Puidu tugevusarvutused „kirve meetodil“.

Kahjustused, mis mõjutavad puidu tugevust ja kestvust

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee1

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee

Kalle PiltCOST action FP1101

IE0601FaBBi projekt

Tallinna TehnikaülikoolTartu Ülikool Viljandi Kultuuriakadeemia

Eesti Mükoloogiauuringute Keskus SAPuleium OÜ

2

Puit ja konstruktsioon

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee3

Puit ja konstruktsioon

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee4

Puit ehitusmaterjalina

Puit on hügroskoopne materjal

Niiskusesisaldus

Paisumine – kahanemine

Puit on anisotroopne materjal

Pikikiudu

Tangensiaalsuund

Radiaalsuunud

Oksakohad jt looduslikud defektid

Nõrgestused

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee5

Puit ehitusmaterjalina

Muud puidu omadused

Joonpaisumistegur

Pikikiudu 2,5-5,4 *10-6 1/C

Radiaalsuunas 15-30*10-6 1/C

Tangentsiaalsuunas 30-50*10-6 1/C

Soojajuhtivus

Kemkaalide mõju

Helijuhtivus (akustika)

Elektrijuhtivus

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee6

Materjal Pikikiudu Radiaalsuunas Tangensiaal s.Mänd 0,22 0,105 0,09Tamm 0,29 0,18 0,15

Kask 0,34 0,13 0,11

Konstruktsioonide arvutuse alusedKandekonstruktsioonid

Mittekandvad konstruktsioonid

Piirseisundite meetod

• kandepiirseisund

• kasutuspiirseisund

Osavarutegurite meetod

• materjali osavarutegurid

• koormuste osavarutegurid

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee7

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee

Kandekonstruktsioonid võtavad vastu koormust

kehtib ehituse põhiseadus f ≥ σ ehk teistpidi σ/f ≤ 1

tugevus peab olema suurem kui sisepinge

Tugevus – f

Puitkonstruktsioonid ehitusinseneri seisukohast

8

Tugevus ehk mehaanilised omadused

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee9

Niiskusesisalduse ja tugevuse seosed

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee10

Puidu tasakaaluniiskus

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee11

Koormuse kestvusklassid ja puitmaterjali kasutusklassid

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee

Vastavalt koormuse kestvusklassile ja materjali kasutusklassile redigeeritakse puidu mehhaanilisi omadusi modifikatsiooniteguriga kmod

