Puitkonstruktsioonid ehituses. Struktuur, omadused, parameetrid

Puidu keemiline koostis, struktuur, füüsikalised ja mehaanilised omadused, erinevaid tugevusparameetreid ja deformatsiooniomadusi mõjutavad tegurid

Puitmaterjal jaguneb okas- ja lehtpuiduks.

Puidu keemiline koostis :

süsinikku 50%
hapnikku 43 %
vesinikku 6%
lämmastikku 0,2%
naatriumi, kaaliumi, kaltsiumi, fosforit jt elemente 0,8%

Põhilised koostisosad :

Tselluloos 43-56%

Ligniin 19-30%

Puidu keemilised omadused.

Enamlevinud okaspuud on mänd ja kuusk. Nad on pika sirge tüvega, väheste looduslike vigade ja küllaldase tugevusega.

Puidu füüsikalised ja mehaanilised omadused on määratud torujas- kiulise ehitusega, raku seinte anisotroopse struktuuriga ja puidu ainega, mille tihedus on 1,5 g/cm³.

Okaspuidu mahust enam kui 95% moodustavad tüvesuunalised torukujulised rakud – trahheiidid. Traheiidide kaudu liiguvad mahlad puidus pooride kaudu.

Säsikiired- radiaalsuunalised rakud – puidu omadust ei mõjuta. Nad juhivad ja salvestavad toitaineid puidus. Kasvavas puus on elavad ainult tüve ristlõike maltspuidu ja mähkjakihi rakud.

Lülipuit, säsi ja koor koosnevad elututest rakkudest. Lülipuidus on vaigud ja parkained, mille tõttu on puit kõdunemisele vastupidavam.

Lehtpuu anatoomiline ehitus on okaspuiduga võrreldes keerulisem. Lehtpuit (peale mõne erandi, näiteks meil tamm, mis sisaldab parkaineid) on okaspuidust nõrgem, kuid kergemini kõdunev; teda kasutatakse vähekoormatud ja ajutistes konstruktsioonides.

Lehtpuidu tugevus põhineb pooridega mahlu mittejuhtivatel tugirakkudel (poorid on sarnased trahheeiididega, mis siin enamasti puuduvad).

Mahlad voolavad siin juhttorude, trahheede kaudu. Trahheede pikkus on keskmiselt 100 mm (tammel isegi 2-3m), mis tunduvalt kergendab lehtpuidu immutamist.

Puidu füüsikalised omadused

a) Tihedus (mahumass)

Puidu tihedus (mahumass) on puidu tähtsaim füüsikaline omadus. Tavaliselt saematerjali mehaanilised omadused on korrelatsioonis puidu tihedusega ning tihedus on aluseks liidete kandevõime määramisel.

Vaatamata raku seina sarnastele eritihedustele on puidu tihedused liigiti erinevad, mis on tingitud puidu raku puitaine ja pooride mahu vahekorrast. Puidu tihedus on sõltuvuses ka niiskusesisaldusest. Seetõttu on kokku lepitud, et tiheduse väärtused esitatakse eurostandardites puidu 12% siseniiskuse juures.

Puidu tihedus oleneb puitaine ja vee hulgast mahuühikus. Niiskusesisaldus mõjutab tihedust ja võib põhjustada mahu muutust.

Eurokoodeksis 5 määratletakse puidu tihedus õhu temperatuuril +20⁰C ja suhtelisel õhu niiskusel 65%. Kasutatav tihedusväärtus ρ₁₂ võib esineda kas tiheduse keskväärtusena ρ_12,mean või normtihedusena ρ_12,k, mis on tiheduse 5% väärtus.

Puidu tihedust ja seega tema kvaliteeti saab hinnata puu aastaringide arvu järgi tüve ristlõikes radiaalsuunas 1 cm ulatuses, mis konstruktsioonipuidul peaks olema 5-20.

Puitkonstruktsioonide arvutamisel kandepiirseisundis kasutatakse normtihedusi.Kasutuspiirseisundis arvutamisel kasutatakse tiheduse keskväärtust.

b) Niiskus

Puidu niiskust väljendatakse vee hulgaga protsentides puidu kuivkaalust.

