1 VLASTNOSTI DŘEVA (D)
1.1 ZKOUŠENÍ A TŘÍDY PEVNOSTI KONSTRUKČNÍHO DŘEVA (ČSN EN 10 81,
ČSN EN 338, ČSN EN 384, ČSN EN 1438)
Zkoušky dřeva provádíme na vzorcích
bez suků, smolnatosti a jiných vad
a z výsledků těchto zkoušek usuzujeme na
vlastnosti dřeva i s vadami. U konstrukčního dřeva zjišťujeme hlavně jeho
fyzikální a mechanické vlastnosti, které
jsou různé z hlediska základních
anatomických směrů ve dřevě.
Tyto směry jsou:
 axiální směr (AS), který je
rovnoběžný s podélnou osou kmene,
 radiální směr (RS), který je vedený
ve směru dřeňových paprsků a je
kolmý na plochu tangenciálního
řezu,
 tangenciální směr (TS), který má
směr tečny k letokruhům a je kolmý
na plochu radiálního řezu.
RS
TS
AS
Obr. 1.: Základní anatomické směry ve dřevě.
Z tohoto důvodu se mnohé zkoušky konstrukčního dřeva provádějí ve více směrech. V současné
době upravují zkoušky dřeva dva druhy norem - starší československé normy a normy evropské.
Normy československé rozlišují tři směry zkoušení - směr zkoušení podél vláken (axiální směr,
index a), směr zkoušení radiální (index r), směr zkoušení tangenciální (index t).
Normy evropské rozlišují pouze směr zkoušení rovnoběžně s vláky (axiální směr, index 0)
a směr zkoušení kolmo k vláknům (index 90).
Na výsledky zkoušek má také velký vliv vlhkost dřeva.
Stanovení charakteristických hodnot mechanických vlastností a hustoty konstrukčního dřeva
Charakteristická hodnota mechanických vlastností a hustoty konstrukčního dřeva je hodnota,
která odpovídá 5% kvantilu statistického rozdělení příslušného souboru dřeva. 5% kvantil se
stanovuje na výběru – základním souboru dřeva.
Základním soubor dřeva musí být reprezentativní z hlediska původu, rozměrů a jakosti. Počet
zkušebních těles ve výběru nesmí být menší než 40. Pro zkoušky pevnosti v ohybu se vybírá tažená
strana náhodně. Referenční vlhkost dřeva odpovídá teplotě 20°C a relativní vlhkosti 65% (což cca
odpovídá 12% vlhkosti jehličnatého dřeva). Pro výběry, které nebyly zkoušeny při referenčních
podmínkách, se musí hodnoty 5% kvantilu upravit.
Referenční příčné rozměry zkušebních těles při stanovení mechanických vlastností
konstrukčního dřeva musí být 150 mm. Alternativně lze stanovovat mechanické vlastnosti na
malých bezvadných tělesech, nebo na tělesech konstrukčních rozměrů. Charakteristické hodnoty
stanovené tímto způsobem se musí upravit součiniteli.
1
Charakteristická hodnota pevnosti fk se vypočítá ze vztahu:
̅̅̅̅
,
kde:
 ̅̅̅̅
 ks
 kv
je vážený průměr upravených hodnot 5% kvantilů pro každý výběr.
je součinitel zohledňující počet a rozsah výběrů.
je součinitel zohledňující rozdíl mezi dřevem tříděným vizuálně a strojně.
Charakteristická hodnota modulu pruţnosti E0,mean se vypočítá ze vztahu:
∑ ̅̅̅
∑
kde:
 Ej
 nj
,
je průměrná hodnota modulu pružnosti pro j-tý výběr.
je počet zkušebních těles v j-tém výběru.
Charakteristická hustota ρk se vypočítá ze vztahu:
∑ ̅
∑
kde:
 ρ
 s
 nj
,
je průměrná hodnota hustoty všech zkušebních těles ve výběru.
je směrodatná odchylka hustoty všech zkušebních těles ve výběru.
je počet zkušebních těles v j-tém výběru.
Třídy pevnosti konstrukčního dřeva
Vzhledem k různým druhům, jakostem dostupného dřeva a různému účelu konečného použití,
dochází k řadě kombinací druhů a pevnostních tříd dřeva s rozličnými mechanickými vlastnostmi,
což komplikuje dimenzování a specifikaci dřevěných stavebních konstrukcí. V systému tříd
pevnosti konstrukčního dřeva jsou seskupeny třídy jakosti a druhy dřeva s podobnými pevnostními
