Embed Size (px)
Citation preview
PRIMJENA DRVETA KAO KONSTRUKCIJSKOG MATERIJALA
SAŽETAK
Drvo kao konstrukcijski materijal je nezamjenjiv u oblasti građevine, koristi se i kao pomoćni, a
isto tako i kao osnovni element za izvedbu najrazličitijih konstrukcija.
Drvo je materijal koji ima niz pogodnosti. Od najstarijih vremena je u upotrebi kao građevinski
materijal, a i danas se u savremenim konstrukcijama često primjenjuje. Iako ga sve više
zamjenjuju čelik i beton, prirodna komponenta i neke tehničke karakteristike drže ga
konkurentnim u modernom građevinarstvu. Problemi koji se načelno vežu uz drvo idu u smjeru
vlage, neotpornosti na požar i upitan životni vijek (atmosferski i biološki utjecaji) i sl..
Drvene konstrukcije su vrlo popularne zbog lakog transporta, jednostavne obrade na mjestu
ugradnje i prirodnog ambijenta stapanja sa prirodom. Osim u niskoenergetskoj gradnji, drvene
konstrukcije se koriste i u gradnji lukova u sportskim objektima, za gradnju vjerskih objekata,
eko-objekata u zaštićenim područjima i sl. a još uvijek su gotovo nezamjenjive u gradnji krovnih
konstrukcija.
Zahvaljujući savremenim tehnološkim mogućnostima, drvo se danas primjenjuje i za izradu
konstrukcija velikih raspona (lamelirane drvene konstrukcije).
Ključne riječi: drvo, drvena konstrukcija, građevinarstvo.
5
THE USE OF TIMBER AS STRUCTURAL MATERIAL
SUMMARY
The wood, as a construction material, is indispensable in area of civil engineering, it is used as an
auxiliary material but it can also be used as an element for the making of various constructions.
The wood is an element that has series of advantages. As a building material, it is used before a
long time ago, but nowadays, it is often used for making of modern constructions. Although
concrete and steel often substitute the timber, natural structure and some technical characteristics
still holds the timber as a main material in civil engineering.Problems that timber often has are
moisture, fire nonresistance and short usable life (atmospheric and biological conditions) etc.
Wooden constructions are very popular because they have easy transport, simply using on the
places where it must be incorporated and natural characteristics for connection with the nature.
Except of it using in low-energy, the wooden constructions can also be used for making of arcs at
sport playgrounds, religious buildings, ecological constructions in protected areas etc., and they
are still indispensable for the making of roof constructions.
Thanks to modern technological possibilities, timber is nowadays used for the making of big
panel constructions (lamella wooden constructions).
Key words: wood, wooden structures, construction.
6
SADRŽAJ
1. UVOD........................................................................................................................................12
2. SVOJSTVA DRVETA.............................................................................................................17
2.1. ESTETSKA SVOJSTVA............................................................................................18
2.1.1. Boja drveta..........................................................................................................18
2.1.2. Tekstura drveta....................................................................................................18
2.1.3. Sjaj drveta...........................................................................................................19
2.1.4. Miris drveta.........................................................................................................19
2.1.5. Finoća drveta.......................................................................................................19
2.2. FIZIČKA SVOJSTVA.................................................................................................19
2.2.1. Poroznost drveta..................................................................................................20
2.2.2. Vlažnost drveta...................................................................................................20
2.2.3. Sušenje drveta.....................................................................................................22
2.2.4. Težina drveta.......................................................................................................22
2.2.5. Provodljivost zvuka............................................................................................25
2.2.6. Prpvodljivost toplote...........................................................................................26
2.2.7. Termičke dilatacije..............................................................................................27
2.3. FIZIČKO – HEMIJSKA SVOJSTVA.......................................................................28
2.3.1. Trajnost drveta....................................................................................................28
2.3.2. Zapaljivost drveta................................................................................................31
2.4. MEHANIČKA SVOJSTVA........................................................................................31
2.4.1. Tvrdoća drveta....................................................................................................33
7
2.4.2. Otpornost na habanje..........................................................................................33
2.4.3. Čvrstoća drveta...................................................................................................33
2.4.4. Žilavost drveta....................................................................................................35
2.4.5. Cijepivost drveta.................................................................................................35
2.4.6. Elastičnost drveta................................................................................................35
3.DRVO U GRAĐEVINARSTVU.............................................................................................36
3.1. KLASIČNE DRVENE KONSTRUKCIJE.....................................................................39
3.1.2. Drvene krovne konstrukcije......................................................................................40
3.1.3. Jednovodni krovovi...................................................................................................44
3.1.4. Dvovodni krovovi.....................................................................................................45
3.1.5. Četverovodni krovovi...............................................................................................47
3.1.6. Složeni krovovi.........................................................................................................48
3.2. SAVREMENE DRVENE KONSTRUKCIJE................................................................49
3.2.1. Krovne rešetkaste konstrukcije (rešetkasti nosači)...................................................51
3.2.1.1. Mogući oblici rešetkastih nosača.................................................................53
3.2.2. Kovani nosači............................................................................................................54
3.2.2.1. Kovani nosači većih visina..........................................................................55
3.2.3. Lamelirano lijepljene konstrukcije...........................................................................55
3.2.4. Zakrivljeni nosači......................................................................................................57
3.2.5. Ramovski nosači.......................................................................................................57
8
3.2.5.1.Trozglobn ramovi sa zubčastom vezom.......................................................59
3.2.5.2. Ramovske konst. sa tzv V stubovima...........................................................59
3.2.6. Lučni nosači..............................................................................................................60
3.2.6.1. Luk na dva zgloba.........................................................................................61
3.2.6.2. Luk na tri zgloba...........................................................................................62
3.3. POVRŠINSKE KONSTRUKCIJE................................................................................63
3.4. PROSTORNE KONSTRUKCIJE..................................................................................63
3.5. DRVENI MONTAŽNI ELEMENTI..............................................................................64
3.6. ZAŠTITA DRVENIH KONSTRUKCIJA.....................................................................67
3.6.1. Zaštita od bioloških utjecaja....................................................................................67
3.6.2. Zaštita od vlage........................................................................................................68
3.6.3. Zaštita od požara......................................................................................................69
4. ZAKLJUČAK..........................................................................................................................70
5. LITERATURA.........................................................................................................................71
9
POPIS SLIKA
Slika 1.1. Uskladišteno drvo.........................................................................................................12
Slika 2.1. Svojstva drveta..............................................................................................................17
Slika 2.2. Karakteristične deformacije drveta kao posljedica različitog
skupljanja u različitim pravcima..................................................................................24
Slika 2.3. Dijagram vrijednosti koeficijenata skupljanja odnosno bubrenja
kod promjene vlažnosti................................................................................................25
Slika 2.4. Ovisnost vremena od paljenja drveta i temperature.....................................................31
Slika 2.5. Čvrstoća reducirana na 15% vlažnosti u odnosu na postotak vlažnosti.......................34
Slika 3.1. Primjena drveta u visokogradnji...................................................................................40
Slika 3.2. Arhitektonska krovna konstrukcija (estetski izgled krova)..........................................41
Slika 3.3. Blok shema krovne konstrukcije..................................................................................42
Slika 3.4. Izgradnja krovne konstrukcije.....................................................................................43
Slika 3.5. Konstrukcija jednovodnog krova sa viješaljkama.......................................................45
Slika 3.6. Prosti dvovodni krov sa raspinjačama na krovnoj stolici............................................46
Slika 3.7. Konstrukcija četverovodnog krova..............................................................................47
Slika 3.8. Složena krovna konstrukcija........................................................................................48
Slika 3.9. Savremena konstrukcija (drveni most)........................................................................49
Slika 3.10. Rešetkasta konstrukcija u savremenoj gradnji.............................................................52
Slika 3.11. Prikaz nekih od rešetkastih nosača..............................................................................53
Slika 3.12. Upotreba kovanog nosača............................................................................................54
Slika 3.13. Konstrukcija od lamelirano-lijepljenog drveta............................................................56
10
Slika 3.14. Transport zakrivljenog nosača.....................................................................................57
Slika 3.15. Konstrukcija rama........................................................................................................57
Slika 3.16. Montažni nastavci........................................................................................................59
Slika 3.17. Sistemi lučnih nosača..................................................................................................60
Slika 3.18. Konstrukcija mosta sa lučnim trozglobnim sistemom.................................................62
Slika 3.19. Prosta drvna konstrukcija (kupola)..............................................................................64
Slika 3.20. Izgled drvene kuće sa okvirnim sistemom gradnje......................................................66
Slika 3.21. Panelni sistem gradnje.................................................................................................67
POPIS TABELA
Tabela 2.1. Prosječna zapremina drveta u kg / m3........................................................................23
Tabela 2.2. Odnos za suho drvo.....................................................................................................23
Tabela 2.3. Srednje vrijednosti koef. skupljanja odnosno bubrenja u % pri promjeni
vlažnosti za 1%...........................................................................................................26
Tabela 2.4. Hemijski sastav drveta................................................................................................28
Tabela 2.5. Trajnost drveta............................................................................................................30
Tabela 2.6. Elastične konstante.....................................................................................................35
POPIS OZNAKA
α - Poroznost drveta
γ - Zapreminska težina potpunog suhog drveta
γs
- Specifična težina drveta
η - Procent vlažnosti
11
G0
- težina drveta pri sušenju,
G - težina drveta poslije sušenja.
1. UVOD
Drvo je prirodni materijal, kojim je čovjek gradio svoje objekte, što znači da u gradnji drvetom
posjedujemo iskustvo od više hiljada godina. Gradnja drvetom datira još iz egipatskog doba.
Drvo je organska tvar nehomogena u organskom, anatomskom i fizičkom smislu.
Drvo je odrvenjena biljka koja se sastoji od podzemnog (korjena) i nadzemnog dijela stabla. Drvo
je iznimna sirovina: samostalno se razvija i raste, pri tome koristi samo sunčevu energiju, veže uz
svoju hemijsku strukturu velike količine štetnog plina CO2
(ugljični dioksid), koji ugrožava klimu
na Zemlji, a oslobađa čisti kisik kao vlastiti "nus-proizvod".
Stablo je osnovni dio drveta, koji ima praktičnu vrijednost za drvene konstrukcije (sl.1.1.). Za
drvene konstrukcije je od interesa deblo drveta. Drvo je po svojoj unutrašnjosti i građi slično nizu
tankih šupljih cilindara, na poprečnom presjeku drveta ti cilindri obrazuju koncentrične krugove
oko središta presjeka, oko srca drveta. Svako od ovih prstena nastaje jednogodišnjim prirastom
drveta i naziva se god drveta [1].
12
Slika 1.1. Uskladišteno drvo [1]
U biološkom pogledu drvo dijelimo na:
- lišćare ( hrast, bukva, breza, topola itd.),
- četinare ( bor, jela, smrča, ariš itd.), u oba slučaja u poprečnom presjeku razlikujemo za
nas značajan, mehanički i fiziološki aktivni dio debla.
Drvo je bilo izvorni materijal za gradnju od kojeg je moguće formirati:
- tektonski i
- stereotonski prostor, odnosno konstruktivni sistem koji garantira stabilnost tog prostora.
Prvo su nastala tektonska rješenja konstruktivnog sistema, a da su zatim izrađeni prvi krovovi
stereotonskih formi, koji su prekrivali objekte od kamena i opeke. S druge strane, drvo je
višegodišnja biljka sa sebi svojstvenim osobinama.
Drvo kao građevinski materijal, primjenjivan je od najstarijih vremena. Kao građevinski
materijal, drvo je neelastična, nehomogena i anizotropna masa u fizičkom, hemijskom i
anatomskom smislu. Drvo je danas kao građevinski materijal čvrsto etablilralo kako u svijetu
tako i kod nas.
13
Udio drveta u gradnji stambenih i poslovnih objekata, u gradnji industrijskih objekata, velikih
skladišta i dvorana sve je veći iz dana u dan. U tržišnom natjecanju sa opekom, betonom, čelikom
ili lakim metalima, drvo se nudi kao privredno isplativa alternativa. U građevinarstvu se najviše
upotrebljava: jela, smrča, bor, omorika, bukva, hrast,i po potrebi koristi se još i brijest, jasen,
grab, bagrem i lipa.