Vesi esineb puidus kolmel kujul:

kapillaarvesi (ehk vaba vesi) – täidab rakud ja sisemised tühikud rakkude vahel;
hügroskoopne vesi (e. seotud vesi)- imendub raku seintesse;
keemiliselt seotud vesi – ainete koostises ning eraldub keemilisel töötlemisel

Kapillaar- ja hügroskoopne vesi eemaldatakse kuivatamise teel.

Toores puidus olev niiskus moodustub rakus ja rakuseintes sisalduvast veest.

Tingimustes, kus rakus enam vett ei leidu ja rakuseinad on veest küllastunud nimetatakse kiudude küllastusastmeks.

Maksimaalse hügroskoopse vee (seotud vesi) hulk rakkude seintes, olenemata puidu liigist, 20 ⁰C juures on 28-35% ja praktikas kasutatavaks sobivaks küllastusastme keskväärtuseks on 30%. Puidu kasutamiseks tuleb puit eelnevalt kuivatada.

Niiskus on peamine puidu tugevust mõjutav parameeter. Seetõttu taandatakse puidu (tugevus- ja jäikus)omadused 12% juurde, et neid saaks adekvaatselt omavahel võrrelda.

Kuna niiskuse osa puidus on väga tähtis siis sellest lähtuvalt jagatakse puitu järgmiselt:

absoluutselt kuiv puit (niiskuseprotsent on 0, kuivatatud 100…105°C juures);
toakuiv puit (8…13% puidu kuivkaalust);
õhukuiv puit ( 15…20%);
poolkuiv puit (20…25%);
toores puit (>25%, seda ehituskonstruktsioonides kasutada ei või).

c) Mahumuutus – tingitud eelkõige niiskusesisalduse muutusest

Puit on hügroskoopne materjal. Rakkude seintest seotud vee eraldumisega kaasneb puidu mahukahanemine. Vastupidine nähtus – puidu paisumine.

Olulised on ristikiudu tekkivad deformatsioonid. Tangensiaal- ja radiaalsuunaliste deformatsioonide suhe on ligikaudu 2:1, millest tingituna saetud materjal kuivamisel kaardub.

d) Temperatuuri paisumine

Puidu temperatuuripaisumise tegur on väike: piki kiudu (3 …5)x10^-6 ja risti kiudu 7 korda suurem. Siit tulenevalt puitkonstruktsioonides temperatuuripingeid ei arvestata ning temperatuurivuuke ei tehta.

e) Soojajuhtivus

Seoses puidu poorse ehitusega juhib materjal halvasti soojust. Puidu soojajuhtivus piki kiudu ca λ=0,22 W/m²K ja risti kiudu ligikaudu 1,8 korda väiksem (λ=0,12 W/m²K)

Väike soojajuhtivus lubab puitu kasutada nii kande- kui ka piirdekonstruktsioonides.

Puidu mehaanilised omadused

Puidu kestustugevus.

Puidu tugevus määratakse laboratoorselt standardikohastele nõuetele vastavate katsekehadega. Katsetulemustele avaldavad mõju mitmesugused tegurid: koormamise kiirus, temperatuur, niiskusesisaldus, proovikehade kuju ja suurus.

Eksperimentaalselt on selgitatud: kui katsekehade koormamise aega suurendada, siis väheneb puidu tugevus pidevalt, lähenedes asümptootiliselt teatud piirväärtusele, mida nimetatakse puidu kestustugevuseks.

Puidu tugevus oleneb jõu mõjumise suunast kiudude suhtes. Suurim tugevus on jõu mõjumisel piki kiudu ja väikseim ristikiudu. Sama kehtib ka deformatsioonide kohta. Kestustugevus näitab tegelikku puidu tugevust, mis erineb puidu tugevusest, mida määratakse katsekehade lühiajalisel koormamisel.

Lühiajalisel koormamisel puit säilitab elastsuse ja tekivad suhteliselt väikesed taastuvad deformatsioonid. Pikaajalisel koormamisel deformatsioonid kasvavad ja reeglina ei taastu.

Seega on võimalikud nii lühiajalised kui kestvad koormused, mis avaldavad mõju puitkonstruktsioonide tugevus- ja jäikussuurustele.

