PergolyManipulace a třídění řeziva: Postupy a metody
Historické konstrukce se postupně dostávají do popředí zájmu společnosti, neboť jsou nedílnou součástí jejího kulturního dědictví. To ale vyžaduje pochopení působení původního konstrukčního systému, odhad pevnostních a tuhostních vlastností použitého dřeva, zhodnocení stavu dřevěných prvků včetně jejich účinných průřezových charakteristik a zhodnocení jejich jednotlivých spojů.
Opravy a zesilování starých staveb obecně již představují a v budoucnosti budou ještě více představovat velký podíl činnosti stavebních firem, jelikož potřeby nové výstavby se postupně snižují. Inženýrská a architektonická výuka na vysokých školách však doposud byla zaměřena především na nové stavby a z tohoto důvodu již méně na staré materiály a stavební techniky. Tato situace se negativně promítla i do přístupu ke starým dřevěným konstrukcím, protože pro řešení problematiky jejich prvků a spojů jsou nezbytné specifické odborné znalosti.
V současnosti tesaři, v duchu minulém, kdy šlo o přenos zkušeností z otce na syna, již prakticky neexistují. Historické dřevěné konstrukce nejsou vždy též konstrukčně čitelné, dokonce i bez ohledu na možnou degradaci dřeva. Běžné problémy dřevěných střešních konstrukcí jsou jejich chybná geometrie, excentrické zatížení v podpěrách příhradových vazníků, vaznice umístěné mimo styčníky příhradových vazníků, nedostatečné zavětrování a prostorové ztužení vazníků a chybějící prvky v důsledku předcházejících zásahů do konstrukcí.
Spoje jsou obecně nejcitlivějším místem všech dřevěných konstrukcí. U historických konstrukcí mohou být přitom ještě různě poškozeny (korozí kovů, výsušnými trhlinami, otlačením). Vyskytují se také vady v podobě chybějících podložek či spojovacích prostředků, malých vzdáleností spojovacích prostředků od okrajů a konců. Často jsou příliš malé podložky u svorníků, mezery mezi prvky, které by na sebe měly dosedat. Při průzkumu by měla být pozornost věnována též poruchám spojů v důsledku jejich přetížení či přerozdělení vnitřních sil v konstrukčním systému v důsledku neodborného zásahu do konstrukce.
Odhad vlastností dřeva začíná identifikací druhu dřevin. Tento úkol je u historických konstrukcí vysoce specializovaný, protože pouze barva „zestárlého“ dřeva není často dobrým vodítkem. Známy jsou i případy, kdy v některých konstrukcích byly na typově stejné prvky použity různé druhy dřevin, např. smrk a jedle.
Čtěte také: Nezbytný materiál pro stavbu
Vizuální třídění dřeva
Dřevo lze tradičně ohodnotit vizuálním posouzením. Kvalita dřeva se přitom určuje prostřednictvím vizuálně poznatelných charakteristik dřeva. Pro vizuální třídění dřeva podle pevnosti platí ČSN 73 2824-1, která nahradila původní normu ČSN 49 1531-1. V Evropě existuje v současné době velký počet různých pravidel pro vizuální třídění řeziva podle pevnosti.
Odlišují se jak počtem jakostních tříd a jejich hranicemi, tak i kritérii posuzování charakteristik dřeva. Zejména postupy pro vyjádření a výpočet sukovitosti (podílu suků) se podle národních norem v jednotlivých evropských zemích odlišují velmi výrazně (v současnosti přitom neexistuje jednotná evropská norma). Suky se mohou u řeziva projevovat podle jeho rozměrů a způsobu pořezu v rozmanitých tvarech, které lze vizuálně jen obtížně vyjádřit a klasifikovat. Příčinou redukce pevnosti v podstatě není samotný suk, ale jím způsobený výrazný odklon vláken v okolním dřevu.
To je patrné i z toho, že porušení dřeva zpravidla nevychází ze samotného suku, ale z míst extrémního lokálního odklonu vláken. Protože struktura dřeva může být narušena zvlášť výrazně suky, které jsou blízko sebe, parametr sukovitosti se běžně stanovuje nejenom se zřetelem k největšímu suku, ale také na základě součtu suků, které se vyskytují v určité oblasti. Suky na okrajích a v tažené části dřevěného prvku se projevují nepříznivěji než suky uvnitř průřezu nebo v jeho tlačené části.