S obzirom na statičke i optičke zahtjeve koji se stavljaju pred drvo, u upotrebi razlikujemo:
masivno rezano drvo, puno građevno drvo i drvene obloge. Za vanjisku zaštitu objekata izrazito
su pogodna stabala hrasta i ariša. Na ovaj način ne moramo koristiti tropska stabla. Stablo je
poznato kao ekološki građevni materijal. Obrada, transport i ugradnja drveta u usporedbi s
drugim materijalima zahtijevaju vrlo malo energije. Zahvaljujući upotrebi drveta jednostavno je
izgraditi kuće s malom energetskom potrošnjom, kuće s pasivnom energetskom potrošnjom ili
čak kuće s nultom energetskom potrošnjom [2].
Pored kamena to je dugi niz godina bio osnovni materijal za građenje. I danas pored progresa
čelika i betona, u savremenom građevinarstvu drvne konstrukcije imaju svoje mjesto ako ne kao
osnovni, onda kao neimenovani, suputni, pomoćni matrijal za građenje (skele oplate i slicno).
Drvo kao matrijal, je veoma pogodan za primjenu u savremenim drvnim konstrukcijama, i
upotrebom specijalnih spojeva našao je veoma dobru primjenu. Pored prirodnog drveta sve se
češće koriste i industrijski proizvedeni drveni materijali. U ovu grupu industrijski proizvedeni
drveni materijala spadaju šperploče (šperana slojevita ploča), i ploče proizvedene od drvenih
vlakana, a koriste se kao zidne, krovne ili podne obloge. Dobro poznata "stara" šperploča danas
se proizvodi bez sastava formaldehida u sebi, a to znači da nema štetnog djelovanja na ljudsko
zdravlje kao što ga nema niti obično prirodno drvo [2].
Drvne konstrukcije po svojoj definiciji su skup elemenata od drveta, preko kojeg se oblikuju
određeni i svrsishodni prostori i preko kojeg se prenose određena opteraćenja. Drvo kao materijal
14
se veoma dobro koristi u stalnim i privremenim konstrukcijama, malo osjetljivost materijala na
temperaturne promjene, mogućnost montaže predstavljaju drvo za građenje u ravnopravnom
odnosu sa drugim materijalima koji se koriste u građevinarstvu.
Imajući u vidu način spajanja dijelova konstruktivnog sistema od drveta u cjelinu, statički sistem
i naročiti način proizvodnje laminata, konstrukcije od drveta dijelimo na:
klasične drvene konstrukcije,
savremene drvene konstrukcije.
Konstruktivni sistem objekata koji se danas izvode još uvijek čine klasične nosive konstrukcije.
Odluka projektanta da ovim tipom konstrukcije ostvari stabilnost svog objekta zasniva se na
pouzdanosti, racionalnosti i jednostavnosti ovih sistema.
Konstrukcija klasičnog ili savremenog izgleda i izvedbe, čine uglavnom četiri segmenta i to:
- rasponska,
- vertikalna,
- oslonci i
- temelj.
Kvalitetnim korištenjem svojstva drveta, mogu da se iskoriste sve njegove mogućnosti, kako po
komponenti konstrukcije, tako i njegove primjene u životu i okolini savremenog čovjeka.
Rješenje za takvu primjenu se nalazi u savremenim tehnologijama, daljnim istraživanjima i težnji
ka industrijskom sve masovnijem građenju drvetom.
Takvim konceptom korištenja drveta, mogu da nastanu savremene drvne konstrukcije, koje
pružaju velike mogućnosti i uspješno konkurišu drugim materijalima, gdje će pridonijeti
sveukupnoj ekonomiji i rezultirati korištenjem svojstva drveta. Svakodnevne potrebe
15
građevinarstva i arihtekture traže od graditelja novije i savremene konstrukcije primjenu i
korištenjem novih materijala.
Doživljavanje drveta kao konstrukcijskog materijala, sa fiziološkog i senzualnog aspekta
manifestuje se u odnosu na čovjeka kao subjekta i korisnika. Činjenice pokazuju da je drvo
veoma kvalitetan materijal, i da zahvaljujući savremenoj tenologiji građenja ima velike
konstrukcijeske mogućnosti. Ukoliko se s drvetom pravilno postupa, odnosno oblikuje i ugradi
onda će takva jedna građevina veća ili manja imati sve pozitvne kvalitete za življenje čovjeka i
njegovu okolinu kao njegovog neposrednog korisnika [3].
Savremene drvene konstukcije, jednako dobro mogu se koristiti za sve vrste građevinskih
objekata, kako u visokogradnji, tako i u niskogradnji. Mogu se koristiti kao i pomoćne-
privremene konstrukcije, međutim, njihov je značaj mnogo veći kada se koristi kao stalna
građevina, a posebno u arhitekturi. Pa npr. za konstrukciju zgrada i hala od drveta najrazličitijih
oblika, funkcija i veličina, njihova sadržajna primjena je u gradnji suptilnih konstrukcija,
mostova, klasičnih drvenih konstrukcija, drvenih krovova, različitih stolarskih proizvoda, kao i za
namjenu i upotrebu namještaja.
Laka obrada i manipulacija sa drvetom, dokazano da je drvo prvi građevinski materijal, koji su
ljudi počeli smišljeno da koriste. Najprije po ugledu na prirodu i njeno stvaralaštvo, a kasnije
razvojom inteligencije, gradili su sebi svojstvene građevine.
Prve konstrukcije javljaju se na regijama centralne Evrope, koje karakteriše noseći skeletni sistem
od drveta sa ispunom od zemljinog materijala.
Razvoj drvenih konstrukcija, usko je povezan sa razvitkom drvenih mostova, a prvi drveni most
služio je za prelaz preko prepreke i bio je uzor i sugestija čovjeku za građenje sličnih i sve
funkcionalnijih konstrukcija.
16
Posebna mjesta u istoriji drvenih konstrukcija, prezentiraju sačuvani objekti drevne Kine i drugih
naroda dalekog Istoka, npr. hramovi, paviljoni itd.
Početak razvoja savremenih drvenih konstrukcija, posebno mjesto zauzimaju rešetkaste
konstrukcije i lučne konstrukcije od drveta, dali su osnovu i pravac razvoja drvnih konstrukcija u
građevinarstvu.
Nagli progres u razvitku drvnih konstrukcija, nastaje pojavom savremenih spojnih sredstava
eksera i lijepkova. Razvojem tehnologije lijepkova i lijepljenih-lameliranih konstrukcija, drvne
konstrukcije nalaze sve veću primjenu, jer omogućuju ekonomičnu realizaciju, bogatstvo oblika i
konstrukcijskih karakteristika, štite i obogaćuju čovjekovu okolinu, omogućuju bržu montažnu-
izgradnju, jednostavno održavanje i posebne estetske sadržaje, nastale su današnje-savremene
drvne konstrukcije [3].
17
2. SVOJSTVA DRVETA
Pod svojstvom drveta, podrazumijevaju se one njegove osobine koje su posljedica gradnje, a koje
su od posebnog interesa za tehnički rad odnosno za primjenu drveta u drvenim konstrukcijama
(sl.2.1.).
Slika 2.1. Svojstva drveta
18
Fizička svojstva
Mehaničasvojstva
Akustičnasvojstva
Fizičko-hemijskasvojstva
Estetska svojstva
SVOJSTA DRVETA
Opravdanost primjene nekog materijala u građevinarstvu, se očituje kroz korištenje tog materijala
u konstrukcijama gdje njegova svojstva dolaze do punog izržaja [2].
2.1. ESTETSKA SVOJSTVA
Estetska svojstva drveta su one pojave koje se registruju čulima prilikom posmatranja obrađene
površine drveta (vidom, mirisom, pipanjem ). Estetska svojstva imaju veliku ulogu kod primjene
drveta za enterijere, kako u građevini tako u sredini gdje se taj objekat gradi.
U estetska svojstva ubrajaju se:
boja drveta,
tekstura drveta,
sjaj drveta,
miris drveta i
finoća drveta.
2.1.1. Boja drveta
Pod pojmom “ boja drveta “ podrazumjeva se prirodni ton boje, koje oko zapaža na mehaničkoj
obrađenoj površini. Boja je karakteristična za svaku vrstu drveta. Drvo može da promijeni boju
pod utjecajem atmosferilija-da posivi, pocrni i požuti. Kod boje drveta zavisi sastav vlage i
promjene koje mogu da nastupe prilikom obrade. Boja kod različitih vrsta može biti: bijela ili
žutobijela (jelovina, lipovina, javorovina), žutozelena (bagremovina), crvenokastobijela
(bukovina), svjetlocrvenkasta (kruškovina), mrkožuta (hrastovina) itd. Za različite konstrukcije
koje se neće bojiti vrlo je važna boja kao npr. (podovi, plafoni, lamperije, namještaj itd).
2.1.2. Tekstura drveta
19
Pod pojmom “ tekstura drveta “ podrazumijeva se izgled određene površine drveta, poslije
mehaničke obrade (viđene anatomske građe drvete golim okom). U zavisnosti od karaktera
presjeka razlikuje se: frontalna ili poprečna tekstura, radijalna tekstura i tangencionalna tekstura
(kod izrade furnira javlja se i spiralna tekstura drveta). Na teksturu drveta utječu: anatomska
građa drveta, oblik debla i način obrade.
Tekstura drveta ima i svoju vrijednost prilikom određivanja vrste drveta i njegovih mehaničkih
karakteristika. Tekstura drveta se naročito ističe glačanjem i poliranjem [1].
2.1.3. Sjaj drveta
Sjaj drveta je svojstvo da obrađena površina drveta jače ili slabije odbija svjetlo, odnosno
intenzitet prirodnog sjaja. Na sjaj drveta utječu: anatomska građa i kvalitet obrađene površine.
Što je veći prirodni sjaj drveta to je ono i kvalitetnije [1].
2.1.4. Miris drveta
Svako drvo, a posebno svježe obrađeno drvo ima svoj karakterističan miris. Na osnovu mirisa
određuje se zdravost drveta. Također se može miris drveta izmijeniti i vještečkim putem.
2.1.5. Finoća drveta
Finoću drveta karakteriše krupnija ili sitnija tekstura. Drvo je finije što njegova anatomska
gradnja homogenija, odnosno što se manje međusobno razlikuju elementi gradnje po veličini,
formi, boji i tvrdoći. Drvo je grublje što je gradnja drveta heterogenija, odnosno što su veće
kvalitetne razlike njegovih elemenata. Finoća drveta ima estetski i tehnički značaj.
2.2. FIZIČKA SVOJSTVA
20
Fizička svojstva drveta su ona svojstva koja se javljaju kao posljedica djelovanja prirodnih sila
(sila teže, kretanje vode, talasa, zvuka, toplote, elektriciteta i svjetla). Izdvaja ga iz grupe
građevinskih i konstrukcijskih materijala kao materijal posebnih karakteristika. Potpuno
poznavanje tih svojstava je osnovni preduslov za uspješnu primjenu drveta i proizvoda na bazi
drveta u građevinarstvu. Iskorišćavanje, dobrih i izbjegavanje nepodobnih osobina drveta pri
projektovanju i konstruisanju objekata, može građevinsko drvo svrstavati u red veoma trajnih i
otpornih materijala, za gradnju arhitektonskih i građevinskih objekata ili za njihovo uspješno i
komforno opremanje.
U fizička svojstva drveta ubrajaju se:
poroznost drveta,
vlažnost drveta,
sušenje drveta,
težina drveta,
provodljivost zvuka,
provodljivost toplote i
termičke dilatacije [1].
2.2.1. Poroznost drveta
Poroznost drveta je osnovno fizičko svojstvo, (po čemu se drvo razlikuje od metala). Pod
pojmom “ poroznost “ podrazumijeva se odnos između ukupne zapremine pora, prema zapremini
suhog drveta izraženo u %.
2.1.
gdje je:
21
α - poroznost,
γ - zapreminska težina potpuno suhog drveta,
γ
S
- specifična težina drveta.
2.2.2. Vlažnost drveta
Vlažnost drveta je neprijatna pojava i vrlo je promjenjiva, jer je drvo higroskopan materijal.
Vlaga (voda) u drvetu može da bude slobodna i vezana.
Slobodna voda je ona koja se kreće kroz sudove drvene mase i ima je onoliko koliko ima šupljina
u drvenoj masi.
Vezana voda se dijeli na: adhezijonu i konstitcionu, kod adhezijone se radi o fizičkoj vezanoj
vodi tj. o vodi koja natapa sudove i vlakna drveta, dok se u drugom slučaju radi o hemijskoj
vezanoj vodi.