Eurokoodeks 5 (EVS-EN 1995-1-1) määrab ülaltoodu põhjal koormuste kestusklassid.

Koormuse kestusklassid:

Koormuse kestusklass	Normkoormuse kestus	Koormuse näiteid
Alaline	enam kui 10 aastat	Omakaal
Pikaajaline	6 kuud kuni 10 aastat	Laokoormused
Keskkestev	1 nädal kuni 6 kuud	Kasuskoormus, lumi
Lühiajaline	vähem kui 1 nädal	lumi ja tuul
Hetkeline		tuul avariikoormus

Kui anda puidust proovikehadele kindel deformatsioon (eelpingestada), siis pinge aja jooksul väheneb – tekib relaksatsiooni nähe.

Puidu juures esineb ka roomavusnähte.

Roomavus on materjali võime jätkuvalt plastselt deformeeruda selliste jõudude mõjul, mis on väiksemad hariliku kestusega katsete puhul plastset deformatsiooni esilekutsuvaist jõududest. Roomavusega kaasneb pingete relaksatsioon.

Nimetatud omadusi arvestatakse arvutuslike tugevuste määramisel. Puitmaterjalide tugevus oleneb suurelt osalt ka puidu vigadest nagu oksad , koonilisus, keerdkasv jmt.

Puidu tugevusomadused

1. Tõmme

Tõmbetugevuseks vigadeta männipuidul piki kiudu normaaltingimustel on saadud σ_t,0=100 N/mm². Tõmbele töötaval puidul puuduvad plastilised deformatsioonid peaaegu täiesti.

Puidu tõmbetugevust vähendavad oluliselt looduslikud vead. Tõmbetugevus ristikiudu σ_t,90 (tingituna materjali anisotroopsusest) on 20-25 korda väiksem kui tõmbetugevus pikikiudu σ_t,0.

2. Surve

Puidu survetugevus piki kiudu on keskmiselt σ_c,0=35-40 N/mm², mis on 2-2,5 korda väiksem, kui tõmbel (lühiajaline koormamine). Survel esinevad puidus suured plastsed deformatsioonid, mistõttu habrast purunemist ei teki.

Puit töötab survele paremini, kui t&˜mbele.

3. Muljumine (Surve ristikiudu)

Puidu tugevus survele risti kiudu f_c,90 on tunduvalt väiksem kui pikikiudu f_c_,0 ning deformatsioonid on nii suured, et proovikeha võidakse kokku suruda. Seetõttu kujutab muljumistugevus endast tinglikku suurust, mida piiratakse deformatsiooniga.

4.Paine

Puidu keskmine paindetugevus standardse katsekeha puhul on f_m =60-70 N/mm²

Puidu vigade (näiteks oksad, mille max d=1/3 küljepikkusest) korral tugevus langeb umbes poole võrra moodustades 45-50% normikohaste puidust proovikehade paindetugevusest. Tuleb alati jälgida, et puidu vigu satuks vähem tõmbetsooni.

5. Nihe (lõige)

Puidu nihe võib tekkida puidu tasapinnas piki ja põiki kiudu, aga samuti kiudude suhtes nurga all. Okaspuidu puhul on katsete teel standardsete katsekehadega puidu lõiketugevuseks piki kiudu saadud t_v=7 N/mm².

Nagu näitavad nihkekatsed on pingete jaotus nihkepinnas väga ebaühtlane.

Puidu tugevust mõjutavad tegurid

Puidu tugevusomadused olenevad puidu liigist, jõu mõjumise suunast kiudude suhtes, puidu niiskusest ja temperatuurist. Puidu struktuuri ebaühtlusest on tingitud mehhaaniliste omaduste suur kõikumine ka ühe puiduliigi piirides. Puidu tugevus sõltub samuti koormamise kiirusest ja kestvusest. Puidu tugevus määratakse lühiajalisel koormamisel. Puitkonstruktsioonide arvutamiseks etteantud keskkonna tingimustele vastavalt on normides kasutusele võetud kasutusklassid

Kasutusklass 1: iseloomustatakse materjali niiskusesisaldusega, mis vastab temperatuurile 20⁰C ja õhu suhtelisele niiskusele kuni 65% – puidu niiskusesisaldus sel juhul 12%;

Kasutusklass 2: iseloomustatakse materjali niiskusesisaldusega, mis vastab temperatuurile 20⁰C ja õhu suhtelisele niiskusele kuni 85% – puidu niiskusesisaldus sel juhul 20%;

Kasutusklass 3: iseloomustatakse kõrgema niiskusesisaldusega kui kasutusklassil 2.

