro poznavati naročita svojstva drva da bi bio u situaciji drvene konstrukcije pravilno projektirati i dimenzionirati.

PROIZVODNJA DRVA I PRODUKATA NA BAZI DRVA

Danas je već problem nabaviti građu dimenzija 7,5 x 22,5 x 500 cm.Za proizvodnju većih dimenzija danas je moguće više manjih elemenata spojiti u jedan ili lijepljenjem dobiti dimenzije po želji. Drvo se proizvodi prirodnim putem, radi toga su njegova svojstva čvrstoće i krutosti promjenljiva. U principu postoji dva načina da se oscilacije kvalitete drva ograniče na prihvatljivu mjeru. Drvo se može sortirati i klasificirati u različite kvalitetne grupe. Poboljšanje kvalitete drva je također moguće, drvo se usitnjava i u pravilu dodatkom ljepila ponovo formira u željeni oblik.

KLASIFIKACIJA DRVADa bi se drvo kao prirodni materijal moglo pouzdano koristiti potrebno ga je sortirati u pogledu čvrstoće. Sortiranjem drva, strojno ili vizualno, može se razvrstati u klase čvrstoće. Sortiranje počiva na principu propisanih parametara i čvrstoće drva. Sortirni parametar kod strojnog sortiranja je modul elastičnosti. Za vizualno sortiranje glavni parametar su kvrge drva. Razvrstavanjem drva u klase čvrstoće olakšava se dimenzioniranje drvene konstrukcije. Standardizirane dimenzije presjeka mogu se racionalnije upotrijebiti, jer se mogu kupiti na stovarištu.

Poboljšani proizvodi na bazi drvaPrirodnim rastom nastaju znatni inhomogeniteti drva. Kvrge, usukanost i ostala rastom uvjetovana svojstva imaju veliki utjecaj na čvrstoću, a uvjetuju i veliku disipaciju svojstava čvrstoće unutar jednog elementa. Ako se veliki komadi drva

podijele u sitne komade i nakon toga oblikuje element od dezorijentiranih komadića biti će greške unutar njega podijeljene čime se smanjuje disipacija svojstava čvrstoće. Velika nosivost lijepljenog lameliranog drva u usporedbi s punim drvom ne rezultira iz veće srednje vrijednosti nosivosti nego iz smanjene disipacije svojstava čvrstoće, čim se postiže veća karakteristična čvrstoća. Okruglo drvo je izuzetak, a koje se gotovo ne proizvodi. Njegova čvrstoća je naroćito visoka, jer vlakanca nisu prerezana i kvrge u strukturi obilaze.

SVOJSTVA DRVA I PROIZVODA NA BAZI DRVADrvo kao prirodan materijal ima u različitim pravcima različita svojstva. Paralelno pravcu vlakana, dakle u pravcu debla, čvrstoća je materijala naročito velika, dok je okomito na taj pravac mala. Kod proizvoda na bazi drva više ne postoje velike razlike u svojstvima drva. Drvo je hidroskopan materijal. Vlažnost drva ovisi o klimi okoline i mijenja se prema njoj. Ako se drvo suši od 30% uteže se u pravcu okomito na vlakna dok je utezanje u pravcu vlakana zanemarivo.Zbog toga treba u konstrukciju ugraditi drvo ravnotežne vlažnosti približno jednake ravnotežnoj vlažnosti u mikroklimi prostora konstrukcije. Ako se utezanje u uporabnom stanju konstrukcije spriječi, može na primjer kod spojeva doći do poprečnih vlačnih napona koji mogu uzrokovati slom. Promjenom vlažnosti drva mijenjaju se mehanička svojstva. Smanjenjem vlažnosti drva povećavaju se čvrstoća i modul elastičnosti. S dugotrajnim opterećenjem drva povećavaju se deformacije. U konstantnoj mikroklimi u razdoblju od 20 godina puzanje deformacija ne prelazi 50% elastične deformacije. Ako se vlažnost mijenja deformacije puzanja prelaze nekoliko stotina puta početne. Deformacije puzanja nisu samo važne u pogledu prevelikih deformacija nego mogu voditi reduciranju nosivosti preko deformacija pri dokaza stabilnosti elemenata. S gledišta vlažnosti drva trajanje opterećenja utječe na ponašanje konstrukcije u smislu nosivosti i deformabilnosti. Projektant konstrukcije mora radi toga svako opterećenje razvrstati u klasu trajanja opterećenja i slijedom toga karakteristične vrijednosti čvrstoće modificirati, a na osnovu trajanja opterećenja.