vlastnostmi a jsou tak zaměnitelné.
Dřevo se třídí buď vizuálně, nebo strojně a musí vykazovat charakteristické hodnoty
mechanických vlastností a hustoty uvedené v tabulce 1. Při třídění se zohledňují tyto požadavky:
 největší dovolené délky trhlin.
 největší zakřivení v mm na 2 m délky.
 obliny.
 měkká a tvrdá hniloba.
 poškození hmyzem.
 abnormální vady.
Základní soubor dřeva přiřadíme k určité třídě pevnosti, pokud jsou jeho charakteristické
hodnoty pevnosti v ohybu a hustoty stejné nebo větší jako hodnoty uvedené v tabulce 1. pro tuto
třídu pevnosti, a jeho charakteristický průměrný modul pružnosti je stejná nebo větší jako 95%
hodnoty pro tuto třídu pevnosti.
2
f m,k
0,45
6,0
6,4
6,7
10
3,8
2,4
20
0,4
13
22
7,4
11
4,0
2,5
21
0,4
14
24
7,7
11,5
4,0
2,6
22
0,4
16
27
8,0
12
4,0
2,7
23
0,4
18
30
8,7
13
4,0
2,8
25
0,4
21
35
15
4,0
3,1
28
0,4
27
45
16
4,0
3,2
29
0,4
30
50
9,4 10,1 10,7
14
4,0
2,9
26
0,4
24
40
0,45
E 0,05 = 0,84 E 0,mean
E 0,mean
f v,k
f c,90,k = 0,015 r k
f c,0,k = 5 (f m,k)
f t,90,k = 0,6
f t,0,k= 0,6 f m,k
f m,k
8,0
9,5
3,4
7,5
18
0,6
11
18
8,4
10
4,0
7,8
21
0,6
14
24
12
4,0
8,1
25
0,6
21
35
13
4,0
8,3
26
0,6
24
40
32
0,6
36
60
34
0,6
42
70
14
4,0
17
4,5
20
5,0
9,3 10,5 13,5
29
0,6
30
50
9,2 10,1 10,9 11,8 14,3 16,8
11
4,0
8,0
23
0,6
18
30
290 310 320 330 340 350 370 380 400 420 440 460
350 370 380 400 410 420 440 460 480 500 530 550
rk
r mean = 1,2 r k
= E 0,mean / 16 0,44 0,50 0,56 0,59 0,63 0,69 0,72 0,75 0,81 0,88 0,94 1,00 G
POZNÁMKA: Tabelované hodnoty odpovídají dřevu s vlhkostí při teplotě 20°C a relativní vlhkosti 65%.
Průměrná hodnota hustoty
Hustota
HUSTOTA (v kg/m3 )
mean
rk
600 620 640 650 660 740 840 1080
500 520 530 540 550 620 700 900
= E 0,mean / 16 0,59 0,63 0,69 0,75 0,81 0,88 1,06 1,25
r mean = 1,2 r k
mean
G
5,4
9,5
3,6
2,3
19
0,4
12
20
Průměrná hodnota modulu
pružnosti ve smyku
4,7
9
3,4
2,2
18
0,4
11
18
E 90,mean = E 0,mean / 30 0,23 0,27 0,30 0,32 0,33 0,37 0,38 0,40 0,43 0,47 0,50 0,53 E 90,mean = E 0,mean / 15 0,63 0,67 0,73 0,80 0,87 0,93 1,13 1,33
E 0,05 = 0,67 E 0,mean
5% kvantil modulu pružnosti
rovnoběžně s vlákny
8
3,2
2,2
17
0,4
10
16
D18 D24 D30 D35 D40 D50 D60 D70
LISTNATÉ DŘEVINY
Průměrná hodnota modulu
pružnosti kolmo k vláknům
E 0,mean
Průměrná hodnota modulu
pružnosti rovnoběžně s vlákny
7
3,0
f v,k
2
2,0
16
0,4
8
14
f c,90,k = 0,007 r k
f c,0,k = 5 (f m,k)
f t,90,k = 0,4
f t,0,k= 0,6 f m,k
TUHOSTNÍ VLASTNOSTI (v kN/mm )
Smyk
Tlak kolmo k vláknům
Tlak rovnoběžně s vlákny
Tah kolmo k vláknům
Tah rovnoběžně s vlákny
Ohyb
PEVNOSTNÍ VLASTNOSTI (v N/mm2 )
C14 C16 C18 C20 C22 C24 C27 C30 C35 C40 C45 C50
JEHLIČNATÉ DŘEVINY
Tabulka 1.: Třídy pevnosti – charakteristické hodnoty dřevin.
3
1.2 STANOVENÍ VLHKOSTI VZORKU ŘEZIVA VÁHOVOU METODOU (ČSN EN 408,
ČSN EN 13183-1)
Podstata zkoušky, měřené veličiny
1.2.1
Podstata stanovení vlhkosti vzorku řeziva váhovou metodou
Vlhkost dřeva vyjádříme podílem hmotnosti vody k hmotnosti dřeva v absolutně suchém stavu.
Vlhkost dřeva, která se ustálí při daných podmínkách prostředí (teplota a relativní vzdušná vlhkost)
se nazývá rovnovážnou vlhkostí dřeva. Jako standardní udávají evropské normy prostředí
s teplotou (20 ±2)°C a relativní vlhkostí (65 ±5)%. Československé normy udávají standardní
vlhkost 12%. Tyto dvě definice prostředí si v podstatě odpovídají, tzn. v prostředí s teplotou
(20 ±2)°C a relativní vlhkostí (65 ±5)% se ustálí vlhkost dřeva na 12%.
Měřené a stanovené veličiny



