FAFAJTÁK, A FA SZABVÁNYOS OSZTÁLYBA SOROLÁSA, A FAANYAGOK ÉS FATERMÉKEK GYÁRTÁSA ÉS HASZNÁLATA

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "FAFAJTÁK, A FA SZABVÁNYOS OSZTÁLYBA SOROLÁSA, A FAANYAGOK ÉS FATERMÉKEK GYÁRTÁSA ÉS HASZNÁLATA"

Kornélia Kerekesné
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 BME Építészmérnöki Kar Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék FAFAJTÁK, A FA SZABVÁNYOS OSZTÁLYBA SOROLÁSA, A FAANYAGOK ÉS FATERMÉKEK GYÁRTÁSA ÉS HASZNÁLATA szeptember 15. BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

5 TARTÓSZERKEZETEK FAANYAGAI - Természetes faanyagok - Kvázi természetes faanyagok - Mesterséges fatermékek TERMÉSZETES FAANYAGOK (Solid timber) Fűrészelt fa Rönkfa Süvegfa Szélezetlen fűrészárú BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

6 rostirány JELÖLÉSEK Főirányok, rostirány z h x b y

7 x l r t E r = E t Er Et z E z = E y = E 90 Er Et y BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

8 ANYAGTÖRVÉNYEK - teherbírás vizsgálatok esetén Faanyag: Lineárisan rugalmas anyagtörvény σ 2 [N/mm ] a hibátlan (göcsmentes) faanyag σ ε diagramja húzás (t) nyomás (c) ε [%] E t > E c E (hajlító kísérletekből) Acél kapcsolóelemek: rugalmas képlékeny anyagtörvény BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

9 JELÖLÉSEK hajlító (m) húzó (t) nyomó (c) nyíró (v) Szilárdság / feszültség α = 0 90 o beágyazási/palástnyomási (h) f σ c, 45, d c,45, d tervezési (d) karakterisztikus (k) BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

10 A SZERKEZETI (TERMÉSZETES) FAANYAGOK SZILÁRDSÁGI OSZTÁLYAI Szilárdsági tulajdonságok [N/mm 2 ] C14 C16 C18 C20 C22 C24 C27 C30 C35 C40 C45 C50 D30 D35 D40 D50 D60 D70 Hajlítás f m,k Rostirányú húzás f t,0,k Rostirányra merőleges húzás f t,90,k 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Rostirányú nyomás f c,0,k Rostirányra merőleges nyomás f c,90,k 2,0 2,2 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,1 3,2 8,0 8,4 8,8 9,7 10,5 13,5 Nyírás f v,k 1,7 1,8 2,0 2,2 2,4 2,5 2,8 3,0 3,4 3,8 3,8 3,8 3,0 3,4 3,8 4,6 5,3 6,0 Merevségi tulajdonságok [kn/mm 2 ] A rostirányú rugalmassági modulus középértéke A rostirányú rugalmassági modulus 5%-os kv antilise E 0,mean , , E 0,05 4,7 5,4 6,0 6,4 6,7 7,4 7,7 8,0 8,7 9, ,7 8,0 8,7 9,4 11,8 14,3 16,8 A rostirányra merőleges rugalmassági modulus középértéke E 90,mean 0,23 0,27 0,30 0,32 0,33 0,37 0,38 0,40 0,43 0,47 0,5 0,53 0,64 0,69 0,75 0,93 1,13 1,33 A nyírási rugalmassági modulus középértéke Sűrűség [kg/m 3 ] Puhafa Keményfa G mean 0,44 0,50 0,56 0,59 0,63 0,69 0,72 0,75 0,81 0,88 0,94 1,00 0,60 0,65 0,70 0,88 1,06 1,25 A sűrűség ρk A sűrűség középértéke ρ mean BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