U slučaju kada je drvo dugotrajno izloženo odeđenoj temperaturi i vlažnosti, u njemu se
uspostavlja izvjesno stanje vlage tzv. uravnotežena vlaga. U kapilarnom području vlažnosti pored
adhezione vode, drvo sadrži određenu količinu slobodne vode, što znači da u sudovima u sklopu
drvene mase, djelomično ili potpuno ispunjeni vodom. Vlažnost drveta utječe na njegove
mehaničke osobine, procenat vlažnosti, dobija se iz težinskog odnosa pri sušenju i poslije
sušenja. [7].
2.2
gdje je:
η - procenat vlažnosti,
G
0
- težina drveta pri sušenju,
G - težina drveta poslije sušenja.
22
Vlaga drveta u svakodnevnoj praksi igra vrlo važnu ulogu:
utječe na masu sirovog stabla i piljene građe,
utječe na prirodno sušenje drveta na zraku kao i na tehničko (umjetno) sušenje,
utječe i na stvaranje uvjeta za pojavu pukotina na drvetu,
utječe na promjenu dimenzija, s obzirom na činjenicu da li drvo prima ili otpušta vlagu iz
sebe,
omogućuje izmjenu vlage u kontaktu s okolinom i tako stvara preduvjete za zdravu
stambenu klimu.
Treba razlikovati dva područja vlažnosti drveta:
Napojeno drvo (drvo zasićeno vodom) - gdje je % vlažnosti iznad stanja zasićenosti,
odnosno drvo gdje su vlakna i pore potpuno ispunjene vodom.
Sirovo drvo – gdje je % vlažnosti iznad stanja zasićenosti vlakna,
Polusuho drvo – drvo koje ne sadrži slobodnu (kapilarnu) vodu.
Prosušeno drvo – sa vlažnošću < ili = 22 % i koje se dijeli na:
- sirovo suho drvo koje sadrži od 18-22 % vlage,
- vazdušno suho drvo koje sadrži od 12-18 % vlage,
- isušeno drvo gdje je postotak vlažnosti od 6-12 %,
- suho drvo gdje je vlažnost oko 0 %.
2.2.3. Sušenje drveta
Sušenje drveta može se izvršiti dvojako:
23
Prirodnim putem, sušenjem na vazduhu kada se građa uglavnom manjih dimenzija,
propisno složena izlaže prirodnom strujanju vazduha, (proces zahtjeva sušenje duže
vremena, u toku od nekoliko nedelja).
Tehničko sušenje kada se drvo, odnosno građa posebno slaže u specijalne komore, u
sušare i intenzivno izlaže usmjerenom strujanju vazduha, određene vlažnosti i temperature
[1].
2.2.4. Težina drveta
Težina drveta zavisi od mnogih faktora. Zapreminska težina drveta, odnosno zapreminska masa,
karakteriše vrstu i prema njoj se mogu odrediti mnogi kvaliteti drveta. Na težinu drveta utječu:
vrsta, starost, građa drveta i hemizmi; zatim poroznost, vlažnost, lokaliteti uzimanja uzoraka,
uslovi rasta i sl.
Tabela 2.1. Prosječna zapremina drveta u kg / m3
VRSTE DRVETA SIROVO
(30 % vlage)
SUŠENO
( 15-20 % vlage )
APSOLUTNO
SUHO
Bor 700 520 490
Jela 1100 450 410
Smreka 730 470 430
Hrast 1010 690 650
Bukva 1010 720 690
Tabela 2.2. Odnos za suho drvo ( ≤15 % vlage )
VRSTE DRVETA MIN. SREDNJA MAX.
Smreka i jela 300 430 640
Bor ( obični ) 300 490 860
Ariš 400 650 820
24
Hrast 490 680 880
Bukva 390 650 930
Kod težine drveta treba razlikovati: zapreminsku masu za normalne uslove i promjenjivost
dimenzija. Promjenjivost dimenzija zavisi od skupljanja i bubrenja drveta (sl.2.2.).
Pojave bubrenja i skupljanja drveta, izazivaju u drvenoj masi unutrašnje napone, koji mogu da
dovedu do raznih deformacija i defekata drvene građe.
Pod pojmom skupljanje odnosno bubrenje drveta podrazumjevaju se promjene dimenzija kao
posljedica variranja postotka vlažnosti.
Na veličinu skupljanja drveta utječu: građa drveta, starost, obojenost srži, zapreminska težina,
količina smole, vrsta drveta, sredina u kojoj se drvo nalazi, postupak s drvetom tokom sječe,
obrada i sl. Bubrenje drveta je obrnuta pojave od skupljanja. Mlado drvo više bubri od starijeg,
suho drvo više od prosječnog.
25
Slika 2.2. Karakteristične deformacije drveta kao posljedica različitog skupljanja u različitim
pravcima [1]
Skupljenje i bubrenje drveta je osobina o kojoj se podjednako vodi računa, kako prilikom
projektovanja tako i kod građenja.Veličina skupljanja odnosno bubrenja može se izračunati na
osnovu datih koeficijenata, skupljanja odnosno bubrenja i dimenzija elemenata (sl.2.3.).
U higroskopnom području, sa vlažnoću drveta do 30 % praktično postoji linearna zavisnost
između skupljanja odnosno bubrenja u % vlažnosti, a za veće vlažnosti do 30 % može se smatrati
da nema promjene vlažnosti.
Veličina skupljanja odnosno bubrenja može se sračunati na osnovu datih koeficijenata slupljanja
odnosno bubrenja, i dimenzija elemenata.
26
Slika 2.3. Dijagram vrijednosti koeficijenta skupljanja odnosno bubrenja kod promjene vlažnosti
[1]
ČE – četinjara,
HiB – Hrast i Bukva,
αt
– tangencijalno,
αr
– radijalno,
αl
– longitudinalno.
2.2.5. Provodljivost zvuka
Provodljivosti zvuka zavisi o dva bitna faktora i to:
brzina prostiranja zvuka i
27
apsorpcija zvuka.
Brzina prostiranja zvuka zavisi od pravilnosti građe drveta. Zdravo drvo daje jasan i kratak zvuk,
a trulo i natrulo drvo prilikom udara daje mukli zvuk.
Drvo za razliku od klasičnih građevinskih materijala, koji nikako ili slabo upijaju zvuk, drvo
dobro upija zvuk.
To znači prema provodljivosti zvuka može se ocijeniti da li je drvo kvalitetno. Akustičnost
prostora se znatno može poboljšati oblaganjem zidova drvenim pločama. Na provodljivost zvuka
utječu: vrste drveta, procjenat vlažnosti, hemizmi i građa drveta. Provodljivost zvuka ogleda se
na onim svojstvima drveta koji su od interesa za njegovu upotrebu, a to su: svojstvo rezonancije,
svojstvo absorbcije i svojstvo izolacije.
Tabela 2.3. Srednja vrijednost koef.skupljanja odnosno bubrenja u % pri promjeni
vlažnosti za 1 %
VRSTA DRVETA TANGENCIJALNO
αt
RADIJALNO
αr
II VLAKNIMA
αII
Evropski četinari
[ 400 kg /m3 ]
0,24 0,12 0,01
Hrast i Bukva
[ 650 kg /m3 ]
0,40 0,20 0,01
2.2.6. Provodljivost toplote
Drvo karakteriše vrlo niska toplotna provodljivost. Međutim, s obzirom na anizotropiju drveta,
njegova toplotna provodljivost, bitno zavisi od pravaca djelovanja toplotnog fluksa, a toplotna
provodljivost u pravcu vlakana je oko dva puta veća od provodljivosti normalne na pravac
28
vlakana. Drvo je slab provodnik toplote, a dobar izolator. Provodljivost toplote zavisi od: građe
drveta, zapreminske težine, pravac vlakana, temperature i vlažnosti drveta. Sa povećavanjem
vlažnosti drveta, povećava se i provodljivost toplote. Drvo se lagano zagrijava i polagano
rasprostire svoju toplotu po unutrašnjosti, što je drvo poroznije (manje zapreminske težine) to je
koeficijent provodljivosti manji. Pri porastu vlažnosti za 1 % koeficijent provodljivosti raste.
Da je drvo dobar izolator, a loš provodnik toplote najbolje se vidi u komparaciji sa nekim drugim
materijalima.[7]
Koeficijent provodljivosti toplote ( kca1 / m2/ m/ h/ °C ).
- aluminijum 174
- gvožđe 41
- opeka i staklo 0,6
- voda 0,5
- cement 0.250
Koefcijent provođenja toplote drveta je također funkcija vlažnosti. Može se usvojiti da porast
vlage od oko 1% koefcijent toplotne provodljivosti raste za oko 1,25%.
Za proračun toplotne zaštite u objektima visokogradnje, može se računati sa slijedećim
vrijednostima koeficijenata toplotne provodljivosti:
- četinari……………………0,14 W/moC
- hrast………………………0,27 W/moC
- bukva……………………..0,17 W/moC
2.2.7. Termičke dilatacije
Termičke dilatacije drveta se ispoljavaju kada na drvo djeluje elektricitet Poznavanjem ovog
svojstva bitno utječe na određivanje sadržaja vlage u drvetu, lijepljenja i sušenja drveta
visokofrekventnom strujom, sa porastom vlage, električni otpor drveta se smanjuje.
29
Drvo kao i svaki drugi materijal, radi pri temperaturnim promjenam. Koeficijent termički
dilatacija (za temperaturne promjene od 25 – 60 °C) zavisi od vrste drveta, zapreminske težine,
prevac vlakana, vlažnosti i od temperature. Provodljivost elektriciteta – drvo je slab provodnik
elektriciteta što znači kao u slučaju toplote – drvo je dobar izolator. Povećanjem % vlažnosti
povećava se i provodljivost elektriciteta.
2.3. FIZIČKO – HEMIJSKA SVOJSTVA
Pod fizičko-hemijskim svojstvima, podrazumjevaju se ona svojstva, kada se pod uticajem
vanjskih sila, nenarušava samo anatomska građa drveta, već se mijenja i njegov hemijski sastav
(kao i sva ostala svojstva drveta).
Tabela 2.4. Hemijski sastav drveta
Hemijski sastav drva Četinjače Listače
ugljikohidrati
a) celuloza
b) hemiceluloza
50%
23%
50%
26%
Lignin 27% 24%
U fizičko-hemijska svojstva se ubrajaju:
trajnost drveta i
zapaljivost drveta.
2.3.1. Trajnost drveta
30
Karakteristika drveta da se odupire štetnom djelovanju atmosferilija i raznih hemijskih tvari, te
štetočina biljnog i životinjskog porijekla, naziva se trajnost. Na trajnost drveta u najvećoj mjeri
utiču mjesto i način upotrebe i vremenskih intervali, koji u velikoj mjeri zavisi od kvaliteta i
kvantiteta utjecaja koji djeluju na drvo. Ono ovisi o vrsti drveta, a najbitniji činioc trajnosti drveta
je sadržaj vode u njemu. Hemijski sastav vode mnogo utječe na trajnost drveta, drvo pokazuje
veću trajnost u slatkoj nego u morskoj vodi. Drvna srž je trajnija od drvne bijeli, jer srž sadrži
više vode, u principu vlažnije drvo je manje trajno. Ali drvo pokazuje vrlo malu trajnost ako se
naizmjenično kvasi i suši tj. drvo koje je izloženo stalnim promjenama vodostaja, rijeka ili plime
i oseke ima manju trajnost jer ovakvi uslovi vrlo dobro pogoduju razvoju određenih vrsta gljiva i
mikroorganizama koji dovode do pojave truljenja drveta u zavisnosti u drvenim konstrukcijama,
koje se nalaze u suhim prostorijama i uslovima stalne cirkulacije vazduha.
Veliku trajnost drvo posjeduje u slučajevima, i kada je pod vodom (nikad izloženo zraku) tj. u
uslovima kada je potopljen u vodi onemogućen kontakt sa vazduhom [7].
Kao što je već prije navedeno, drvo se u eksploataciji nalazi u higroskopnoj ravnoteži sa zrakom
koji ga okružuje. Ova ravnoteža je labilna, jer ovisi od relativne vlažnosti zraka i temperature.
Naizmjenične promjene higroskopne ravnoteže znatno smanjuju trajnost drva. Tako npr. u
konstrukcijama koje se nalaze u prostorijama, jednolične temperature i relativne vlažnosti, drvo
ima neograničenu trajnost.Također vlažnost drveta i temperature utječu na razvoj gljivica, što
direktno utječe na smanjenje trajnosti.