m1
m0
ω
Zkušební zařízení a pomůcky
1.2.2


hmotnost zkušebního tělesa před sušením, v g.
hmotnost vysušeného zkušebního tělesa, v g.
hmotnostní vlhkost, v %.
Váhy s přesností 0,01 g.
Sušárna s volnou vnitřní cirkulací vzduchu.
1.2.3
Postup
Zkušební těleso o rozměru nejméně 20 mm ve směru vláken vyřízneme ve vzdálenosti 300 mm
od čela zkušebního vzorku. Těleso musí být bez prosmolu a vad. Zkušební těleso ihned po
vyříznutí zvážíme (m1) a dáme sušit při teplotě (103 ±2)°C do ustálené hmotnosti. Hmotnost
vysušeného tělesa (m2) stanovíme bezprostředně po jeho vyndání ze sušárny.
Vlhkost ω potom vypočteme takto:
.
Výsledek vyjádříme s přesností na 0,1%.
Úkol: Stanovte vlhkost dřeva pro dva různé druhy dřevin (jehličnaté a listnaté).
JEHLIČNATÉ DŘEVO
Druh dřeviny
4
m1
[g]
m0
[g]
ω
[%]
LISTNATÉ DŘEVO
1.2.4
1.3
1.3.1
Vyhodnocení
STANOVENÍ HUSTOTY DŘEVA (ČSN 49 0108)
Podstata zkoušky, měřené veličiny
Podstata stanovení hustoty dřeva
Zvážením zjistíme hmotnost zkušebního tělesa, jeho objem změřením rozměrů a vypočítáme
hmotnost jednotkového objemu dřeva.
Hustotu dřeva můžeme určit pro tyto případy vlhkosti:
 hustota při vlhkosti ω v době zkoušky.
 hustota zcela vysušeného dřeva.
 konvenční hustota (poměr hmotnosti vysušeného zkušebního tělesa k objemu při dané
vlhkosti).
Měřené a stanovené veličiny




