Seriál Krovy a dřevěné konstrukce - Vlastnosti dřeva a rozdělení řeziva

Uvedené informace vycházejí z textů publikovaných v odborné literatuře - Publikace Pracujeme na střeše, vydané nakladatelstvím Sobotáles.

Některé technické vlastnosti dřeva

Tesařské konstrukce je potřeba navrhovat a aplikovat ve stavebnictví dle platných zásad, které jsou definovány v normách, doporučeních a odborné literatuře. Základní přehled k navrhování tesařských konstrukcí Vám budeme pravidelně přinášet v novém seriálu nazvaném Tesařské konstrukce.Zkoumání technických vlastností dřeva je činnost, při které pozorujeme, čím se liší jeden druh dřeva od druhého, a podle kvalitativních rozdílů třídíme nejen druhy dřeva, ale provádíme také kvalitativní třídění téhož druhu dřeva. V celé široké činnosti lesnické, dřevařské a stavitelské sledujeme u dřeva řadu technických vlastností - pevnost, tvrdost, štípatelnost, pružnost, kresbu, lesk, vůni, hustotu atd. Máme-li se dřevem pracovat, musíme některé tyto základní vlastnosti znát.

Pevnost. Dřevo poskytuje výborný konstrukční materiál, je lehce opracovatelné, malá objemová váha usnadňuje montáž prvků a dílů konstrukce. Vyniká zejména pevností v tlaku a v ohybu. Pevnost je závislá na kvalitě dřeva, tj. na jeho struktuře, na skladbě vláken a na sukovitosti, na druhu dřeva a jeho hustotě, tj. objemové hmotnosti, i na jeho vlhkosti. Čím je stavba dřeva pravidelnější a s menším počtem vad, čím je vlákno rovnější a objemová hmotnost suchého dřeva vyšší, tím je pevnost dřeva větší.

Obr.1 - Nosnost trámu podle průběhu let (číslice udávají poměr nosnosti)

Obr.2 - Vlevo pevnost dřeva v tahu (P), vpravo pevnost dřeva podél a napříč vláken (P/10 - P20)


Zkouškami bylo prokázáno, že největší únosnost dřeva při plošně stejném průřezu má trám s poměrem stran S : 7 a letokruhy téměř kolmými k užší straně (obr. 1). Mez pevnosti v tlaku, tj. tlak, při kterém se dřevo drtí, činí 40 až 70 MPa. Se stoupajícím obsahem vody pevnost v tlaku klesá a u syrového dřeva je pouze 20 MPa.

Na tah bývá dřevo namáháno např. v některých prvcích krovových konstrukcí (obr. 2). Největší pevnost v tahu má dřevo ve směru vláken (obr. 2a). Bývá několikanásobkem pevnosti napříč vláken; např. u dřeva smrkového je výpočtové namáhání v tahu rovnoběžném s vlákny 10 MPa, ale kolmo k vláknům jen 0,2 MPa.

Zatížíme-li trám nebo prkno podepřené na koncích, dochází k ohybu (obr. 3b). Ohyb nastane také tehdy, jestliže je trám na jednom konci zazděn a na volném konci zatížen. Na vypouklé straně oblouku jsou vlákna při po- vrchu natahována (vzniká zde tah) a při vyduté straně jsou stlačována (obr. 3a).



Obr.3 - Konzola a trám: 1 - tahové síly, 2 - tlakové síly


Pevnost ve vzpěru. Jsou-li namáhány tlakem ve směru vláken dřevěné tyče, které jsou alespoň dvanáctkrát delší než je jejich průřez, mají snahu vybočit a zlomit se. Odpor proti této deformaci nazýváme pevností ve vzpěru. V praxi bráníme tomuto vybočení tím, že zkracujeme volnou délku sloupu vložením postranních šikmých vzpěr nebo příčným vyztužením (obr. 4).

 
Pevnost ve smyku. Při pevnosti ve smyku jde o odštípnutí části dřevěné konstrukce silou působící ve směru vlákna. Pokud působí síla kolmo na vlákna, uplatňuje se pevnost v tlaku.

Výpočtové namáhání jehličnatého dřeva ve smyku podle ČSN 73 1701 je 1 MPa, působí-li síla rovnoběžně s vláknem. S pevností dřeva ve smyku se setkáváme především u krovových konstrukcí, u čepů, per apod. (obr. 5).

 
Životnost dřeva. Životnost dřeva záleží na podmínkách, ve kterých strom vyrostl, a na prostředí, kde je dřevo uloženo. Dřevo jehličnaté vydrží v suchu 200-1 000 let, ve vodě 60-100 let. Dub má v suchém prostředí životnost 600-1 200 let a ve vodě rovněž 600-1 200 let.


Obr.4 - Pevnost dřeva ve vzpěru



Obr.5 - Pevnost dřeva ve smyku: a (vlevo) - nesprávná úprava, b (vpravo) - správná úprava

Hořlavost dřeva je různá, závisí na druhu dřeviny, vlhkosti, času ohřívání, rozměrech apod. Při teplotě 260 až 290 "C začíná dřevo samovolně hořet. I když je to poměrně nízká teplota, přesto je použití dřeva na stavbách z hlediska následné protipožární odolnosti vhodnější než ocel a hliník. Železo se žárem rychle roztahuje, beton se bortí a v důsledku toho se stavby rychle hroutí. Dřevo při požáru uhelnatí a zuhelnatělý povrch izoluje středové části dřevěných prvků. To však neznamená, že je možno podceňovat protipožární předpisy. Hořlavost zmírňujeme ochrannými nátěry (roztoky kamence, zelené skalice, vodního skla s přísadou plavené křídy apod.).
 