U stalno vlažnim prostorijama (podrumi), drvo pokazuje malu trajnost, ponajviše zbog gljivica
koje ga napadaju. Drugim riječima može se reći da trajnost drvenih konstrukcija ovisi o
eksploatacionim uvjetima i botaničkoj vrsti drveta, vrlo velike trajnosti (npr. Venezia, koja je
temeljena na drvenim pilotima čija je izgradnja započela u IX. stoljeću). Skupljanje i bubrenje
drveta je veliki nedostatak drveta kao graditeljskog materijala. Ovaj nedostatak povećava se time
31
što je promjena dimenzija nejednaka, tj. ovisi od smjera. U praktičnim proračunima uzima se u
higroskopnom području linearna ovisnost [3].
Da bi trajnost drveta bila što duža, poduzimaju se preventivne mjere kao što su:
- izbor vremena sječe (najpovoljnija je zima, kada je vlažnost stabla najmanja),
- način sušenja (prirodnim ili vještačkim putem),
- reguliranje sadržaja smole i
- sprečavanje izlaganja drveta visokim tempereturama i vanjskoj vlazi.
Parametri koji utječu na trajnost drveta su:
- unutrašnji (građa drveta, hemizmi, zapreminska težina, individualne osobine
stabla),
- vanjski (vrijeme sječe, postupak sa drvetom poslije sječe, mikroorganizmi, insekti,
vlažnost, mehaničke povrede, način upotrebe).
Tabela 2.5. Trajnost drveta
Vrste drveta
DRVO TRAJE U GODINAMA
izloženo uticajima vazduha
u prostorijama u
kojima su dobro
zaštićeni od vlage
posve
potopljeno
u slatku
vodu
u dodiru
sa
zemljom
bez dodira sa
zemljom
otkrivenopod
krovom
1. hrast
kesten
brijest
bagrem
8 – 12 60 – 120 200 i
više
neograničeno :
dostiže do 500
godina
500
godina i
više
32
grab
2.
jasen
breza
javor
4 – 6 20 – 60100 i
više
neograničeno :
dostiže do 500
godina
50 – 100
godina
3.
bukva
platan
topola
vrba
lipa
<4 <350 i
više
neograničeno :
dostiže do 500
godina
manje od
50 godina
4.ariš
bor8 – 12
50 – 100
40 – 80
150 i
više
neograničeno :
dostiže do 500
godina
500
godina i
više
5. jela <4 30 – 5050 i
više
neograničeno :
dostiže do 500
godina
manje od
50 godina
Trajnost drveta se može znatno produžiti vještačkim putem primjenom brojnih zaštitnih
sredstava. Od drveta koji se upotrebljavaju u građevinarstvu najveću trajnost ima hrast, a poslije
njega dolazi bor. Ove dvije vrste se široko primjenjuju u konstrukcijama koje trebaju da budu
otporne prema truljenju.
Borova građa zadovaljavajuće trajna kako u vazdušnim, tako u vodenim uslovima eksploatacije,
pa je to razlog za vrlo široku primjenu pri građenju raznih hidrotehničkih objekata.
2.3.2. Zapaljivost drveta
Jedno od najzanimljivijih svojstava drveta je da ono, kao prirodan materijal, ne gori, ali gore
gasovi koji izlaze iz mase drveta. Poznato je da proces gorenja drveta nastaje kao posljedica
33
njegovog hemijskog rastvaranja, uslijed konstantnog prirasta temperaturne okoline, kod
temperature od oko 200oc, iz drveta počnu tada izlaziti zapaljivi gasovi, kada je temperatura
dostigla oko 500oc na površini se stvara pougljeni sloj, čija debljina je značajna zato što štiti
unutrašnjost drveta (sl.2.4.). Unutrašnja temperatura je znatno niža od vanjiske temperaturne
okoline. [7]
Slika 2.4. Ovisnost vremena od paljenja drveta i temperature [1]
2.4. MEHANIČKA SVOJSTVA
Pod pojmom mehanička svojstva drveta, podrazumjevaju se ona svojstva, koja se manifestuju
pod uticajem vanjskih sila. Zbog nehomogenosti građe drveta i njegove potpune anizotropije,
mehaničke osobine znatno se međusobno razlikuju, kako između pojedinih vrsta tako i za drvo
jedne iste vrste.
Mehanička svojstva drveta direktno ovise o zapreminskoj (volumenoj) masi drveta. Zapreminska
masa drveta ovisi od broja godova, njihove širine i prije svega o količini ranog i kasnog drveta,
kod ovih elemenata direktno utječu na mehanička svojstva drveta.
34
Mehanička svojstva drveta ovise o greškama rasta drveta, a kvrgavost je neizbježan pratilac svih
drvenih konstrukcija. Temperatura uz vlažnost znatno utječe na mehanička svojstva, ne ovisno o
sadržaju vlage u drvetu.
Drvo pod utjecajem insekata znatno smanjuje njegovu vrijednost koja ovisi o vrsti zaraženosti i
vremenskom periodu. Još jedna bitna karakteristika koja utječe na štetnost drveta je truljenje,
koja je posljedica napada gljiva i pretrežno napada celulozu, koja je nosilac dobri svojstava
drveta.
Utvrđeno je da debla stara 50-80 godina imaju optimalna mehanička svojstva, a najslabija
mehanička svojsta ima srce drveta, ono je sklono truljenju pa daske ispunjene iz ove zone netreba
koristiti za izradu nosivih elemenata konstrukcije.
Zbog ovih navedenih nedostataka mehanička svojstva drveta najčešće se ispituju:
- čvrstoća drveta pri pritisku pararelno i upravno na vlakna,
- čvrstoća drveta pri zatezanju pararelno i upravno na vlakna,
- čvrstoća pri savijanju,
- čvrstoća pri smicanju,
- tvrdoća,
- čvrstoća pri dijelovanju udarnog opterećenja [7].
Modrenje koje uzrokuje također gljivice, neznatno utječe na smanjenje mehaničkih svojstava
drveta, jer je razvoj gljivica samo na površini drveta. Za zaštitu drveta od insekata i od truljenja
treba voditi računa o izboru zaštitnih sredstava da ne bi imali štetne posljedice na hemijski sastav
drveta i time na mehanička svojstva.
Prema načinu djelovanja vanjskih sila kao prema načinu otpora drveta razlikuju se slijedeća
mehanička svojstva:
35
tvrdoća,
otpornost na habanje,
čvrstoća drveta,
žilavost drveta,
cijepivost drveta,
elastičnost drveta.
2.4.1. Tvrdoća drveta
Tvrdoća je osobina da se drvo suprostavlja prodiranju nekog drugog tijela u njegovu masu.
Tvrdoća zavisi od botoničke vrste, anatomske građe, hemizama, vlažnosti, sadržaja smole u
drvetu i lokaliteta uzimanja uzoraka. Tvrdoća drveta je različita u različitim pravcima –
podužnom, radijalnom ili tangencionalnom. Tvrdoća drveta je od posebne važnosti, jer od
stepena tvrdoće zavisi njegova obradivost. Tvrdoća drveta isključivo zavisi od vrste drveta koja
se povećava sa povećanjem zapreminske mase drveta, a opada sa povećanjem njegove vlažnosti.
2.4.2. Otpornost na habanje
Otpornost na habanje je svojstvo drveta da se suprostavlja postepenom narušavanju svoje
površine pod utjecajem vanjskih sila. Otpornost na habanje je direktno zavisna od tvrdoće drveta,
isto tako otpornost na habanje zavisi od: građe drveta i broja, raspored i veličine pora u drvetu.
Otpornost drveta je od posebne važnosti kod izrade podova i kolovoza od drvenih prizmi [1].
2.4.3. Čvrstoća drveta
36
Čvrstoća drveta je mehaničko svojstvo od velike važnosti u drvenim konstrukcijama, na njoj se
zasniva mogućnost primjene i svrsishodne upotrebe drveta. Čvrstoća drveta predstavlja i najbolje
mjerilo trajnosti drveta.
Na slici 2.5. je prikazan dijegram vlažnosti u odnosu na čvrstoću drveta.
Slika 2.5. Čvrstoća reducirana na 15 % vlažnosti u odnosu na postotak vlažnosti [1]
Na veličinu čvrstoće drveta utječu različiti faktori:
- vrste drveta,
- zapreminska težina,
- građa drveta,
- kvrgavost drveta,
- hemizmi u drvetu,
- procjenat vlažnosti,
- postupak sa drvetom tokom sječe, priprema za obradu i same obrade i postupkom
tokom lagerovanja obrađenog drveta,
37
- i načina slabljenja elemenata (zbog vezivanja).
Drvo kao materijal ubraja se u one materijale, kod kojih je otpornost materijala veća ukoliko je
prirast opterećenja brži, odnosno kod veće brzine prirasta opteraćenja dobijaju se i veće
otpornosti drveta odnosno veća čvrstoća.
2.4.4. Žilavost drveta
Žilavost drveta je svojstvo da drvo poslije deformacije od utjecaja spoljnih sila zadrži
deformisani oblik, ne može da se vrati u prvobitno stanje, a da tom prilikom ne dođe do loma.
Žilavo drvo omogućuje korištenjem čvrstoće drveta i preko granice elastičnosti [1].
Što je veće rastojanje to je žilavost drveta veća u odnosu između granice elastičnosti i granice
loma, a da tom prilikom ne dođe do loma. Žilavost drveta uslovljena je pravilnošću građe drveta
(što je pravilnija građa, to je veća žilavost). Na stepen žilavosti utječe vlažnost, zapreminska
težina itd.
2.4.5. Cijepljivost drveta
Cijepljivost drveta je svojstvo da se isto lakše ili teže cijepa u pravcu vlakana, (treba razlikovati
čvrstoću na cijepanje od pravilnosti cijepanja, od cijepivosti drveta). Na cijepivost drveta utječu
anatomska građa, paralelnost vlakana, sržni zraci, širina godova, hemizmi, vlažnost drveta i
zapreminska težina. Cijepivost drveta je podobno svojstvo što se tiče obrade ali se nepovoljno
održava u konstrukciji [7].
2.4.6. Elastičnost drveta
38
Elastičnost drveta uslovljena je: vrstom drveta, zapreminskom težinom, građom drveta, pravcem
vlakana i temperaturom. Suho drvo je elastičnije od vlažnog; mlado drvo je elastičnije od starog
uz isti postotak vlažnosti. Modul elastičnosti drveta je različit u različitim pravcima. Od modula
elastičnosti treba razlikovati modul klizanja modul smicanja) koji je također različit – u
tangencijalnoj, radijalnoj i u ravni poprečnog presjeka.
Tabela 2.6. Elastične konstante [1]
3. DRVO U GRAĐEVINARSTVU
Drvo i materijali koji su izrađeni od drveta, vrlo se široko primjenjuju u građevinarstvu. Razlozi
za ovo su u tome što drvo karakteriše niz pozitivnih svojstava: visoke mehaničke karakteristike,
pri srazmjerno maloj zapreminskoj masi, niska toplotna provodljivost, dobra otpornost na dejstvo
mraza, zadovoljavajuća otpornost prema djelovanju pojedinih hemijskih agenasa, lakoća obrade
itd .
Masivno drvo i materijali na bazi drveta zbog svojih fizičko-mehaničkih osobina su našli veliku
primjenu u građivinarstvu, od početne izgradnje faze samog objekta, bilo za stambenu, javnu,
industrijsku ili neku drugu namjenu i do konačnog uređenja enterijera objekta.
DOBRE I LOŠE KARAKTERISTIKE SU:
Prednosti proističu iz:
prirodnosti i topline ovog materijala, tako da njegov konstruktivni sistem postaje sastavni
dio interijera ,
39
činjenice da je sam sebi dovoljan da formira cjelokupnu (horizontalnu i vertikalnu)
konstrukciju i
da ima relativno visoke mehaničke osobine.
Nedostaci ovog materijala su u tome što su:
neujednačenog kvaliteta,
heterogen, anizotropan i neelastičan, a to je u uskoj vezi sa njegovom vlakastom
strukturom,
građa ograničenih dimenzija,
izražen problem formiranja cjelovite konstrukcije.
Kod izvedbe drvenih konstrukcija, potrebno je istaknuti dobre karakteristike drveta kao
građevinskog materijala, a loše karakteristike drveta eliminirati konstruktivnim rješenjima.
Trajnost drvenih konstrukcija ovisi o konstruktivnoj zaštiti drveta i higroskopnoj ravnoteži
tijekom eksploatacije. Konstruktivnom zaštitom drva, postiže se ujednačena vlažnost drvene
građe, te ujedno i higroskopna ravnoteža.
Projektovanje i konstruisanje proizvoda od drveta, se vrši u zavisnosti od njihove namjene,
uslova eksploatacije i predviđenih opterećenja.