SORTIRANJE DRVA U POGLEDU ČVRSTOĆEDrvo kao građevinski materijal se proizvodi od debla raznih botaničkih vrsta drva. Karakteristike drva su različite od debla do debla, unutar istoga debla. Piljenjem debla u piljenu građu narušava se prirodna struktura nastala rastom. Tako mogu karakteristike čvrstoće nesortiranog najjačeg komada piljenog drva desetak puta biti veće od najslabijeg. Za moguću uporabu drva mjerodavna je karakteristična čvrstoća, što znači 5%-fraktil osnovne ukupnosti, visoka čvrstoća pojedinih komada nesortiranog drva nije upotrebljiva. Zbog ekonomičnosti proizlazi da se drvo sortira u klase različite kvalitete, to znači odabire komad po komad. Drvo se tradicionalno sortira vizualno. Postupkom opažanja drvo se ocjenjuje, naročito opažanjem kvrga i širine godova. Ekonomičnost sortiranja na ovaj način je ograničeno jer je klasificiranje ovisno o pažnji i obučenosti čovjeka koji to obavlja. S ciljem da se preciznost sortiranja piljenog drva poboljša prema čvrstoći, u Australiji, Americi i Velikoj Britaniji razvijen je postupak strojnog sortiranja. Kod sortiranja drva mora se generalno razlikovati tzv. opažajno sortiranje od sortiranja čvrstoćom. Kod opažajnog sortiranja drvo se ocjenjuje optičkim pojavama, dakle estetskim kriterijem. Strojno sortiranje obavlja se isključivo kriterijima čvrstoće koji su bitni za njegovu nosivost. Pored kriterija čvrstoće i krutosti pri strojnom sortiranju moraju se također uzeti u obzir i granične vrijednosti geometrijskih karakteristika, kao npr. zakrivljenost, vitoperost itd. Dimenzije drva, kao i zakrivljenost; vitoperost i pukotine, ovise o vlažnosti drva. Zbog toga je utvrđena vlažnost od 20% kao granična vrijednost pri strojnom sortiranju. Sortirano drvo mora biti obilježeno. Obilježje mora imati, najmanje, slijedeće podatke: klasu, vrstu drva ili kombinaciju vrsta, proizvođač, norme po kojima je sortiranje obavljeno. Minimalne uvjete za opažajno sortiranje daju norme EN 518, a za strojno EN 519.

Opažajno sortiranjeEN 518 daje minimalne uvjete sortiranja čvrstoće za crnogorično i bjelogorično drvo i dopušta primjenu nacionalnih normi koje ove uvjete ispunjavaju. Pri tom se moraju uvažiti najmanje slijedeća minimalna svojstva:

- granične vrijednosti svojstava koje smanjuju čvrstoću: kvrge, nagib vlakana, volumnu masu, širinu godova, pukotine;- granične vrijednosti geometrijskih svojstava: zakrivljenost, vitoperost;- granične vrijednosti bioloških svojstava: zaraženost gljivicama i insektima;- ostala svojstva: mehanička oštećenja i drugo.

Strojno sortiranjeMane opažajnog sortiranja prema čvrstoći mogu se pri strojnom izbjeći. Strojevi za sortiranje uglavnom su takozvani strojevi savijanja, koji na malom rasponu određuju srednju vrijednost modula elastičnosti. Strojno sortiranje još je uvijek predmet naučnih istraživanja u cilju optimiranja postupka. Uvode se novi postupci mjerne tehnike: skeniranja površine, mikrovalno snimanje, gama prozračivanje, dinamičko tretiranje itd. EN 519 sadrže zahtjeve koji moraju biti ispunjeni pri strojnom sortiranju

ŠTO JE KLASIFIKACIJA?VIZUALNO ILI MAŠINSKI ODABRANO DRVO BEZ NEDOPUŠTENIH GREŠAKA

PUNO DRVO - KLASE ČVRSTĆE

EC5, kao i ostale EC-i neposredno ne sadrže materijalne konstante. One daju međutim pravila za njihovo određivanje, da bi se postigao kompabilitet s konceptom sigurnosti i pravilima dimenzioniranja EC5. Za puno drvo vrijede slijedeći zahtjevi:

- Drvo mora biti opažajno ili strojno sortirano prema čvrstoći.