Puidu norm- ja arvutustugevused

Suurt tähelepanu pööratakse puitkonstruktsioonide projekteerimisel ja ehitamisel puidu säästlikule kasutamisele. Saematerjal, mida kasutatakse kandvate puitkonstruktsioonide ehitamiseks on jaotatud tugevusklassidesse tugevus- ja jäikusomaduste ning tiheduse järgi.

EVS-EN338:2009 kohaselt on saepuit jagatud 9 tugevusklassi ja lehtpuit 6 tugevusklassi.

Okaspuit: C16, C18, C22, C24, C27, C30, C35, C40;

Lehtpuit: D30, D35, D40, D50, D60, D70.

Liimpuidu tugevusklassid on esitatud standardis EN 1194:

Liimpuit (glulam) h-homogeenne, c-kombineeritud GL24h(c), GL28h(c), GL32h(c), GL36h(c), GL40h(c).

Homogeenne – lamellid valmistatud ühesuguse tugevusega.

Kombineeritud – äärmised lamellid tugevamad, sisemised nõrgemad

Ehitus- ja liimpuidu füüsikalised ja mehaanilised omadused määratakse standardi EN 384 kohaselt.

Standardi kohaselt tuleb katseid teha katsekehadega, millised on hoitud standardses keskkonnas, s.o 20± 2 ⁰C ja 65± 5 % suhtelise niiskuse juures püsiva massi saavutamiseni.

Katsekehade arv proovis peab olema vähemalt 40. Puidu tugevuse normväärtus, normjäikuse parameeter ja normtihedus (mahumass) määratakse kogumi 5% väärtusena, mis vastab puidu tasakaalu niiskusolukorrale (12%), mis saadakse 20⁰C ja 65% suhtelise niiskuse korral.

Standardi EN 384 kohaselt okaspuidu piki kiudu tõmbetugevuse , piki kiudu survetugevuse ja nihketugevuse (lõiketugevuse) normväärtused võib määrata norm-paindetugevusest.

Puidu vead ja kahjustused, kahjustatud konstruktsioonide tugevdamine

Päikese soojus- ja UV-kiirgus

Päikese energia tuleb puu pinnale kahel viisil:

valgusena
soojusena.

Valgus põhjustab valguskahjustused (pudenemise), ehk fotooksüdatsiooni ilmingu, soojus aga tekitab kuivamispragunemise. Ka valguse poolt tekitatud kahjustuste puhul on vee osalusel suur tähendus.

Fotooksüdatsioon on aeglane päikesepoolsel küljel, milline on hästi kaitstud sademete eest. Selles protsessis lagunev ligniin värvib puidu algul kollaseks ja siis pruuniks. “Valguspudenemise” tõttu puidu pind kulub umbes 5 – 12 mm aastasaja jooksul.

Puidu bioloogiline lagunemine

Puidu bioloogilist lagunemist põhjustavad mikroorganismid, nagu bakterid ja seened, mis vajavad elutegevuseks temperatuuri 0…50oC, niiskust ja õhuhapnikku.

Bakterid on üheraksed organismid, esinevad peaaegu igasugustes tingimustes, isegi üle 70°. Bakterid kahjustavad mõnesid puidu liike nii, et puit kaotab niiskusest

põhjustatava paisumis- ja kahanemisomadused, kuid ei tugevust. Bakterid tekitavad ebameeldivat lõhna.

Hallitus- ja sinavusseened üldiselt ei kahjusta puidu rakke, kahjustavad välisilmet ja hallitusseente eosed võivad tekitada inimestele allergiat või muid haigusnähte.

Esimeses etapis:

– tükeldavad seeneniitidest eralduvad happelised fermendid tselluloosi makromolekule, mille tulemusena tekib madalmolekulaarne glükoos

Teises etapis:

– vees lahustunud glükoosi molekulid oksüdeeruvad õhuhapnikus, mille tulemusena eraldub süsihappegaas, vesi ja soojus (soojuse hulk sama, mis puidu põlemisel, kuna aga protsess aeglane, siis ei ole märgatav).