Proizvodi koji se upotrebljavaju u građevinarstvu, s obzirom na vrstu konstrukcije i namjenu
proizvoda, možemo klasificirati u slijedeće grupe:
- vrata i prozori,
unutarnja oprema zgrada:
- obloge unutarnjih i vanjiskih zidova,
- obloge stropova,
- pregradne stijene,
40
građevinske drvene konsrtrukcije:
- skele,
- oplate,
- ograde,
- mostovi,
- stupovi i grede,
- krovišta i
- drvene kuće.
Od velikog je značaja za građevinu nabrojene ove vrste proizvoda, a sa konstrukcijskog aspekta
su najbitnije građevinske drvne konstrukcije kao npr.
Skele - služe izvođenju masivnih, zidanih i drvenih konstrukcija, za montažu dijelova i
konstrukcija, za obnovu dijelova građevina, za izvedbu i obnovu fasada i slično.
Oplate - su proizvodni elementi, kojima je zadatak da budućem konstruktivnom elementu daju
projektirani oblik i veličinu.
Drveni mostov - su konstrukcije koje se koriste za manje raspone, u područjima koja zbog svog
topografskog izgleda terena imaju tešku dopremu drugih materijala.
Konstrukcije od stupova i greda - je postupak građenja u kojem se koriste veliki elementi
međusobno razmaknuti na većim udaljenostima.
Krovišta - su konstrukcije da estetski oblikuju i završe konstrukciju.
Drvene kuće - imaju praktičnu namjenu za odmor i ugodan boravak.
41
Razvoj tehnologije je doprinio razvoj novih pločastih materijala, na bazi drveta, koji se uspješno
primjenjuju u građivinarstvu.
Zadnjih nekoliko godina industrijska proizvodnja je plasirala nove lamelirano-lijepljene
proizvode, kao što su (lamelirani drveni nosači za nosive konstrukcije, druge ploče na bazi drveta
koje služe kao izalacijoni materijali za zidove, pregrade i podove) [7].
Klasična građevinska operativa poznaje i klasičnu klasifikaciju drvenih proizvoda za njihove
potrebe, kao što su vrata i prozori, obloge pregrade, te razne građevinske konstrukcije (oplata,
ograde krovišta i elementi kuća). Konstruktivni sistemi drvene krovne konstrukcije čine elementi,
njihov položaj i veze između elemenata, krovne konstrukcije.
Prema konstruktivnom sistemu konstrukcije dijelimo na:
klasične drvne konstrukcije,
savremene drvene konstrukcije,
površinske konstrukcije,
prostorne konstrukcije i
drveni montažni objekti [6].
3.1. KLASIČNE DRVENE KONSTRUKCIJE
Konstruktivni sistemi objekata koji se danas izvode još uvijek čine klasične nosive konstrukcije.
Odluka projektanta da ovim tipom konstrukcije ostvari stabilnost svog objekta, zasniva se na:
pouzdanosti, racionalnosti i jednostavnostih ovih sistema. Klasične drvne konstrukcije,
obuhvataju sve one konstrukcije koje su izrađene od prave građe, prostog poprečnog presjeka i
određene standarne dužine. Za povezivanje se uglavnom koriste mehanička spojna sredstva:
ekseri, zavrtnji, moždanici, trnovi i klamfe. Konstrukcija bilo da je klasičnog ili savremenog
izgleda i izvedbe, čine uglavnom četiri segmenta i to:
42
1. rasponska, najčešće horizontalno izvedena konstrukcija, koju čine greda odnosno nosač,
2. vertikalna konstrukcija koje čine stup ili zid,
3. oslonac, bilo da je pokretni, nepokretni ili izvedeni kao ukliještanje,
4. temelj koji, zavisno od rješenja vertikalnog dijela nosive konstrukcije, može biti temelj
samac, temeljna traka ili temeljna ploča [3].
Kada je u pitanju rasponska konstrukcija onda se misli na konstrukciju, kojom se savladava dati
raspon na razini etaže i na razini krova.
Ako je riječ o višeetažnim objektima, onda su rasponi na razini etaže obično kraći, međuspratna
konstrukcija je ograničene visine, a savladava se drvnim grednikom.
Konstrukcije koje se koriste u visokogradnji na manjim ili većim objektima visokogradnje, mogu
da budu posve različita – od onih prostih sasvim jednostavnih stambenih objekata. Konstrukciono
drvo u viskokogradnji nam služi kao završni sklop na nekom objektu i ima zadatak da štiti
objekat (sl.3.1.).
Ako objekti koji čine samo prizemlje onda je potrebno rješiti pitanje krovnog vezača (nosača) u
drvnoj izvedbi. Razumije se, ovakva rješenja primjenjivala se kod višeetažnih objekata.
43
Slika 3.1. Primjena drveta u visokogradnji [13]
3.1.2. Drvene krovne konstrukcije
Jedna krovna konstrukcija ima zadatak:
- da završi građevinu,
- da je štiti od atmosferlija,
- da povoljno izolira prostor ispod krov.
Krovne konstrukcije čine završni dio arhitektonske ili inžinjerske građevine (3.2.). Osim što štiti
od vanjskih utjecaja, izgled krova direktno utječe na izgled cjelog objekta, pa je osim
funkcionalnog značaja važan estetski izgled krova. S obzirom da su krovovi sa drvenim
konstrukcijama, najčešće vidljivi dijelovi zgrade, zajedno sa vanjskim površinama direktno utječe
na izgled objekta.
44
Slika 3.2. Arhitektonska krovna konstrukcija (estetski oblik krova)
Krovište mora biti tako konstruisano da ne nosi samo vlastitu težinu krovišta, već i težinu
pokrova (snijeg), i ljudi koji rade ili se zadržavaju na krovu. U cilju ispunjenja zahtjeva zaštite
unutrašnjosti zgrade, od atmosferilija, krovne plohe se rade pod nagibom. Nagib krovnih ploha
ovisi od klimatski uslova područja gdje se zgrada nalazi i od vrste pokrova [7].
Krov se sastoji od jedne ili više krovnih ravni, koje se presjecaju u linijama sljemena, grebena i
uvale, a početnu horizontalnu ravan krova zovemo strešnom ravni (streha). Osnovna
karakteristika svih oblika drvenih konstrukcija je postojanje najmanje dvije konstruktivna
elementa:
krovne letve ili gredice - primarni nivo konstrukcije i
krovni rogovi – sekundarni nivo konstrukcije.
Konstrukciju klasičnog krova čine:
rogovi,
rožnjače (sljemenjača, vjenčanica),
krovni nosač i
45
odgovarajuća ukrućenja.
Na slici 3.3. Prikazani su osnovni elementi krova.
Slika 3.3. Blok-shema krovne konstrukcije
Krovna konstrukcija može da prenosi opterećenje na zidove sistema stubova i podvlaka ili
kombinovano pri čemu oslonci krovne konstrukcije mogu da budu od drveta. Dijelovi drvenih
konstruktivnih elemata moraju se vezati da bi djelovali kao jedna konstruktivna cjelina. To se
postiže tesarskim vezama pojačanim čeličnim veznim sredstvima (ekseri, vijci, klanfe, trake
46
KROV
Krovnipokrivači
Krovnakonstrukcija
aa
pokrivači
oplata ililetve
rogovi
svjetlarnici
ventilacija
odvodnjavanje
ležišta
ukrućenja
spregovi
glavni vezači
rožnjača
željeza…), drvenim veznim sredstvima (drvene čivije, klinovi, moždanici…) i ljepilima koja
mogu biti prirodnog i vještačkog porijekla.
Drveni konstruktivni elementi dobijaju se od drvene građe, a ona se dobija od oblica, piljenjem u
pilanama po dimenzijama koje su standarizovane, drvena građa može da služi kao:
Rezana drvena građa se dobija promjenom postupaka rezanja drvenih trupaca kojih
podrazumjeva korištenjem raznih vrsta testera, s obzirom na oblik poprečnog presjeka
rezana građa obuhvata: grede, gredice, letve, talpe i daske raznih dimenzija.lamelirano-
lijepljeno drvo se koristi na onim mjestima gdje treba savladati velike raspone npr. kod
hala, stadiona itd. [9].
Prilikom izrade drvenih konstrukcija, najčešće je potrebno elemente konstrukcije međusobno
povezati i učvrstiti tako da oni mogu prihvatiti željena opterećenja, kojima je izložena
konstrukcija (sl.3.4.).
Slika 3.4. Izgradnja krovne konstrukcije [13]
Po statičkom sistemu krovnog nosača dijeli se na:
47
- krov sistema rogova,
- rogovi sa kliještima,
- stolice i
- vješaljke.
Tradicijonalni - klasični krovovi sa svoja četiri konstruktivna nivoa predstavljaju vrlo bogato
izražajno sredstvo, sposobno da istekne punu konceptualnu slobodu kreiranja i materijalizacije
najznačajnijeg dijela kuće-krova, čiji je oblik uslovljen oblikom osnove objekta nad kojem se
izvodi i brojem krovnih ravnih koje krov sadrži.
Podjela klasičnih krovova obično se vrši:
- jednovodni krovovi,
- dvovodni krovovi,
- četverovodni krovovi,
- složeni krovovi.
Svaka od ovih grupa krovova se, prema nagibu krovnih ravni, prema geometriji krovnih ravni i
prema tipu krovnog vezača dijeli na veći broj podgrupa:
- prosti krov (krov od rogova),
- krov sa raspinjačama,
- krov sa podružnicama (rožnjačama),
- krovne stolice i krovne vješalice (krovovi sa obješenim krovnim nosačima),
- kombinovani krovovi,
- testerasti krovovi [1].
3.1.3. Jednovodni krovovi (prosti krovovi)
48
Prosta konstrukcija jednovodnog krova se koristi za male raspone. Jednovodni krovovi se izvode
nad kvadratnim ili pravougaonim osnova na objektu. Sadrže samo jednu krovnu ravan koja na
nižoj strani može biti prepuštena u vidu strehe.
Viša strana po pravilu završava na unutrašnjoj vertikalnoj strani zida, koja ste strane zatvara
volumen krova, a koji se naziva kalkanskim zidom ili kalkanom objekta.
Za slučaj da se kod jednovodnih krovova rogovi oslanjaju na podužnu gredu koja se preko
sistema stubova, oslanja na noseći zid objekta onda se takve konstrukcije krovova nazivaju
jednovodni krovovi sa jednom stolicom.
Kod jednovodnih krovova postoje različiti oblici krova:
- prosti jednovodni krovovi,
- jednovodni krovovi sa krovnim vezačima,
- jednovodni krovovi sa pravim stolicama,
- jednovodni krovovi sa dvojnim pravim stolicama,
- jednovodni krovovi sa kosim stolicama i
- jednovodni krovovi sa viješajkama (sl.3.5.).
Slika 3.5. Konstrukcija jednovodnog krova sa viješaljkama [1]
3.1.4. Dvovodni krovovi
49
To je jedna prosta konstrukcija u klasičnim drvenim konstrukcijama. Dvovodni krovovi sastoje se
od slijedećih elemenata:
1. rogovi,
2. horizontalne grede i
3. ukrućenje u ravni konstrukcije krova.
Dvovodni krov se formira nad pravougaonom osnovom objekta. Sadrži dvije krovne ravni,
najčešće sa istim nagibom i tada se naziva simetrični dvovodni krov.
Drvene krovne konstrukcije koje se danas primjenjuju, izvode se, po pravilu, nad betonskom
međuspratnom konstrukcijom, što pojedostavljuje izbor sistema krovnih vezača i njihovu vezu
nad osloncima.
Kod osnova objekta manjeg raspona, nad betonskom ili drvenom tavanicom, primjenjuje se
veoma jednostavne drvene konstrukcije dvovodnih klasičnih krovova:
- prosti dvovodni krovovi,
- dvovodni krovovi sa krovnim vezačima,
- dvovodni krov sa pravim stolicama,
- dvovodni krov sa dvojnim pravim stolicama itd.
- Prosti dvovodni krov sa raspinjačama na krovnoj stolici (3.6.).
50
Slika 3.6. Prosti dvovodni krov sa raspinjačama na krovnoj stolici
Kod dvovodnih krovova razlikujemo i ove vrste konstrukcija:
- dvovodni krovovi sa stolicom,
- jednostruka stojeća krovna stolica,
- dvostruka stojeća krovna stolica,
- jednostruka kosa krovna stolica,
- dvostruka kosa krovna stolica.
3.1.5. Četverovodni krovovi
Kod objekata koji imaju sa četiri strane strehu (za razliku od dvovodnih sa dvije strehe),
postavljaju se četverovodni krovovi. Na presjecima bočnih krvovnih površina postavljaju se
grebeni ili grebenjače koje preuzimaju njihove rogove [1].