1.3.2



1.3.3
mω
aω, bω, lω
Vω
ρω
hmotnost zkušebního tělesa, v kg, při vlhkosti ω.
rozměry zkušebního tělesa, v m, při vlhkosti ω.
objem zkušebního tělesa, v m3, při vlhkosti ω.
hustota zkušebního tělesa, v kg/m3, při vlhkosti ω.
Zkušební zařízení a pomůcky
Posuvné měřítko.
Váhy s přesností 0,01 g.
Sušárna s volnou vnitřní cirkulací vzduchu.
Postup
Zkušební tělesa změříme s přesností na 0,1 mm. Norma předepisuje rozměr zkušební tělesa 20
mm x 20 mm x (25 ±5) mm a počet minimálně 16. Ve cvičení použijeme tělesa ve tvaru krychle
o objemu 0,001 m3 pro každou dřevinu jedno. Zkušební těleso musí mít minimálně 5 letokruhů.
Hmotnost zkušebních těles zjistíme s přesností na 0,01 g.
Hustotu zkušebního tělesa ρω při vlhkosti ω v době zkoušky vypočteme podle vzorce:
.
Výsledek zaokrouhlíme na 5 kg/m3.
5
Úkol: Stanovte hustotu vzorků dřeva při dané vlhkosti v době zkoušky na různých dřevinách.
A rozdělte podle hustoty na dřeviny:
 s nízkou hustotou dřeva ρ12 < 540 kg/m3,
 se střední hustotou dřeva ρ12 = 540 - 750 kg/m3,
 s vysokou hustotou dřeva ρ12 > 750 kg/m3.
DRUH
DŘEVINY
Vω
mω
ρω
[m3]
[kg]
[kg/m3]
HUSTOTA
DŘEVA
JEHLIČNATÉ DŘEVO
smrk
0,001
borovice
0,001
modřín
0,001
LISTNATÉ DŘEVO
1.3.4
dub
0,001
buk
0,001
habr
0,001
Vyhodnocení
1.4 STANOVENÍ NASÁKAVOSTI A BOBTNÁNÍ VZORKU ŘEZIVA (ČSN 49 0104,
ČSN 49 0126)
1.4.1
Podstata zkoušky, měřené veličiny
Podstata stanovení nasákavosti vzorku řeziva
Při zkoušce nasákavosti zjišťujeme největší množství vody, které je zkušební těleso schopné
přijmout při dlouhodobém uložení ve vodě. Nasákavost udáváme v procentech hmotnosti úplně
vysušeného tělesa.
Podstata stanovení bobtnání vzorku řeziva
Podstatou metody je zjištění rozměrů a/nebo objemu zkušebního tělesa ve vysušeném stavu a ve
stavu vlhkosti stejné nebo větší než je mez hygroskopicity buněčných stěn a zjištění změn těchto
rozměrů. Bobtnání udáváme v příslušných směrech zkoušení v procentech.
6
Měřené a stanovené veličiny




mω
m0
ωmax
lr max, lt max, la max

lr min, lt min, la min


ar max, at max, aa max
aV max
1.4.2




1.4.3
hmotnost zkušebního tělesa po máčení, v g.
hmotnost zkušebního tělesa po sušení, v g.
nasákavost, v %.
rozměry zkušebního tělesa ve směru radiálním, tangenciálním a podél
vláken po máčení, v mm.
rozměry zkušebního tělesa ve směru radiálním, tangenciálním a podél
vláken po sušení, v mm.
největší bobtnání v příslušných směrech, v %.
objemové bobtnání, v %.
Zkušební zařízení a pomůcky
Digitální posuvné měřítko.
Váhy s přesností 0,01 g.
Nádoba s destilovanou vodou.
Exsikátor s hygroskopickou látkou.
Postup
Normová zkušební tělesa mají tvar pravoúhlého hranolu se základnou 20 mm x 20 mm a výškou
(20 ±10) mm. Úhel sklonu letokruhů ke dvěma protilehlým stranám nesmí být větší než 10°.
Zkušební těleso vysušíme při teplotě (103 ±2)°C do ustálené hmotnosti a rozměrů tak, aby
nevznikaly trhliny, a ochladíme v exsikátoru. Ihned poté těleso zvážíme (m0) a změříme ve středu
ploch v radiálním a tangenciálním směru a ve směru podél vláken (lr min, lt min, la min). Všechna
vážení provádíme s přesností 0,01 g a měření s přesností 0,01 mm.
Zkušební těleso potom namáčíme v destilované vodě o teplotě (20 ±2)°C do ustálené hmotnosti
a rozměrů. Poté těleso zvážíme (mω) a změříme stejným způsobem jako ve vysušeném stavu (lr min,
lt min, la min).
Nasákavost dřeva ωmax potom vypočteme takto:
.
Výsledek vyjádříme s přesností na 0,1%.
Hodnoty největšího bobtnání v příslušných směrech jsou:
,
,
.
Hodnota objemového bobtnání je:
.
Výsledky největšího bobtnání ve směru napříč vláken a výsledky objemového bobtnání
vyjádříme s přesností na 0,1%. Výsledky největšího bobtnání ve směru podél vláken s přesností na
0,01%.
7
Úkol: Stanovte nasákavost, největší bobtnání a objemové bobtnání dřeva pro dva různé druhy
dřevin (jehličnaté a listnaté).
JEHLIČNATÉ DŘEVO
LISTNATÉ DŘEVO
Druh dřeviny
mω
[g]
m0
[g]
ωmax
[%]
lr max
[mm]
lr min
[mm]
ar max
[%]
lt max
[mm]
lt min
[mm]
at max
[%]
la max
[mm]
la min
[mm]
aa max
[%]
aV max
[%]
1.4.4
Vyhodnocení
1.5 STANOVENÍ
PEVNOSTI
V TLAKU
KONSTRUKČNÍHO DŘEVA (ČSN EN 408)
1.5.1
ROVNOBĚŢNĚ
S
VLÁKNY
Podstata zkoušky, měřené veličiny
Podstata stanovení pevnosti v tlaku rovnoběžně s vlákny konstrukčního dřeva
Podstatou stanovení pevnosti v tlaku je zjištění maximálního zatížení při zatěžování zkušebního
tělesa v tlaku a výpočet tlakového napětí v průřezu při tomto zatížení.
8
Měřené a stanovené veličiny