Mikroorganismide poolt esinevad kahjustused &¨ldiselt ikka seal, kus niiskus ja temperatuur lubab nende organismide arengut. Järgnevalt on esitatud vaadeldavate mikroorganismide tavalised kasvueeldused.

Hoonetes ja ehitistes on puidu peamiseks lagundajaks seened. Bakterid lagundavad puitu vaid väga niisketes, s.o tuntud vettepaigaldatud puidu puhul. Nimetatud lagunemise tagajärjel võib puidu tugevus väheneda kuni 0-ni.

Põhilisi mädanikseente liike:

Mädanikseened on puitu lagundavateks organismideks. Nad lagundavad puidu peamisi ehitusosi, tselluloosi, hemitselluloosi ja ligniini ning muudavad oluliselt puidu omadusi.

Muutuvad:

kuju
värv
koostis
tugevusomadused

Mädanikseened jaotatakse nende puiduraku kahjustuste alusel kolme eri liiki: pruunmädanik, valgemädanik ja pehmemädanik.

Pruunmädanik.

Seda tüüpi mädanikud põhjustavad konstruktsiooni kahjustusi. Seeneväädid kasvavad puu pinnal ja rakkude õõntes ja eritavad ensüüme, millised lagundavad tselluloosi suurmolekule nii peeneks, et need võivad uhtuda välja. Ligniin, mis jääb järgi, annabki puidule pruuni või kollaka värvi. Puit kaheneb mahus, muutub hapraks ja laguneb kuubikuteks.

Puitkonstruktsioonides sagedamini esinevaid pruunmädaniku liike on:

harilik majavamm (serpula lacrymans)
majamädanik (coniophora puteana)
….

Puidu mädanikseente kindlakstegemiseks kasutatakse nii (elektron)mikroskoopiat, kahjustava seene kasvatamist (laboratoorsed provisoorsed uuringud) ja eriti tõhus on selle määramine viljakeha järgi, kui selline on konstruktsioonil olemas.

Seene liik määratakse kindlaks tema niitide ja eoste kuju, värvi, lagunemise pildi jne järgi. Selleks tuleb kasutada käsiraamatute materjale, kus vastavad tunnused on esitatud. Vastavalt kahjustustele tuleb määrata ravi selle kahjustuse seiskamise ja kõrvaldamise abinõud. Seene arengu ringkäiku looduses võiks kujutada järgnevalt:

spoorid (eosed)
spooride idanemine
hüüfid
mütseel
viljakeha

Puitu hävitavad putukad (loomsed kahjurid)

Tehnilise puidu kahjurite (s.o surnud puitu vigastavate) hulka, kes võivad mitmekordselt nakatada ja hävitada (purustada) puitu, kuuluvad mitmesugused putukad, mis kuuluvad samuti puidu bioloogiliste mõjurite hulka.

Puitu hävitavatel loomsetel kahjuritel on suur majanduslik mõju. Meie piirkonnas on need näiteks puidumardika (toonesepa) vastsed, puidusikk – pikkade tundlatega mardikas, troopilistes ja Vahemere piirkonnas aga termiidid.

Erinevalt puitu lagundavatest seentest hävitavad putukad mitte ainult niisket, vaid ka kuiva puitu, mis tunduvalt raskendab nendega võitlust.

Üldiselt võib need kahjurid jämedalt jagada kolme rühma (niiskusetarbe järgi):

värske (toore) puidu putukad, nagu puukoore mardikas
kuiva puidu putukad, näiteks majasikk
kõduneva puidu putukad, nagu kõdusikk.

Erinevad kahjurid võivad kasutada erinevaid aineid oma toiduks. Nii näiteks majasiku vastne kasutab puidus olevaid munavalge komponente, mõned muud aga seedivad tselluloosi jne.

Võitlusvahenditeks kahjuritega on steriliseeriv kamberkuivatus 80°C juures ja samuti kombineeritud (antiseptiline ja insektitsiidne) valmistoodete pinnapealne immutus, mis hoiab ära putukatega nakatumise. Parim vahend on aga sügavimmutus.