51
Četverovodi krovovi se izvode nad pravougaonim i kvadratnim osnovama objekta. Karakteriše ih
postojanje četiri krovne ravni, najčešće istog nagiba, koje u međusobnim presjecima – čine
sljeme (sl.3.7.).
Slika: 3.7. Konstrukcija četverovodnog krova [11]
Prema primjeni tipa krovnog vezača, poznate su konstrukcije klasičnih četvorovodnih krovova sa
pravim stolicama, sa kosim stolicama sa raspinjačama i sa viješaljkama. Specijalni slučaj
četvorovodnog krova je krov nad kvadratnom osnovom – šatorasti krov. Šatorasti četverovodni
krov se izvodi po svim principima koji važe za krovne elemente prva tri konstruktivna nivoa.
3.1.6. Složeni krovovi
Nad osnovama nepravilnog oblika ili oblika nastalih preklapanjem više pravougaonih formi,
uglavnom u ortogonalnom međusobnom odnosu, nastale su krovne strukture, poznate pod
nazivom složeni krovovi.Složeni krovovi uvijek imaju više od četiri krovne ravni, a nastaju
52
presjecanjem susjednih i naspramnih ravni. Krovna struktura složenog krova je, dakle, u odnosu
na jednovodni i dvovodni krov, obogaćena na trećem konstruktivnom nivou sa dva dodatna
elementa: grebenjačom i uvalnicom.Složeni krovovi imaju najizraženiju oblikovanu formu od
svih ostalih oblika klasičnih krovova (sl.3.8.).
Slika: 3.8. Složena konstrukcija krova [11]
3.2. SAVREMENE DRVNE KONSTRUKCIJE
Savremene drvene konstrukcije nastaju kao potreba da se osvremeni današnje građevinarstvo, da
zanatske tehnike što prije pređe na nivo industrijske proizvodnje elemenata za građevinarstvo, i
da se uvede industrijska prefabrikacija u izgradnju stabenih i drugih arhitektonskih objekata.
Drvo kao, građevinski materijal, prema svojim tehničko tehnološkim osobinama, veoma dobro
odgovara uslovima koje predstavlja tehnologija rada i organizacije industrijalizirane proizvodnje.
53
Osnovna razlika između tradicionalnih i savremenih krovnih struktura, jeste organizacija
proizvodnje i način gradnje:
tradicijonalni krovovi koriste komponente, samostalne, osnovne jedinice konstrukcije,
dok kod savremenih drvnih krovnih struktura, funkcijonalnih elementi baza za
organizaciju savremene prefabrikovane tehnike građenja.
Potencirana je tada njihova osobina da se javljaju kao komadni proizvod koji se lijepljenjem
mogu povećati do potrebne mjere (veličine), tako da su transportnih i montažerskih razlozi
prestali biti limitirajući faktor u gradnji ovom vrstom materijala (sl.3.9.).
Slika 3.9. Savremena konstrukcija (drveni most) [12]
Opšti razvoj tehnologije građenja arhitektonskih objekata i sve veća prefabrikacija, kao njezina
značajna posljedica, bila je novi poticaj u ponovnom prihvaćanju drveta za gradnju,
konstruktivnih sistema većih raspona, visina i toplijeg ugođaja u prostoru.
U savremene drvene konstrukcije ubrajamo:
- krovne rešetke konstrukcije ili rešetkaste nosače,
54
- kovane nosače,
- lamelirane-lijepljene nosače,
- zakrivljene nosače,
- removske nosače i
- lučne nosače [1].
Pod savremenim drvnim konstrukcijama podrazumijevamo, rješenje krovova prizemnih
arhitektonskih objekata kod kojih je jasno naglašena krovna konstrukcija, i njen primarni i
sekundarni konstruktivni sistem, koji prima opteraćenje pokrivača, snijega, vjetra, a koji je kruto
spojen sa vertikalnom konstrukcijom, zatim na određen način i sa tlom.
Izbor konstruktivnog sistema budućeg objekta zavisit će od:
- njegove namjene,
- načina na koji je organiziran tehnološki proces,
- podneblja,
- lokaliteta i drugih značajnih razloga, s tim da kod objekata javnog karaktera dominiraju
gredni i okvirni sistemi, a kod privrednih i drugih objekata većeg raspona, dominiraju
rješenja s lukom kao statičkim sistemom [5].
Primarni konstruktivni sistem za izradu nosive konstrukcije može biti projektiran i reliziran kao:
1. gredni,
2. okvirni,
3. lučni statički sistem.
Napredak tehnologije u izradi lijepkova i laminata dovelo je do nove mogućnosti u ostvarenju
znatno većih poprečnih presjeka, a da se lameliranim elementima može jednostavnije ostvariti i
zakrivljenost sistemske linije. Zbog napredovanja tehnologije u primjenom drveta kao
konstrukcijskog materijala, se ostvaruju i brojni drugi statički sistemi. Za njihovu realizaciju,
55
zatim i za njihovo pravilno funkcioniranje u eksploataciji i održavanje značajno je koji je statički
sistem u pitanju.
3.2.1. Krovne rešetkaste konstrukcije (rešetkasti nosači)
U savremenim drvenim konstrukcijama, ponajviše zahvaljujući kvalitetnim spojnim sredstvima,
veliku primjenu imaju rešetkasti sistemi nosača najrazličitijih oblika i sistema.
Rešetkasti nosači koriste se skoro u svim oblastima drvenih konstrukcija, a razvojem tehnike
gradnje drvetom, svojim doprinosom na realizaciji, usavršavanju i razvoju projektovanja i
izvođenja rešetkastih sistema drvenih krovnih konstrukcija velikih raspona, a rešetkasti nosači
nalaze primjenu u drvenim mostovima, pa i u konstrukcijama skela.
Kod rešetkastih nosača zahvaljujući konstrukcijskom sistemu, ugrađenih materijal je bolje
iskorišten i raspoređen u odnosu nego li kod punih nosača. Odlikuje ih veoma mala količina
utrošene građe u odnosu na punozidane kovane nosače i druge oblike rešetkastih nosača.
Rešetkaste konstrukcije su se razvile u dva pravca:
u pravcu racijonalnih, ekonomičnih i moćnih inženjerskih konstrukcija čiji je jedini cilj
brza i jeftina gradnja,
u pravcu gradnje reprezentativnih, veoma pažljivo kreiranih javnih objekata.
Prilikom projektovanja i konstruisanja rešetkastih nosača od drveta treba se pridržavati ovih
pravila:
- primjenjivati kada je god to moguće sisteme prostih greda,
- vezače odnosno nosače, postavljati uvijek na konstantnom međurastojanju,
- prilikom izbora sistema ispune truditi se da je što manji broj štapova u jednom čvoru.
56
Kod konstrukcija rešetkastih nosača u krovnim konstrukcijama od posebnog je interesa,
određivanje veličine polja rešetkastog nosača. Oslanjanje rešetkastih nosača može da bude posve
različito, da se nosači oslanjaju na masivne zidove, stubove od betona ili od čelika kao i na
konstukcije stubova od drveta. Rešetkasti nosači sastoje se iz štapova gornjeg i donjeg pojasa
povezanih u čvorove, sa vertikalnim i kosim štapovima ispune (sl.3.10.). Osnovni princip
konstrukcije rešetke, jeste da se osovine svih štapova sastaju u jednom čvoru i sijeku u jednoj
tački [1].
Slika 3.10. Rešetkasta konstrukcija u savremenoj gradnji [12]
Dimenzija štapova i način spajanja u čvorovima proračunavaju se na osnovu raspona, djelovanja
sila i drvene građe od koje je rešetka napravljena (grede, daske raznih oblika). Preko rešetki u
podužnom smjeru postavljaju se grede ili gredice, a preko njih rogovi i pokrivač.
Rešetkaste krovne konstrukcije mogu biti izrađene od slijedećih vrsta nosača:
- I nosača,
- punostjenih čavlanih daščanih nosača;
- sandučastih nosača;
- rešetkastih nosača od platica i od masivnije građe;
- rešetkastih čavlanih daščanih nosača;
57
- punostijenih i čavlanih nosača;
- okvirnih nosača i
- lučnih nosača.
Rešetakasti nosači se obično tipiziraju i proizvode u serijama. Osim prostih greda rešetke se
mogu koncipirati kao kontinuirani nosač, ali se mogu i tako izvesti da se spoje sa stubom (okvir
ili trozglobni luk).
3.2.1.1. Mogući oblici rešetkastih nosača
U zavisnosti od namjene i funkcije kojoj treba da udovolji, rešetkasti nosači mogu imati
najrazličitijih oblika i sistema: (sl.3.11.).
trepezasti rešetkasti nosači,
mansardni rešetkasti nosači,
paralelni rešetkasti nosači,
parabolični rešetktasi nosači,
trozglobne i dvozglobne rešetke,
rešetkaste lučne konstrukcije [1].
58
Slika 3.11. Prikaz nekih od rešetkastih nosača [1]
3.2.2. Kovani nosači
Punozidani nosači, kovani nosači ili daščani nosači su najprimitivniji oblik savremenih drvenih
konstruktivnih sistema. Nastali su iz potrebe sistematizacije, unifikacije i prefabrikacije
određenih elemenata u građevinarstvu, kako bi se dobila serija nosača upotrebljivanih na
različitim objektima. Kovani nosači po svojoj definiciji su nosači konstruisani od sitne građe, od
dasaka i gredica gdje se kao spojno sredstvo upotrebljeni uglavnom ekseri. Za razliku od
lijepljenih nosača gdje su elementi kruto spojeni, kod kovanih nosača gdje se spajanje vrši
pomoću eksera omogućuju stvaranje krute veze.
(sl.3.12.).
Prilikom izbora građe za izradu jednog kovanog nosača treba voditi računa da se:
59
- izbjegavaju tanke daske dobivene iz jezgra poprečnog presjeka debla, iz srčevine-lako
nastaju pukotine uslijed sušenja,
- desne strane dasaka (za flanše) treba okrenuti prema vani (kao i kod lijepljenih nosača),
-za izradu kovanih nosača treba koristiti građu najmanje druge kvalitativne klase.
Kovani nosači mogu se uspješno koristiti za raspone od 5-25 m. Kovani nosači mogu imati
najrazličitije oblike: mogu da budu trepezasti, da se pomoću njih formiraju sistemi – najčešće
lukovi i ramovi na tri zgloba.
Slika 3.12. Upotreba kovanog nosača [14]
3.2.2.1. Kovani nosači većih visina
Kovani nosači većih i velikih visina u odnosu na rešetkaste nosače imaju veću potrošnju drveta,
ali ako se uzme u obzir da se za rebro kovanih nosača može koristiti sitnija građa, pa i manje
kvalitetnije ako je opravdano onda je ekonomija na strani kovanih nosača. Pojasevi kovanih
nosača izrađuju se od greda, gredica i dasaka (od talpi), a rebra od ukrštenih dasaka ili od
prefabrikovanih ploča (špereploča). Kod kovanih nosača većih ili velikih visina duž raspona
raspoređuje se dovoljan broj vertikalnih ukrućenja. Vertikalna ukrućenja su neophoda i kod
kovanih nosača kod kojih su rebra od šperploča. Kod većih raspona kovani nosači imaju veoma
veliku primjenu u lučnim i okvirnim konstrukcijama.
60
Način proizvodnje ovih tipova nosača je potpuno zanatski, što umanjuje vrijednost sistema,
izrađuju se uz mnogo skupog ljudskog rada i uz nizak nivo produktivnosti.
3.2.3. Lamelirane-lijepljene konstrukcije
Nosači od lijepljenog lameliranog drveta su produkt najsavremenije tehnologije u obradi drveta,
tehnologije lijepljenja i najviših naučnih dostignuća iz oblasti projektovanja i teorije konstrukcija.
Nosači se oblikuju u skladu sa zahtijevima tehnološkog procesa proizvodnje i prema uslovima
minimalnih naprezanja, odnosno, težnja za potpunim iskorištenjem nosivosti materijala u
poprečnim presjecima nosača (3.13.).
Pod pojmom lamelirane – lijepljene konstrukcije podrazumjevaju se one konstrukcije, koje su
dobijene lijepljenjem dasaka-lamela u lamelirani element (laminat), potrebnog poprečnog
presjeka i potrebne dužine. Lamele se ugrađuju tako da vlakna lamela međusobno budu paralelna,
da budu u pravcu dužine lijepljenog lameliranog elementa. Sve vrste drveta koje se koriste u
klasičnim drvnim konstrukcijama, jednako dobro se upotrebljavaju i u lijepljenim
konstrukcijama. Posebno se upotrebljava za lijepljene konstrukcije: drvo prve kvalitetne klase,
zdravo drvo i drvo bez grešaka, suho drvo odnosno drvo sa najviše 15 % vlažnosti.