Nevýhodou dřeva je jeho náchylnost ke hnilobám; je vhodnou živnou půdou pro dřevokazné houby. Proti nim můžeme dřevo chránit použitím různých impregnačních prostředků. Dnes používáme nejčastěji sublimát (chlorid rtuťnatý, chlorid zinečnatý a modrou skalici).


Sesychání a bobtnání. V rostoucím stromě tvoří dřevní hmota vlastně jen 25 až 30 % skutečného objemu dřeva. Zbytek je voda a vzduch. Ihned po pokácení stromu se však obsah vody začíná snižovat - dřevo vysychá. Vlhkost klesá z původních 100 % až na přibližně 15 %, a tím se současně snižuje i hmotnost dřeva.

Vysychání dřeva probíhá v závislosti na teplotě a vlhkosti okolního vzduchu. Vzniká stav vlhkostní rovnováhy, kdy určité vnější teplotě a vlhkosti okolního vzduchu odpovídá určitá vlhkost dřeva: např. v uzavřených místnostech je tato vlhkost dřeva 6 až 12 %, u vnějších konstrukcí 14 až 17 %. Klesá-li vlhkost dřeva pod 30 %, dochází k vypařování tzv. vázané vody, která je v buněčných blánách, a dřevo pracuje. Dochází k sesychání a tím i k tvarovým změnám dřeva, ale také k výsušným trhlinám, jejichž vznik a množství je závislé na rychlosti vysoušení.

Intenzitu sušení je nutno volit s ohledem na budoucí zabudování hotového výrobku, to znamená, že by dřevo mělo být vysušeno na vlhkost, kterou bude jako hotový výrobek mít. Není tedy žádoucí ani nižší vlhkost, neboť v tom případě by nabíralo vlhkost z okolního vzduchu a bobtnalo by - zvětšovalo by své rozměry.


Obr.6 - Sesychání dřeva



Obr.7 - Sesychání dřeva: a - v suchu, b - ve vlhku


Sesychání však není stejné ve všech směrech; ve směru vláken je nepatrné, asi 0,1 % celkové délky, v příčném směru dosahuje asi 5 %. Největší hodnoty dosahuje ve směru let, asi 10 % (obr. 6). To znamená, že pravá strana prkna, tzn. ta, která je blíže k dřeni, je při seschnutí vypouklá, levá strana pak vydutá (obr. 7).



ŘEZIVO

Řezivo vzniká rozřezáváním kulatiny na trámy, hranoly, fošny, prkna, latě a lišty. Je jedním ze základních materiálů ve stavebnictví a má velký vliv na kvalitu prováděných prací a konstrukcí.

Podle tvaru a rozměrů příčného průřezu, se zřetelem na poměr tloušťky řeziva k jeho šířce se řezivo dělí na:
 
deskové, tj. prkna a fošny,
hraněné, tj. hrano ly a hranolky,
polohraněné, tj. polštáře a trámy.

Deskové řezivo zahrnuje všechno omítané a neomítané řezivo do tloušťky 100 mm, jehož šířka je minimálně rovná dvojnásobku tloušťky. Podle
tloušťky se dělí na:

prkna - řezivo tenčí než 40 mm,
fošny - řezivo tloušťky 40 až 100 mm.

Hraněné řezivo zahrnuje všechno řezivo pravoúhlého průřezu, jehož šířka je menší než dvojnásobek tloušťky. Podle plochy příčného průřezu a tloušťky se dělí na:
 
hranoly - o tloušťce větší než 100 mm nebo s plochou příčného průřezu větší než 100 cm-,
hranolky - o tloušťce nejvýše 100 mm, s plochou příčného průřezu 25 až 100 cm-.

Polohraněné řezivo zahrnuje dvoustranně řezané řezivo o šířce menší než dvojnásobek tloušťky, mající oblé boky po výřezu, z něhož bylo vyrobeno.


Obr.8 - Druhy řeziva: 1 - krajina, 2 - neomítané prkno, 3 - omítané prkno


Podle tloušťky se dělí na:
polštáře - řezivo o tloušťce nejvýše 100 mm,
trámy - řezivo o tloušťce větší než 100 mm, jehož nejmenší šířka odpovídá 2/3 tloušťky.
 
Podle způsobu výroby dělíme deskové řezivo na neomítané, omítané, nebo jinak upravené (obr. 8).

Neomítané deskové řezivo se vyrábí s neoříznutými nebo jen částečně oříznutými boky. Omítané deskové řezivo se vyrábí rovnoběžným obráběním neomítaného řeziva na obou bocích.

Tesařské spoje - seriál Krovy a dřevěné konstrukce II.díl

Zdroj článku: Pracujeme na střeše

Další články z kategorie: Krovy a dřevěné konstrukce ZDE

autor: Nakladatelství Sobotáles, Krytiny-Střechy, KČ