Vizuální třídění dřeva je jednoduché a snadno osvojitelné; nevyžaduje nákladné technické vybavení; je závislé na lidském činiteli; je málo účinné, protože není dostatečně uvážena struktura dřeva, např. V současné době se velká pozornost věnuje rozvoji nedestruktivních metod hodnocení kvality dřeva.
Strojní třídění dřeva
Nejčastěji využívané jsou stroje typu Cook Bolinders. Vycházejí ze skutečnosti, že korelace mezi pevností a modulem pružnosti dřeva je poměrně vysoká. Testovaný prvek prochází strojem a na základě měřené síly potřebné k dosažení předepsaného průhybu se určí modul pružnosti dřeva. Prvek prochází strojem vždy dvakrát v různých pozicích, aby se zabránilo nepřesnostem od zakřivení prvku. Rychlost třídění je 94 m/min. Stroje na třídění řeziva se nejlépe uplatňují ve velkých pilařských závodech. Mezi výhody těchto strojů patří zejména rychlost, pohodlná manipulace a hospodárnější zatřídění řeziva. Nevýhodou je, že dokáží třídit jen deskové řezivo (prkna a fošny).
Čtěte také: Modřínové řezivo a jeho cena
Kritéria Vizuálního Třídění
Rozhodujícím kritériem pro vizuální zatřídění dřeva do jakostních tříd jsou suky. Jehličnaté dřevo má sklon ke tvorbě letního dřeva letokruhů s vysokou hustotou a jarního dřeva letokruhů s nižší hustotou. Z tohoto důvodu byla šířka letokruhů přijata jako parametr třídění dřeva v řadě evropských norem pro vizuální třídění.
Přesto je ale třeba šířku letokruhů vnímat velmi obezřetně. Hustota dřevní hmoty při určité šířce letokruhů závisí na půdě, klimatických podmínkách atd. Pro běžné konstrukční dřevo z jehličnatých dřevin je možný pouze nepřesný odhad hustoty dřevní hmoty na základě šířky letokruhů.
Vztah mezi třídami pevnosti dřeva podle ČSN EN 338 a jakostními třídami dřeva podle ČSN 49 1531-1 je uveden v tabulce 1. Vizuální třídění dřeva není pro určení jakosti dřeva zcela výstižné. Důvod spočívá v tom, že vizuálním tříděním dřeva se postihují pouze viditelné charakteristiky (suky, šířka letokruhů, odklon vláken atd.) ovlivňující mechanické vlastnosti dřeva, ale nikoliv vlastnosti vlastní dřevní hmoty.
Třídění dřeva dynamickými metodami
Mezi dynamické metody patří metody kmitání prvků a šíření tlakové či ultrazvukové vlny v prvcích. Metoda kmitání je založena na měření první (nebo vyšší) vlastní frekvence prutových prvků. Známe-li vlastní tvar příslušný naměřené (vlastní) frekvenci, lze řešením pohybové rovnice určit hodnotu modulu pružnosti. Tuto metodu lze aplikovat na dřevěné prvky v příčném i v podélném směru.
Podstatou metody ultrazvukové a tlakové vlny je stanovení modulu pružnosti na základě rychlosti šíření ultrazvukové nebo tlakové vlny ve dřevu. Tlaková vlna je vyvolána úderem kladívka do příslušného snímače (viz obr. 3, snímač vlevo). Předností ultrazvukové metody a metody tlakové vlny je, že umožňují měřit vlastnosti nejen řeziva, ale i dřeva zabudovaného v konstrukcích a stavebních dílcích. Těmito dvěma metodami lze též měřit dřevní hmotu stromů a její případnou degradaci (viz obr. 4).
Čtěte také: Řezivo a jeho dostupnost
Nejvíce je z hlediska použitelnosti testovaných metod zajímavá závislost pevnosti v ohybu na modulu pružnosti. Korelační koeficienty mezi výběry pevnosti v ohybu a moduly pružnosti jsou v uspokojivém rozmezí 0,75 až 0,88. Znamená to, že modul pružnosti je vhodným ukazatelem pevnosti dřeva v ohybu. Protože u dynamických nedestruktivních metod je důležitá dobrá znalost hustoty dřeva je v současnosti zkoumána i penetrační metoda založená na principu vniknutí trnu, vstřeleného do dřeva konstantní silou. Hloubka vniku trnu do dřeva je přitom závislá na hustotě a vlhkosti dřeva.