Fmax
a, b
A
fc,0
největší zatížení, v N.
rozměry průřezu zkušebního tělesa, v mm.
plocha průřezu zkušebního tělesa, v mm2.
pevnost v tlaku rovnoběžně s vlákny tělesa,
v N/mm2.
Zkušební zařízení a pomůcky
1.5.2
 Posuvné měřítko.
 Hydraulický lis potřebného rozsahu.
1.5.3
Postup
Nejprve zkušební těleso z konstrukčního dřeva klimatizujeme do
konstantní hmotnosti ve standardním prostředí s teplotou (20 ±2)°C
a relativní vlhkostí (65 ±5)%. Poté ho změříme polovině výšky
s přesností 1%. Zkušební těleso musí mít plný průřez konstrukčního
prvku a délku odpovídající 6-ti násobku menšího průřezového
rozměru. Čelní plochy musí být rovinné, vzájemně rovnoběžné
a kolmé k ose tělesa.
Zkušební těleso zatěžujeme v lisu dostředně, pomocí tlačné
desky opatřené kulovým kloubem. Zatěžování provádíme
rovnoměrně konstantní rychlostí až do porušení vzorku. Odečteme
maximální zatížení Fmax.
Pevnost v tlaku rovnoběžně s vlákny vypočítáme dle vztahu:
Obr. 2.: Schéma
zkoušky
pevnosti v tlaku rovnoběžně
s vlákny.
.
Pevnost v tlaku uvádíme s přesností 1%.
Úkol: Stanovte pevnost v tlaku rovnoběžně s vlákny pro dva různé druhy dřevin (jehličnaté
a listnaté). Předpokládejte, že připravená zkušební tělesa jsou již klimatizována do konstantní
hmotnosti ve standardním prostředí s teplotou (20 ±2)°C a relativní vlhkostí (65 ±5)%.
JEHLIČNATÉ DŘEVO
LISTNATÉ DŘEVO
Druh dřeviny
a
[mm]
b
[mm]
Fmax
[N]
fc,0
[N/mm2]
9
1.5.4
1.6
1.6.1
Vyhodnocení
STANOVENÍ PEVNOSTI V OHYBU KONSTRUKČNÍHO DŘEVA (ČSN EN 408)
Podstata zkoušky, měřené veličiny
Podstata stanovení pevnosti v ohybu konstrukčního dřeva
Prostě podepřené zkušební těleso se zatěžuje na ohyb až do porušení symetricky dvěma
břemeny při rozpětí rovnajícím se 18-ti násobku výšky.
Obr. 3.: Schéma zkoušky pevnosti v ohybu konstrukčního dřeva.
Měřené a stanovené veličiny