11 A SZERKEZETI (TERMÉSZETES) FAANYAGOK SZILÁRDSÁGI OSZTÁLYAI Szilárdsági tulajdonságok [N/mm 2 ] C14 C16 C18 C20 C22 C24 C27 C30 C35 C40 C45 C50 D30 D35 D40 D50 D60 D70 Hajlítás f m,k Rostirányú húzás f t,0,k Rostirányra merőleges húzás f t,90,k 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Rostirányú nyomás f c,0,k Rostirányra merőleges nyomás f c,90,k 2,0 2,2 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,1 3,2 8,0 8,4 8,8 9,7 10,5 13,5 Nyírás f v,k 1,7 1,8 2,0 2,2 2,4 2,5 2,8 3,0 3,4 3,8 3,8 3,8 3,0 3,4 3,8 4,6 5,3 6,0 Merevségi tulajdonságok [kn/mm 2 ] A rostirányú rugalmassági modulus középértéke A rostirányú rugalmassági modulus 5%-os kv antilise E 0,mean , , E 0,05 4,7 5,4 6,0 6,4 6,7 7,4 7,7 8,0 8,7 9, ,7 8,0 8,7 9,4 11,8 14,3 16,8 A rostirányra merőleges rugalmassági modulus középértéke E 90,mean 0,23 0,27 0,30 0,32 0,33 0,37 0,38 0,40 0,43 0,47 0,5 0,53 0,64 0,69 0,75 0,93 1,13 1,33 A nyírási rugalmassági modulus középértéke Sűrűség [kg/m 3 ] Puhafák (fenyő és lágy lombos fafajok) Keményfák (kemény lombos fafajok) G mean 0,44 0,50 0,56 0,59 0,63 0,69 0,72 0,75 0,81 0,88 0,94 1,00 0,60 0,65 0,70 0,88 1,06 1,25 A sűrűség ρ k A sűrűség középértéke ρ mean BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

12 C D - CONIFER, CONIFEROUS - mérsékelt égövi lágy, lombos fák (éger, nyár, fűz) - fenyő-félék (A C45-ös és a C50-es szilárdsági osztálynak megfelelő fát nem mindig lehet beszerezni.) - DECIDUA, DECIDUOUS - kemény lombos fák - mérséklet égövi (bükk, kőris, akác, tölgy) - egzotikus (import) fák (wenge, greenhart, pockfa, stb.) BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

14 MINŐSÍTÉS LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOKKAL min. h/2 MSZ EN: - hajlítószilárdság F l F - sűrűség - rostirányú rugalmassági modulus 6 h (18+3) h F l F min. h/2 h tetszőleges T = o C; R H = %; (ω = %) BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

15 A LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOK EREDMÉNYEINEK STATISZTIKAI ELEMZÉSE sűrűségfüggvény: fm, o, k fm, o, mean MSZ EN: lognorm eloszlás f m, o M W y fm, o F l b h 6 BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós = = F 2

16 A FASZERKEZETEK BIZTONSÁGI TÉNYEZŐI Az anyagjellemzők és ellenállások γ M parciális biztonsági tényezői: Alapkombinációk esetén: Szerkezeti (természetes) fa: Rétegelt-ragasztott fa: LVL termékek, rétegelt lemezek: OSB lapok: Faforgácslemezek: Farostlemezek, MDF lapok: Kapcsolatok: Szeglemezek: Rendkívüli kombinációk esetén: f d = k mod fk γ M 1,30 1,25 1,20 1,20 BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós 1,30 1,30 1,30 1,25 1,00

17 FELHASZNÁLÁSI OSZTÁLYOK 1. Felhasználási osztály: Jellemzője a faanyag azon nedvességtartalma, amely 20 o C-on akkor alakul ki, ha a környező levegő relatív páratartalma évenként csak néhány hétig haladja meg a 65%-os értéket. (Ekkor a fenyők átlagos egyensúlyi nedvességtartalma nem haladja meg az ω=12%-ot.) 2. Felhasználási osztály: Jellemzője a faanyag azon nedvességtartalma, amely 20 o C-on akkor alakul ki, ha a környező levegő relatív páratartalma évenként csak néhány hétig haladja meg a 85%-os értéket. (Ekkor a fenyők átlagos egyensúlyi nedvességtartalma nem haladja meg az ω=20%-ot.) 3. Felhasználási osztály: A környezeti hatások nagyobb nedvességtartalmat eredményeznek, mint a 2. felhasználási osztály esetén. (Ekkor a fenyők átlagos egyensúlyi nedvességtartalma nagyobb, mint ω=20%.) Csak kivételes esetekben soroljuk a fedett tartószerkezeteket a 3. osztályba. BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