Lamelirano drvo je u stvari oplemenjeno masivno drvo, pod pretpostavkom da je lijepljenje
izvršeno kvalitetno i da su greške drveta svedene na minimum ili potpuno isključene.
Mala vlažnost i proban kvalitet drveta omogućuju u odnosu na klasično drvo primjenu većih
dopuštenih napona. Pri lijepljenju bar 7 dana elementi laminata-drvo, prenosi se iz sušare i što je
posebno važno ispravno lageruje u radionici.
Pri lijepljenju mora da postoji kompatibilnost između drveta i upotrebnog lijepka. Izrada jedne
lijepljene konstrukcije izvodi se redovno za to unaprijed pripremljenom ravnom podu prostoriji u
kojoj se radi [1].
61
U proizvodnji drvenih konstrukcija MAAS grupa je jedna od najvećih i najkomponentijih u
Evropi.
Predosti MAAS lameliranih konstrukcija su slijedeća:
- brza gradnja,
- mogućnost premošćivanja velikih svjetskih raspona,
- kreativnost u projektiranju,
-mogućnost izvedbe zakrivljenih oblika,
-malo optrećenje u odnosu na druge materijale,
-tehnička preciznost,
-vrhunski dizajn.
Slika: 3.13. Konstrukcija od lamelirano – lijepljenog drveta [12]
3.2.4. Zakrivljeni nosači
Zakrivljeni nosači su oni nosači kod kojih je težišna osa presjeka štapa djelomično izvedena po
krivoj liniji, odnosno po kružnom luku (sl.3.14.). Oni se često javljaju u praksi lameliranih
konstrukcija, ovakvi nosači poznati su pod imenom “nadvišeni nosači”.
62
Prilikom konstruisanja zakrivljenih nosača mora da se vodi računa da debljina lamela zavisi od
poluprečnika krivine [1] .
Slika 3.14. Transport zakrivljenog nosača [12]
3.2.5. Ramovski nosači
U savremenim drvenim konstrukcijama ramovi najrazličitijih oblika i sistema nalaze veliku
primjenu. Posebno mjesto u eksploataciji lijepljenih lamliranih konstrukcija zauzimaju ramovi na
tri zgloba (sl.3.15.).
Slika 3.15. Konstrukcija rama [1]
Konstrukcije uglova ramova mogu biti uglavnom dvojako konstruisane:
a) sa osloncem u vidu složenih konstrukcija stubova, sa stubom oblikovanim iz dva štapa,
b) sa monolitnom vezom rigla rama-stuba.
63
Kod ove monolitne veze koja se uglavnom izvodi u zatvorenim prostorima, moguće je vezu
ostvariti krivinom odnosno stub i rigla rama su konstrukcijska-monolitna cjelina. Konstrukcije
ovakvih ramova, zahtijevaju posebne gabarite prilikom transporta, od radionice do gradilišta (do
mjesta montaže).
Ovakve konstrukcije ramova omogućuju izradu nastavaka u radionici, kada se gotov poluram
transportuje do gradilišta, ali mogućnost da se nastavak u uglu izvede i na gradilištu-kao
montažni nastavak (sl.3.16.).
Prilikom izrade nastavaka u uglu rama, kao montažnog na gradilištu, posebna pažnja mora se
obratiti uslovima izrade jedne ovakve veze: tačnost izrade zubaca u zubčastom spoju, uslovi
lijepljenja-temperetura, vlažnost, vrijeme držanja nastavka pod pritiskom. Ugao rama može biti
izveden sa jednom zubčastom spojnicom.
Kod oblikovanja ovakvih uglova ramova od posebne je važnosti kako se “vode” lamele u rigli
odnosno stubu. Kod ovakvih nastavaka spojna sredstva se redovno raspoređuju po krugu.
Kružni raspored ima slijedeće osobine:
-omogućuje laku izradu nastavaka,
-ugrađivanje spojnih sredstava je jednostavno,
-ovakva veza daje široke mogućnosti za povoljno estetsko oblikovanje,
nosača odnosno rama.
64
Slika 3.16. Montažni nastavci [12]
3.2.5.1. Trozglobni ramovi sa zubčastom vezom
U savremenim lijepljenim lameliranim drvenim konstrukcijama česta je primjena ramovske
konstrukcije, najčešće sistema sa tri zgloba izvedena sa oštrim uglom. Veza između rigle rama i
stuba izvodi se zubčastom vezom (cinkanjem), Ova veza kada se izvodi na gradilištu kao
montažni nastavak traži posebnu pažnju i tretman.
3.2.5.2. Ramovske konstrukcije sa tzv. v stubom
Konstrukcije ovakvih ramova mogu biti posve različito konstruisane, sa riglom konstantnog ili
promjenjivog poprečnog presjeka, sa zglobom u sredini raspona. Stubovi se zglobno oslanjaju na
betonske temelje. Pretpostavljene dimenzije nosača i dispozicija kao takve definišu statički
sistem. Dispozicija hale odnosno nosača sa potrebnim veličinama-konstrukcija: lamelirana –
lijepljene, razmak glavnih nosača i opterećenje.
65
3.2.6. Lučni nosači
Pod lukom se podrazumjeva statički neodređeni nosač zakrivljene sistemne linije, koja je zglobno
vezana u oslanačkim tačkama. Generalno posmatrano lučni nosači, po definiciji su zakrivljeni
nosači čija sistemska osa ima oblik kružnog luka, lančanice ili parabole (sl.3.17.). U savremenim
drvenim konstrukcijama lučni nosači nalaze primjenu kao pojedinačni-osnovni noseći elementi
konstrukcije. Karekteristika jedne lučne konstrukcije su njene horizontalne reakcije, horizontalni
pritisak luka, kojim se lučni nosač oslanja na svoje temelje. Konstrukcija luka definiše se svojim
otvorom odnosno rasponom i veličinom strele (otvor luka je rastojanje od jednog do drugog
oslonca) [1] .
U poprečnom presjeku lučni nosači mogu da imaju oblike kao i kod grednih odnosno ramovskih
nosača. U praksi savremenih lijepljenih konstrukcija najviše se koristi prevougaoni poprečni
presjek luka.
66
Slika 3.17. Sistemi lučnih nosača [15]
U savremenim lameliranim drvenim konstrukcijama najviše se koriste slijedeći statički sistemi
lukova:
a) luk sa tri zgloba sa ili bez zatege,
b) luk na dva zgloba sa ili bez zatege
Lijepljeno lamelrano drvo svoju punu afrimaciju kao konstrukcijoni i građevinskih matrijal,
postiže u dvozglobnim i trozglobnim nosačima.
To su konstruktivni i statički sistemi koji dozvoljavaju da se sve dobre mehančke i fizičke
karakteristike drveta koriste do punog kapaciteta.
Odnos mase dreveta i mogući naprezanja u poprečnom presjeku drvenog štapa daleko je bolji od
takvog odnosa u betonu i čeliku. U geometrijskom smislu, dvozglobni i trozglobni nosači mogu
imati zakrivljenu sistemsku liniju, kada se nazivaju lukovima i mogu biti sastavljeni od pravih
štapova, kad se nazivaju okvirnim nosačima.
67
3.2.6.1. Luk na dva zgloba
Dvozglobni luk je veoma moćan konstrukivni sistem, kojim se premošćuju veliki rasponi. Zbog
velike strehe, koja se tom prilikom javlja, nemoguće je izvesti dvozglobni zakrivljeni nosač od
samo jednog komada lijepljenog lameliranog drveta, jer to nedozvoljavaju transportni uslovi.
Zato se formira jedan ili više montažnih nastavaka, što omogućuje proizvodnju i transport više
elemnata jednog luka. Tokom montaže na samom gradilištu, izvodi se monolitizacija na mjestima
nastavaka i formira dvozglobni luk [8].
Zglobovi kod jednog luka sistema na dva zgloba nalaze se u pravilu na osloncima. Konstrukcija
luka na dva zgloba u drvnim konstrukcijama može da ima oblik kružnog luka ili parabole. Jedan
lučni nosač sistema na dva zgloba može se koristiti i za vrlo velike raspone (i do 100 m).
Konstrukcija nastavaka može se izvršiti dvojako:
a) lijepljenjem na licu mjesta,
b) uz pomoć mehaničkih spojnih sredstava.
Montažni nastavci mogu biti konstruisani kao lijepljeni kada se izvode uz pomoć povezica,
uglavnom od prefabrikovanih ploča na bazi drveta.
3.2.6.2. Luk na tri zgloba
Pod lukom na tri zgloba podrazumjeva se statički određeni nosač, zakrivljene sistemne linije, koji
se sastoji od dvije krute ploče međusobno zglobno vezane u čvoru, nazvanom tjemeni zglob.
68
Krute ploče su također zglobno vezane u oslonačkim tačkama, to znači da u oslonci projektovani
i izvedeni kao kod luka na dva zgloba.Trozglobni luk se veoma često koristi pri gradnji objekata
u tehnici lijepljenog lameliranog drveta. Ima izvanredne karakeristike: lako se transportuju i
montiraju elementi luka i nemaju montažne nastavke (sl.3.18.). Linija lučnih nosača može biti
proizvodnog oblika, ali se najčešće sreću parabolični i kružni oblici, jer ta linija luka, najmanje
odstupa od potporne linije tog istog opterećenog luka.
Luk na tri zgloba ili trozglobni luk je statički određen sistem gdje se presječne sile mogu odrediti
iz osnovnih uslova ravnoteže. Određivanje veličine ugiba jednog ovakvog nosača kod
konstrukcije ramova na tri zgloba (vodi se samo račun o krivini nosača ).
Slika 3.18. Konstrukcija mosta sa lučnim trozglobnim sistemom [15]
3.3. POVRŠINSKE KONSTRUKCIJE
U trenutku pojave površinskih konstrukcija, svrsishodnosti njihove primjene zasnivana je na
uvjerenju da od površinske konstrukcije, koja je oslonjena po konturi, treba očekivati da bude
ekonomičnija, odnosno da se sa smanjenim utroškom materijala može očekivati savladavanje
većeg raspona. Ili kazano na drugi način, da površinska konstrukcija izvedena nad datim
prostorom može primiti veće opterećenje od konstrukcije koja je kocipirana na ideji linijskih
elemenata po principu primarne i sekundarne konstrukcije. Vlada opravdano uvjeranje da
69
primjena drveta kao nosivog materijala, u međukatnim konstrukcijama nije svrsishodna zbog
naglašenog ugiba ovih konstrukcija i zvuka zbog rada drveta, koji je prateća pojava u
konstrukcijama koje su opterećene dinamičkim opteraćenjem, pa i malog intenziteta. Ovo je
upravo slučaj s hodnim površinama pa se češće susreću u rješenjima krovnih ravni. S obzirom na
to da je konstrukcija ekonomičan konstruktivni sistem, odnosno da njime mogu ostvariti krovne
plohe nad osnovama većih tlocrtnih dimenzija.
Površinske konstrukcije su predodređene za formiranje krovnih površina, jer se zbog njihovog
površinskog djelovanja mogu prekriti veće tlocrtne površine, koje su u sportskim, javnim i
privrednim objektima [8].
3.4. PROSTORNE KONSTRUKCIJE
Prostorne krovne konstrukcije, međutim riječ krovne gotovo da ne treba naglašavati jer po prirodi
ove vrste konstrukcija mogu biti samo krovne (sl.3.19.).Jedna od prvih konstrukcija koja je
primjenjena pri izgradnji javnih objekata bila je kupola.
U drvetu se ne mogu izvesti “ glatke kupole “, a u primjeni su varijantna rješenja dva sistema:
- lukovi koji se oslanjaju na temeljni , donji i tjemeni gornji prsten,
- geodetske kupole.
70
Slika 3.19. Prostorna drvna konstrukcija ( kupola ) [4]
Prostorne konstrukcije ćemo podijeliti na:
1. rotacione, s čijom se realizacijom počelo još u starom vijeku u posljednje vrijeme su sve
prisutnije,
2. vitoperne konstrukcije,
3. statički tretman.
3.5. DRVENI MONTAŽNI OBJEKTI
Kada se govori o drvenim montažnim objektima, onda se misli na drvene kuće kao što su:
vikendice, turistički kompleksi, kuće za stanovanje itd. Izgradnjom drvene kuće dobije se zdrav,
kisikom pun i prirodno vlažan prostor koji je idealan za život.