12

Modifikatsiooniteguri väärtused saepuidule

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee13

Arvutuslikud tugevused saepuidule N/mm2

fd=f

k*k

mod/ɣ

m

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee

C24

1 ja 2 kasutusklass alaline

3 kasutusklass alaline

1 ja 2 kasutusklass keskkestev

3 kasutusklass keskkestev

1 ja 2 kasutusklasslühiajaline

3 kasutusklass lühiajaline

Paindetugevus fm,k 24,0 fm,d 11,08 9,23 14,77 12,00 16,62 12,92

Tõmme pikikiudu ft,0,k 14,0 ft,0,d 6,46 5,38 8,62 7,00 9,69 7,54

Tõmme ristikiudu ft,90,k 0,4 ft,90,d 0,18 0,15 0,25 0,20 0,28 0,22

Surve pikikiudu fc,0,k 21,0 fc,0,d 9,69 8,08 12,92 10,50 14,54 11,31

Surve ristikiudu fc,90,k 2,5 fc,90,d 1,15 0,96 1,54 1,25 1,73 1,35

Nihketugevus fv,k 4,0 fv,d 1,85 1,54 2,46 2,00 2,77 2,15

14

Arvutuslikud tugevused saepuidule kg/cm2

fd=f

k*k

mod/ɣ

m

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee

C24

1 ja 2 kasutusklassalaline

3 kasutusklass alaline

1 ja 2 kasutusklasskeskkestev

3 kasutusklass keskkestev

1 ja 2 kasutusklasslühiajaline

3 kasutusklass lühiajaline

Paindetugevus fm,k 245 fm,d 113 94 151 122 169 132

Tõmme pikikiudu ft,0,k 143 ft,0,d 66 55 88 71 99 77

Tõmme ristikiudu ft,90,k 4 ft,90,d 2 2 3 2 3 2

Surve pikikiudu fc,0,k 214 fc,0,d 99 82 132 107 148 115

Surve ristikiudu fc,90,k 25 fc,90,d 12 10 16 13 18 14

Nihketugevus fv,k 41 fv,d 19 16 25 20 28 22

15

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee

Kandekonstruktsioonid võtavad vastu koormust

kehtib ehituse põhiseadus f ≥ σ ehk teistpidi σ/f ≤ 1

tugevus peab olema suurem kui sisepinge

Sisepinge – σ

Puitkonstruktsioonid ehitusinseneri seisukohast

16

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee

Kus σ = F/A või siis painde puhul σ = M/WNB ! Mõõtühikud – alati peab kokku saama N/mm2 või kg/cm2

F on mõjuv jõud (mis tuleneb koormustest)

• Omakaalukoormused• Kasuskoormused• Lumekoormused• Tuulekoormused• Muud koormused (kraanakoormused, mahutite koormused,

transpordikoormused jne)

Osavarutegurid ! ɣm=1,2 või 1,5 ! Fd=ɣm*Fk

Puitkonstruktsioonid ehitusinseneri seisukohast

17

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee

Tõmme σ = F/A

Paine σ = M/W

M – paindemomentW – vastupanumoment

Surve σ = F/A

Surutud varraste puhul nõtketegur, millega vähendatakse tugevust ehk σ/f *kc ≤ 1

Puitkonstruktsioonid ehitusinseneri seisukohast

18

Saledused

Maksimaalsed piirsaledused. milledest projekteerimisel on

soovitav lähtuda oleksid järgmised:

• Sõrestike toediagonaalid, toepostid, postid 120

• Teised sõrestike elemendid 150

• Surutud sidemed 200

• Tõmmatud sõrestike vööd vertikaalpinnas 150

• Muud tõmmatud elemendid 200

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee19

21.02.2017 Kalle Pilt info@kallepilt.ee

Puitkonstruktsioonid ehitusinseneri seisukohast

Pikkus m

Väiksem ristlõikemõõt (mm)

Puit C24 Kc=0,218

1 29

1,5 43

2 58

2,5 72

3 87

3,5 101

4 115

4,5 130

5 144

5,5 159

6 173

Sõrestike toediagonaalid, surutud vööd, toepostid, postid 120

Tugevuskontroll !! σ/f * kc ≤ 120

• Kandepiirseisundi tingimuste täitmine

• Kandekonstruktsioonide tugevus• Sõlmed

• Liidete kujutamine konstruktsiooni modelleerimisel

• Jäikus - vabadusastmed …

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee21

Ajaloolised puit-puiduga liited Modelleerimine

• Kandepiirseisundi tingimuste täitmine

• Kandekonstruktsioonide tugevus• Sõlmed

• Liidete kujutamine konstruktsiooni modelleerimisel

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee22

Ajaloolised puit-puiduga liited Modelleerimine

• Kandepiirseisundi tingimuste täitmine

• Kandekonstruktsioonide tugevus• Sõlmed

• Ajaloolised puit-puiduga liited

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee23

Ajaloolised puit-puiduga liited Tappliited

?

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee24

Ajaloolised puit-puiduga liited Tappliited

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee25

Ajaloolised puit-puiduga liited Tappliited

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee26

Ajaloolised puit-puiduga liited Tappliited

?

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee27

Ajaloolised puit-puiduga liited Tappliited

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee28

Ajaloolised puit-puiduga liited Tappliited

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee29

Ajaloolised puit-puiduga liited Tappliited

Poldid ja seibid !Ø ??

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee30

Ajaloolised puit-puiduga liited Tappliited

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee31

Ajaloolised puit-puiduga liited Tappliited

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee32

Ajaloolised puit-puiduga liited Tappliited

• Sõlmede tugevusarvutused

21.02.2017Kalle Pilt

info@kallepilt.ee33

Ajaloolised puit-puiduga liited Tappliited

Kalle Pilt

Ehitusinsener

info@kallepilt.ee

21.02.2017

Kalle Pilt info@kallepilt.ee

34