Fmax
a = 6h
h, b
W = bh2
 fm
1.6.2
největší zatížení, v N.
vzdálenost mezi působištěm zatížení a nejbližší podporou, v mm.
výška a šířka průřezu zkušebního tělesa, v mm.
průřezový modul pro obdélníkový průřez, v mm3.
pevnost v ohybu, v N/mm2.
Zkušební zařízení a pomůcky
 Posuvné měřítko.
 Zkušební lis se zatěžovacím přípravkem pro čtyřbodový ohyb.
1.6.3
Postup
Nejprve zkušební těleso z konstrukčního dřeva klimatizujeme do konstantní hmotnosti ve
standardním prostředí s teplotou (20 ±2)°C a relativní vlhkostí (65 ±5)%. Poté ho změříme
10
polovině délky s přesností 1%. Nejmenší délka zkušebního tělesa je zpravidla 19-ti násobek výšky
průřezu.
Zkušební těleso zatěžujeme symetricky čtyřbodovým ohybem při rozpětí rovnajícím se 18-ti
násobku výšky. Zatěžování provádíme rovnoměrně konstantní rychlostí až do porušení vzorku.
Odečteme maximální zatížení Fmax.
Pevnost v ohybu vypočítáme dle vztahu:
.
Pevnost v ohybu uvádíme s přesností 1%.
Úkol: Stanovte pevnost v ohybu pro dva různé druhy dřevin (jehličnaté a listnaté).
Předpokládejte, že připravená zkušební tělesa jsou již klimatizována do konstantní hmotnosti ve
standardním prostředí s teplotou (20 ±2)°C a relativní vlhkostí (65 ±5)%.
JEHLIČNATÉ DŘEVO
LISTNATÉ DŘEVO
Druh dřeviny
b
[mm]
h
[mm]
Fmax
[N]
fm
[N/mm2]
1.6.4
Vyhodnocení
1.7 STANOVENÍ STANOVENÍ RÁZOVÉ HOUŢEVNATOSTI DŘEVA V OHYBU
(ČSN 49 0117)
1.7.1
Podstata zkoušky, měřené veličiny
Podstata stanovení rázové houževnatosti dřeva v ohybu
Houževnatost dřeva je schopnost odolávat dynamickému (rázovému) namáhání ohybem.
Podstatou metody je zjištění energie potřebné k porušení tělesa při působení dynamického zatížení
v ohybu. Rázovou houževnatost vypočítáme z poměru energie a příčných rozměrů zkušebního
tělesa.
11
Měřené a stanovené veličiny
 h, b