- Opažajno sortiranje mora biti obavljeno prema normama koje zahtijevaju minimalne uvjete iz EN518 ”građevinsko drvo za nosive konstrukcije - sortiranje - zahtjevi na norme o opažajnom sortiranju čvrstoće”.

- Strojno sortiranje mora ispuniti minimalne uvjete EN 519 normi “građevinsko drvo za nosive konstrukcije - sortiranje - zahtjevi na norme o strojnom sortiranju čvrstoće”.

- Karakteristične vrijednosti čvrstoće, krutosti i volumne mase odrediti prema EN 384 “građevinsko drvo za nosive konstrukcije -određivanje karakterističnih vrijednosti čvrstoće, krutosti i volumne mase”.

LIJEPLJENO LAMELIRANO DRVO (patentirao Otto Hetzer 1906.)-omogućeno je neovisno o prirodnim dimenzijama lijepljenjem dobiti željeni oblik i veličinu novog elementa načinjenog od više manjih, štapastih elemenata-štapasti elementi spajaju se kemikalijom netopivom u vodi, pod pristiskom

PROIZVODNJA LLD-a:

1) PRIPREMA DASAKA-LLD se sastoji od dasaka (lamela) max debljine 4.5 cm i dužine 1.5 - 5.0 m-daske se moraju tehnički sušiti do vlažnosti max 15 %Nakon sušenja drvo se prethodno blanja (2) i sortira (3).Provjerava se vlažnost drva dasaka, vrši se krajčenje (4) i slaže u složaj

2) ZUPČASTO SPAJANJE LAMELA-daske se na krajevima spajaju zupčastim spojem u tzv. beskonačnu lamelu-zupčasti profil se usijeca u čelo daske i nanosi se ljepilo-zupci se utiskuju pod pritiskom-iz beskonačne lamele izrezuju se potrebne dužine

3) PRIPREMA LJEPILA-ljepilo se skladišti u cisternama iz kojih se pumpa i automatski miješa-ukoliko to nije slučaj, mora postojati poseban prostor za pripremu ljepila: miješanje očvršćivača i ljepila te njihovo skladištenje

4) LIJEPLJENJE-lamele se obostrano blanjaju i nanosi se ljepilo-u vertikalnom položaju slažu se na platformu za oblikovanje nosača i međusobno tlače

5) OBRADA NOSAČA-nosači se čiste od ostataka ljepila i obostrano blanjaju-potom se vrši krojenje i okivanje prema projektu-u ovoj se fazi vrši i zaštita drva nosača

TRANSPORT DRVENE KONSTRUKCIJE

-izrada plana kojim se prikazuje i opisuje način transporta-plan sadrži dokaz da za vrijeme transporta neće doći do napona i deformacija većih od dopuštenih (u dokazu uzeti u obzir i dinamičko djelovanje preko dinamičkog faktora)-položaj nosača za vrijeme transporta treba biti isti kao projektirani položaj u konstrukciji-nosači se ne smiju transportirati u horizontalnom položaju ukoliko nije riješeno pitanje krutosti noseće konstrukcije transportnog sredstva-put treba biti utvrđen sa svim radijusima krivina i postojećim ograničenjima gabarita na putu-utovar, transport i istovar mora biti takav da ne dođe do oštećenja ili mjestimičnog utiskivanja u strukturu drvaAko dođe do promjene elemenata planiranog transporta mora se izraditi novi plan transporta uvažavajući sve rečeno

MONTAŽA DRVENE KONSTRUKCIJE

-obavljati prema planu montaže-plan montaže mora dokzati da prilikom montiranja neće doći do naprezanja i deformacija većih od dopuštenih, te da neće doći do gubitka stabilnosti-mjesta prihvaćanja elementa za vrijeme podizanja i montiranja moraju biti osigurana da ne dođe do utiskivanja u strukturu materijala ili sl. oštećenja

EKSPLOATACIJA DRVENIH KONSTRUKCIJA

-tijekom eksploatacije LLD konstrukcija mora se paziti na njenu ispravnost i o tome voditi pisanu dokumentaciju-kod DK s vijcima kao spojnim sredstvima, treba predvidjeti njihovo naknadno pritezanje-naknadno pritezanje obavljati 1.,3.,10.,te svakih deset godina nadalje (kod objekata stalnog karaktera)