18 A TEHERIDŐTARTAMOK OSZTÁLYAI A teheridőtartam osztálya Állandó A karakterisztikus hatás időtartamának összegzett Példa a terhelésre nagyságrendje 10 évnél hosszabb idő Önsúly Hosszú időtartamú 6 hónap 10 év Raktárak hasznos terhei Közepes időtartamú 1 hét 6 hónap Egyéb hasznos terhek Rövid időtartamú 1 hétnél rövidebb Hó- és szélteher Pillanatnyi Szélteher, rendkívüli hatások BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

19 A k mod MÓDOSÍTÓ TÉNYEZŐ A teher időtartamát és a faanyag nedvességtartalmát figyelembe vevő k mod tényező értékei: OSB lapok Faanyag Természetes faanyag, rétegelt-ragasztott fa, LVL termékek, és rétegelt lemezek OSB/2 OSB/3, OSB/4 OSB/3, OSB/4 osztály állandó 0,60 0,60 0,50 0,30 0,40 0,30 A teheridőtartam osztályai hosszú időtartamú 0,70 0,70 0,55 0,45 0,50 0,45 közepes időtartamú 0,80 0,80 0,65 0,65 0,70 0,50 rövid időtartamú BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós Felhasználási 0,90 0,90 0,70 0,85 0,90 0,70 pillanatnyi 1,10 1,10 0,90 1,10 1,10 0,90

20 A FAANYAG EGYENSÚLYI NEDVESSÉGTARTALMA A levegő relatív páratartalma RH [%] A faanyag nedvességtartalma ω [%] A levegő hőmérséklete T [ C]

21 150 x 200 mm keresztmetszetű faelem 1000 mm-es szakaszának nedvességváltozása 18 hét alatt ω e0 = 11%; ω emax. = 22% 11,2 12,3 13,4 14,4 15,5 16,6 17,7 18,6 19,8 20,9 Nettó nedvességtartalom [%] BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

22 A HÚZÓSZILÁRDSÁG VÁLTOZÁSA A NEDVESSÉGTARTALOM FÜGGVÉNYÉBEN f t,0,mean [N/mm 2 ] ρ = 420 kg/m 3 FSP (fiber saturation point) ρ = 520 kg/m 3 ω FSP ω [%] BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

25 z 1 min. h 6 C 30 h C 24 y BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós 1 min. h 6 C 30 b pl. GL 28c

26 KVÁZI TERMÉSZETES FAANYAGOK Rétegelt ragasztott fa (Glued Laminated Timber) Triobalken (Duobalken) LVL termékek (Laminated Veneer Lumber) Kreuzbalken BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

27 A rétegelt-ragasztott tartók jellemző keresztmetszetei BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

28 A Kerto-LVL koordináta rendszere A Kerto-S és Kerto-T elemek esetében a furnérok rostiránya párhuzamos egymással A Kerto-Q elemek esetében a furnérok rostiránya adott rend szerint váltakozó f m, 0, flat, k = fmz,, k f = f m, 0, edgek, my,, k Rostirány a Kerto-S és Kerto-T esetében, valamint s Kerto-Q furnérjainak nagy részében Rostirány a Kerto-Q furnérjainak egy részében BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

29 Azonos teherbírású hajlított gerendák FF fa - C24 RR tartó GL32h Kerto-LVL

30 MESTERSÉGES FATERMÉKEK - Faforgácslapok (Particle Board, Chipboard) Pl.: OSB lapok (Oriented Strand Board) - Farostlemez (Fibreboard) Pl.: MDF lapok (Medium Density Fibreboard) (ρ= kg/m 3 ) OSB MDF BME - Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék - Dr. Armuth Miklós

55 BM E s ni é ta sá g rd zi lá -S Ta sz rtó ze ti ke er Ta n sz ék -D r. Ar m ut h ik M ló s

Hasonló dokumentumok

FASZERKEZETEK KONSTRUÁLÁSA Fafajták, a fa osztályba sorolása

BME Építészmérnöki Kar Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék FASZERKEZETEK KONSTRUÁLÁSA Fafajták, a fa osztályba sorolása Budapest, 2015. szeptember 17. 1 2 TARTÓSZERKEZETEK FAANYAGAI - Természetes