Temperatura drvenih elemenata u unutrašnjosti uvijek je jednaka temperaturi zraka u tim
prostorijama, a to svojstvo drveta kao građevnog materijala stvara u nama osjećaj topline. Sve
modernije niskoenergetske montažne kuće kao konstrukcijsku osnovu imaju drvo.
71
Drvo je materijal koji ima niz pogodnosti, a osim u spomenutim stambenim objektima, često se
koristi u privrednim objektima.
Kod drvenih kuća samo je nosivi sistem od drveta tj. drvenih okvira i panela, to su u stvari
kompozitne konstrukcije u kojima je nosivi sistem od drveta, a osnovnu nosivu konstrukciju
objekta čine drveni rešetkasti nosači i drveni stubovi, uz primjenu potrebnih izolacija i zaštite sve
prema važećim propisima i projektnoj dokumetaciji. Drveni montažni objekti su danas luksuzne
građevine koje posjeduju veoma komforan ambijent sa svim potrebnim elementima.Danas
postoje različiti sistemi specijalizirani za građenje drvenih kuća i drvenih krovišta, općenito
drvenih konstrukcija. Kod drvenih konstrukcija postoje dva sistema drvenih zgrada:
sistem stup i
panelni sistem [7].
Gradnja sa “sistem stup” zasnovan je na spajanju sa čavlima rastera stupa i spojnih greda, na koje
se pričvršćuju ukrutni nosivi i obloženi paneli (3.20.). Ovakav tip gradnje se obično provodi na
licu mjesta, gdje je gradnja ekonomski opravdana, ovaj tip gradnje je osobito popularan u SAD.
Postoji nekoliko vrsta sistema zasnovanih na sistemu stup i to:
okvir, greda sa stupovima, kliješta i stup (u jednom smjeru), kliješta (u dva smjera), dvodjelni
stupovi, platforma itd. Drvene okvirne konstrukcije se pretežno koriste za stambene građevine.
Međutim, zbog svojih karakteristika ponekad se koriste i za komercijalne konstrukcije.
Tehnika građenja drvenih okvirnih konstrukcija je efikasna zato što su dijelovi okvirnih
konstrukcija laki za rukovanje, podjela opterećenja između susjednih dijelova rezultira sa
čvrstom konstrukcijom, jednostavna je montaža okvirnih konstrukcija, a rezana građa za
elemente konstrukcije se može ekonomično proizvoditi modernim metodama proizvodnje.
72
Slika 3.20. Izgled drvene kuće sa okvirnim sistemom gradnje [14]
Panelna gradnja je brza, ali iziskuje i cijelokupna sredstva na početku građenja objekta, za razliku
od sistem stup-greda. Paneli se rade i kontroliraju u tvornici, veličina panela je diktirana uvjetima
mogućnosti transporta. Paneli se montiraju na predhodno izrađene temelje (3.21.).
Razlikujemo dva tipa panelnih sistema:
malopanelni i
velikopanelni sistemi [2].
Osnovni elementi panelnih zgrada su: vertikalni (zidni) paneli, horizontalni (tavanski) paneli i
elementi krovnih konstrukcija. Od veličine tj. širine vertikalnih panela zavisi da li se radi o tzv.
otvorenoj ili zatvorenoj prefabrikaciji.
Ukoliko su elementi manjih širina utoliko je veća mogućnost dobivanja raznih rješenja
organizacije prostora i suprotno, veći elementi ograničavaju različite mogućnosti rješenja. Sa
druge strane, uštede sa panelima većih širina, odnosno kod zatvorenih sistema su veće.
73
Pomiriti ova dva zahtjeva je glavni problem proizvođača drvenih zgrada: omogućiti rješenje po
želji korisnika pri što manjoj cijeni.
Slika 3.21. Panelni sistem gradnje
3.6. ZAŠTITA DRVETA U KONSTRUKCIJAMA
Nakon zavšene faze projektiranja i dimenzioniranja konstruktivnog sistema nekog arhitektonskog
objekta, na putu njegovog nastajanja nalaze se faze izrade i montaže njegove konstrukcije. Pri
proizvodnji i ugradnji elemenata konstrukcije od drveta javlja se potreba da konstrukciju
zaštitimo. Na osnovu saznanja o tome da je drvo materijal organskog porijekla, te imajući u vidu
njegove biološke, fizičke i hemijske osobine, jasno je da je problem zaštite drveta jako izražen
3.6.1. Zaštita od bioloških utjecaja
Drvo je podložno kvarovima uslijed djelovanja parazita, insekata, odnosno mikroorganizama, u
toku rasta a naručito poslije sječe. Djelovanje bioloških utjecaja na drvo se ogleda u smanjenju
njegovih fizičkih, mehaničkih i estetskih osobina.
74
Zbog toga je nužno poduzeti određene zaštitne mjere kojima se mogu postići povećanje trajnosti
prirodnih osobina (predosti) drveta.
Zaštitne mjere radi očuvanja kvalitete drveta poduzimaju se u toku:
- sječe i grube obrade drveta,
- izrade projektne dokumentacije koja će omogućiti stalnu kontrolu stanja konstrukcije,
- izrade konstrukcije nanošenjem premaza i poduzimanjem drugih mjera zaštite
- u toku eksploatacije održavanjem stalnog (povoljnog) režima u kojem se drvena
konstrukcija nalazi.
Izbor i stepenj zaštite zavisi od:
- vrste i stanja drveta i
- mjesta ugradnje [8].
3.6.2. Zaštita od vlage
Pojava truljenja drveta se javlja iz razloga što je posljedica pojave istovremeno prisutna vlaga i
kiseonik iz vazduha. Zbog procesa truljenja koje izaziva vlaga potrebno je drvene konstrukcije
zaštiti od štetnog utjecaja, a to postižemo pomoću zaštitnih sredstava za zaštitu drveta od vlage:
- lazurne boje,
- bezbojni lakovi,
- pokrivno pigmentirani lakovi [9].
Pod lazurama se podrazumjeva prozirno obojene impregnacije za drvo. Lazure štite drvo od
ulaska kapilarne vode, dok relativnoj vlazi dozvoljavaju ulazak i izlazak iz drveta.
Bezbojni lakovi zaštićuju drvo od ulaska relativne i kapilarne vlage, a pokrivno pigmentirani
lakovi isto štite kao i bezbojni lakovi sam što kod ovih lakova, se dozvoljava upotreba za spoljne
75
i unutrašnje radove bez ograničenja za bilo kakve atmosferske utjecaje što nije slučaj kod
bezbojnih lakova [10].
3.6.3. Zaštita od požara
Za sprečavanje paljenja i gorenja drveta primjenjuju se slijedeći postupci:
premazivanje površina raznim zaštitnim premazima,
natapanje drvene mase odgovarajućim hemijskim sredstvima, gdje se u okviru ove
metode obično primjenjuje natapanje po postupku toplo-hladno ili natapanje pod
pritiskom.
Supstance koje se primjenjuju za zaštitu drveta od paljenja i gorenja zovu se antipireni.
Savremena zaštita drveta se postiže nanošenjem vatrozaštitnih lakova. Lakovi se kao zaštitni
premaz nanose četkom i prskalicom pod pritiskom, a radovi se moraju izvoditi u optimalnim
uvjetima. Lamelirane konstrukcije koje su izvedene pomoću vatrootpornih lijepkova kao spojnog
sredstva nisu podložni požaru. Pri pojavi požara sagorijevaju prva i posljednja lamela poprečnog
presjeka. Ne treba, međutim zaboraviti da su i klasične mjere zaštite drveta od bioloških uticaja i
požara vrlo efikasne. One se mogu i moraju primjeniti kod krovnih konstrukcija klasičnog tipa i
stupova izloženih truljenju, a sastoje se od zaobljavanja bridova, premaza krečom i
nagorijavanjem (plamenikom) dijela konstrukcije koja dolazi u kontakt s vodom [9] .
76
4. ZAKLJUČAK
Drvo kao konstrukcijski materijal, posjeduje veoma bitne činjenice kada je u pitanju porođenje sa
drugim materijalima koji se koriste u građevinarstvu.Drvo kao konstrukcijski materijal obuhvaća
deblo, granje i korijenje sa skinutom korom. Za primjenu drva kao konstrukcijskog materijala
osobito su značajna dva svojstva:
relativno visoka čvrstoća pri niskoj gustoći,
lako oblikovanje postupcima rezanja.
Drvo je izrazito anizotropno, a kao konstrukcijski materijal se najviše koristi u građevinarstvu i
industriji namještaja, ali i u brodogradnji, industriji vozila, poljoprivredi i rudarstvu.
Uslijed longitudinalnih vlakana je čvrstoća istezanja (Rm
) pri longitudinalnom opterećenju najveća, a
pri transverzalnom najmanja. Pri longitudinalnom opterećenju je zbog izvijanja vlakana je čvrstoća na
pritisak (Rm,t
) oko polovice istezanja (Rm,t
≈ 0,5Rm
), dok je čvrstoća na savijanje (Rm,sav
) između te
dvije vrijednosti (Rm,t
> Rm,sav
> 0,5Rm
). Pri opterećenju na smicanje je smicajna čvrstoća (Rm,sm
)
veća pri transverzalnom opterećenju. Zbog grešaka građe konstruktori koriste relativno velike
koeficijente sigurnosti.Drvo je propusno u oba smjera za razliku od PVC-a i armiranog betona.
Zbog toga se izgradnjom drvene kuće dobije zdrav, kisikom pun i prirodno vlažan prostor koji je
idealan za život. Temperatura drvenih elemenata u unutrašnjosti uvijek je jednaka temperaturi
zraka u tim prostorijama, a to svojstvo drveta kao građevnog materijala stvara u nama osjećaj
topline.Sve modernije niskoenergetske montažne kuće kao konstrukcijsku osnovu imaju drvo.
Drvo je materijal koji ima niz pogodnosti, a osim u spomenutim stambenim objektima, često se
koristi i u privrednim objektima.Pravilnim rješavanjem drvene konstrukcije i pravilnim odabirom
podloge krovnog pokrivača, mogu se ostvariti velike uštede kako u pogledu utroška drvene građe,
tako isto i radne snage. Drvne konstrukcije su primjenjive na gotovo svim tipovima građevina,
od rekonstrukcije i nadogradnje do izgradnje potpuno novih niskoenergetskih objekata. Još dugo
će se graditi drvom, jer osim tradicionalnog pristupa, u nas je tek počela ekspanzija
77
prefabriciranih montažnih niskoenergetskih objekata koji svoju konstrukciju temelje na drvu.
Prozori, vrata, obloge i konstrukcijski građevinski elementi imaju svoje zamjene u drugim
materijalima, ali tradicionalno a i zbog nekih tehničkih karakteristika drvo je ostalo nezamjenjivo
i često „arhitektonska moda“ i trendovi stvore nove umjetne materijale koji imaju „bombastične“
karakteristike, no sve se opet svede na osnovni prirodni materijal-drvo.
5. LITERATURA
[1] Milan Gojković, Drvene konstrukcije, Građevinski fakultet Beograd, 1983.
[2] Vojislav Kujundžić, Savremeni sistemi drvenih konstrukcija, Beograd, 2004.
[3] Nik. B. Nestorović, Građevinske konstrukcije, Zagreb, 1927.
[4] Leposava Basarić, Građevinske konstrukcije objekata visokogradnje, Zagreb, 1988.
[5] K.Tonković, Drvene konstrukcije, Zagreb, 1962.
[6] Tatjana Najdhart, Građevinske konstrukcije, Sarajevo, 2001.
[7] Salah-Eldien Omer, Minka Ćehić, Primjena drveta u građevinarstvu,
Tehnički fakultet, Bihać, 2004.
[8] Milan Gojković, Drvne konstrukcije, Građevinski fakultet, Beograd, 2001.
[9] Mihailo Muravljov, Građevinski materijali, Građevinski fakultet, Beograd, 1989.
[10] Mihailo Petrović, Zaštita drveta, Beograd, 1980.
78
[11] Zvonimir Žagar, Drvne konstrukcije 1 dio, Građevinski fakultet Zagreb, 1996.
[12] Zvonimir Žagar, Tehnologija drvenih građevina, Zagreb, 2001.
[13] http://www. gradimo. hr/Drvo-kao-gradevni-materijal/hr-HR/626. aspx
[14] http://www. gradimo. hr/Ponovno-pozeljan-materijal-za-gradnju/hr-HR/19954. aspx
79