1.7.2


1.7.3
výška a šířka průřezu
zkušebního tělesa, v mm.
m = 19,38 kg
hmotnost kyvadla, v kg.
a = 0,80 m
délka ramene kyvadla, v m.
g = 9,80665 m/s2
tíhové zrychlení.
φ1
je velikost úhlu vychýlení
kyvadla
pro
počáteční
polohu, ve stupních.
φ2
je velikost úhlu překyvu,
ve stupních.
α = 0,02 opravný vlhkostní
koeficient
stejný
pro
všechny dřeviny.
Q
práce (energie) potřebné
k porušení
zkušebního
vzorku, v J.
Aω
rázová houževnatost při
vlhkosti zkušebního tělesa
ω, v J/mm2.
A12
rázová houževnatost při
vlhkosti zkušebního tělesa
ω = 12%, v J/mm2.
Obr. 4.: Schéma zkoušky stanovení
houževnatosti dřeva v ohybu.
rázové
Zkušební zařízení a pomůcky
Posuvné měřítko.
Rázové kyvadlové kladivo CHARPY.
Postup
Zkušební tělesa mají tvar pravoúhlého hranolu se základnou 20 mm × 20 mm, délka ve směru
vláken je 300 mm. Jedna boční hrana zkušebního tělesa musí být v radiální, druhá v tangenciální
rovině.
Ve středu délky zkušebního tělesa změříme šířku v radiálním a výšku v tangenciálním směru
s přesností 0,1 mm. Vlastní zkoušku provedeme kyvadlovým kladivem Charpy, které pracuje
na principu změny polohové potenciální energie v kinetickou. Vzorek umístíme do přístroje tak,
aby byl porušen jediným úderem kladiva na radiální povrch (při tangenciálním ohybu).
Nastavíme počáteční polohovou energii zafixováním kladiva pod úhlem počátečního vychýlení.
Kladivo po uvolnění jediným úderem poruší zkoušený vzorek. Na úchylkoměru přístroje pomocí
vlečného ukazatele odečteme velikost úhlu překyvu po přeražení vzorku.
Práci Q potřebnou pro přeražení zkušebního vzorku určíme ze vztahu:
.
12
Rázovou houževnatost Aω při vlhkosti materiálu ω v okamžiku zkoušky vypočteme ze vztahu:
.
V případě, že zkušební těleso není klimatizováno do konstantní hmotnosti ve standardním
prostředí s teplotou (20 ±2)°C a relativní vlhkostí (65 ±5)%, pak zjištěnou rázovou houževnatost
Aω se přepočítáme pro vlhkost 12% na A12 dle vztahu:
[
].
Výsledek zkoušky rázové houževnatosti vláken zaokrouhlíme 0,0001 J/mm2.
Úkol: Stanovte rázovou houževnatost v ohybu pro jehličnaté dřevo. Předpokládejte, že
připravená zkušební tělesa mají vlhkost 14%.
DRUH DŘEVINY
1.7.4
1.8
1.8.1
b
[mm]
h
[mm]
1
[°]
2
[°]
Q
[J]
A14
[J/mm2]
A12
[J/mm2]
Vyhodnocení
ŘEŠENÝ PŘÍKLAD
Zadání
Vypočtěte nasákavost vzorku dřeva, když víte, že hmotnost vysušeného vzorku byla 2,1 g
a nasyceného vzorku 4,3 g.
13
1.8.2
Řešení
Měřené a stanovené veličiny
 m0
 m1
 ω
2,1 g
4,3 g
?%
Výpočtový vztah:
.
Dosazení:
= 104,7%
1.8.3
Vyhodnocení
Nasákavost vzorku dřeva činí 104,7%.
1.9
1.9.1
PŘÍKLADY
Příklad
Určete sílu Fmax potřebnou k porušení vzorku dřeva v tlaku rovnoběžně s vlákny, jestliže má
pevnost ve směru vláken fc,0 = 45 N/mm2 a rozměry 20,0 mm ve směru radiálním, 20,2 mm
v tangenciálním a 120 mm ve směru vláken.
(18,18 kN)
1.9.2
Příklad
O kolik milimetrů se zvětší dřevěná konstrukce o rozměrech 200 mm × 200 mm × 2500 mm
(nejdelší rozměr je ve směru podél vláken) po zatopení vodou, když bobtnání je podél vláken 0,2
%, v radiálním směru je 5% a v tangenciálním směru je 10%. (Předpokládejme, že před zatopením
byla konstrukce ve stavu blížícímu se stavu vysušení.)
(20 mm, 10 mm, 5 mm)
1.9.3
Příklad
Kolik m3 dřeva při vlhkosti ω = 28 % můžeme naložit na automobilový přívěs nosnosti 8 tun,
když objemová hmotnost suchého dřeva ρω=0 = 500 kg/m3.
640 kg/m3, 12,5 m3)
14
Použitá literatura
ČSN 49 0104 Skúšky vlastností rasteného dreva. Metóda zisťovania nasiakavosti
a navlhavosti.
[2] ČSN 49 0108 Drevo. Zisťovanie hustoty.
[3] ČSN 49 0117 Drevo. Rázová húževnatosť v ohybe.
[4] ČSN 49 0126 Skúšky vlastností rasteného dreva. Metóda zisťovania napúčavosti.
[5] ČSN EN 13183-1 (49 1016) Vlhkost vzorku řeziva – Část 1: Stanovení váhovou metodou.
[6] ČSN EN 1438 (73 1710) Značky pro dřevo a výrobky na bázi dřeva.
[7] ČSN EN 338 (73 1711) Konstrukční dřevo – Třídy pevnosti.
[8] ČSN EN 384 (73 1712) Konstrukční dřevo – Stanovení charakteristických hodnot
mechanických vlastností a hustoty.
[9] ČSN EN 408 (73 1741) Dřevěné konstrukce – Konstrukční dřevo a lepené lamelové dřevo –
Stanovení některých fyzikálních a mechanických vlastností
[10] ČSN EN 10 81 (73 2823) Dřevěné konstrukce – Konstrukční dřevo obdélníkového průřezu
tříděné podle pevnosti
[1]
15
Download

Cvicebnice SL - D.pdf - Vysoké učení technické v Brně