Z výsledků experimentálních měření vyplývá, že hustota koreluje o něco lépe s modulem pružnosti (0,69 - 0,89) než s pevností v ohybu (0,54 - 0,71). K dispozici je již celá řada přístrojů, pomocí kterých jsme schopni měřit různé veličiny či parametry dřeva, viz tab. 1. Jak již bylo uvedeno, hustota je důležitou charakteristikou ovlivňující kvalitu dřeva. U dřeva zabudovaného v konstrukcích musí být k určení hustoty odebrány vzorky. Tento přístroj (viz obr. 2) pracuje na principu vstřelení rázového kolíku do dřeva energií 6, 12 či 18 J (Nm). Rázový kolík může mít průměr od 2,0 do 3,0 mm. Průměr rázového kolíku se volí podle druhu vyšetřované dřeviny. U starých konstrukcí je dřevo poznamenáno stárnutím, které je především způsobeno degradací ligninu v povrchových buňkách dřeva.
Manipulace s řezivem
Boční řezivo se krátí a omítá. je omezena šířkou levé plochy. Krácení - je to příčné odřezání úzkých částí bočního řeziva. mechanické krácení - řezivo je dopravováno na podélném nebo příčném dopravníku. Při podélné dopravě je nad dopravníkem umístěn pilový kotouč ramenové nebo kyvadlové pily. Místo řezu určí zkracovač a provede zkrácení. povytáhne řezivo o potřebnou délku a provede řez. sekačce. automatické krácení - používají se vícelisté zkracovací pily. Řezivo je na příčném dopravníku, nad ním je řada pil. jsou odstupňovány délky řeziva. obvykle s televizními kamerami. bočního) po zkrácení. štěpkovacími frézami. polohu prkna. desky, které určují šířku.
Po opracování se řezivo třídí podle rozměrů a jakostí. Poté se skládá do hrání nebo balíky pro expedici. Řezivo se skládá do hrání buď stejně dlouhé, ale nestejnou délku podle délky výřezu. Jakost materiálu: normy platné pro výrobky ze dřeva předepisují i jakost použitého materiálu, dovolené vady, i vady, pro které nelze materiál na daný výrobek použít.
Poškození dřeva a opravy
Když je dřevo napadeno dřevokazným hmyzem, je obvykle poškozena pouze vrstva bělového dřeva. Poškození dřeva do větší hloubky průřezu se neobjevuje příliš často. Může k němu však dojít u jehličnatého dřeva s malým procentem jádrového dřeva. Jestliže je dřevo napadeno dřevokaznými houbami, je charakter poškození jiný než v případě dřevokazného hmyzu. Nejde totiž jen o snížení objemu dřevní hmoty v průřezech prvků, ale v podstatě o chemickou modifikaci buněk dřeva. Ve většině případů je proto nejvhodnější poškozené dřevo odstranit a nahradit novým. Výměnu poškozené části prvků lze přitom provést s různou řemeslnou dovedností.
V případě, kdy jsou trámy zakryty podhledem, lze poškozená zhlaví trámů nahradit příložkami, viz obr. 4. Musíme však vzít v úvahu, že v místě nastavení trámu působí ohybový moment, jehož účinek musíme přenést dvojicí sil, působící v těžištích spojů.
Závěr
Při řešení problematiky spolehlivosti historických dřevěných konstrukcí máme v současnosti k dispozici nejen nové nedestruktivní metody, které poskytují zcela nové možnosti ohodnocení vlastností dřeva, ale intenzivně se v současnosti pracuje i na zpracování výpočetních metod pro jejich posuzování, především pokud se jedná o tesařské spoje a zesilování konstrukčních prvků. Nedestruktivní metody zjišťování vlastností dřeva jsou v případě historických dřevěných konstrukcí velice aktuální, neboť umožní zesilovat tyto konstrukce pouze na úrovni nezbytně nutné, aby nebyl narušen jejich vzhled a historická hodnota.
tags: #manipulace #a #třídění #řeziva #postupy