Kuivamis-niiskumisprotsessis tekkivad kahjustused.

Puit on nn elav materjal, mis niiskumisel 0-30 % (kaaluline) paisub ja kuivamisel kahaneb: pikisuunas kuni 1%, radiaalsuunas kui 6 % ja tangentsiaalsuunas kuni 12 %

Intensiivsel niiskumise-kuivamise protsessis tekivad kiududega ristsuunas suured praod. Samuti kasvavad kuivamisel näiteks voodrilaudade või põrandalaudade vahelised vuugid või niiskumisel võivad voodrilauad tasandist välja suruda. Asjaolu tuleb nii

projekteerimisel kui ehitamisel arvestada. Kirjeldatud deformatsioonid sõltuvad puidu liigist, puidu niiskusest kui keskkonna tingimustest.

Puitkonstruktsioonide kahjustuste vältimiseks tuleb kasutada järgnevaid abinõusid:

steriliseeriv kuivatus, renoveerimisel ka termiline töötlemine;
konstruktiivsed abinõud, mis väldivad liigse niiskumise, tagavad õhutuse;
normaalsed ekspluateerimise tingimused;
värvkatted;
keemiline töötlemine
võõpamine (kreosoot, ligno, Pinotex, Boracol, Environmental Deepkill Paste, Donoliit jne.);
sügavimmutus (nii õlipõhjalised – kreosoot, ligno, kui soolade lahused – CCA, TANALITH jne.;

Esimesena tuleks alati kasutada konstruktiivseid kaitseabinõusid, et vältida liigset niiskumist, et tagada õhutus jne.

Kahjustatud konstruktsioonide tugevdamine

Enne kui asuda puitkonstruktsioonide remondile, renoveerimisele, tugevdamisele, tuleb selgeks teha puidu seisund. Kui esinevad kahjustused, siis tuleb uurida, mis on nende kahjustuste põhjus, kahjustavate mikroorganismide või putukate tüüp (liik) ja see kuikaugele need on arenenud. So, mitte ainult silmaga nähtavas osas.

Edasi tuleb kõrvaldada vigastusi põhjustav faktor, eemaldada kahjustatud osa ja taastada või vajadusel ka tugevdada vana konstruktsiooni. Mädanik- või raskete putukkahjustuste puhul on mõistlik eemaldada nii silmaga määratav kahjustatud osa kui ka lisaks

sellele järgnev osa vähemalt 0.5 m ulatuses. Kui aga on tegemist kaugele levinud kahjustustega (kahjuritega), siis tuleb kaaluda peale kahjustatud osade eemaldamist kulukamate vahendite kasutamist, näiteks majavammi puhul hooneosa või kogu hoone

termilist töötlemist, laiaulatuslikku konstruktsioonide väljavahetamist ja järelejäävate osade keemilist, termilist töötlemist jne. Eemaldatud kahjustatud osad tuleb hävitada põletamise teel. Kahjustustele altideks asendusosadeks (kohtades) tuleks kasutada

sügavimmutatud materjali. Puitkonstruktsioonide renoveerimisel tuleb täita ka kõiki eelpoolnimetatud nõudeid ja soovitusi. Seoses sellega oleks mõislik puithoonete renoveerimise käigus sooja- ja õhu(tuule)pidavuse tõstmisel toimida ikka nii, et väljaspool oleks

tuulutatav soojustus – tuulutuspilu soojustuse ja välisvoodri vahel (või hingav krohv soojustuse peal), ja aurutõke seespool. Samu põhimõtted tuleks rakendada ka katuslagede või tuulutatavate pööningute puhul või pööningukorruse väljaehitamisel ja katuste soojustamisel.

Kahjustatud puitkonstruktsioonide tugevdamisel võib kasutada järgmisi abinõusid:

nõrgenenud tugevusega kohtade eemaldamine ja proteesimine puit- või terasprofiilidega;
tugevdamine naelutatud, poltidega või liimiga peale, kõrvale, vahele kinnitatud puitprofiilide abil;
tugevdamine pealeliimitud klaasplastikust varrastega (ribadega) nii lõike-, kui paindetugevuse parandamiseks (suurendamiseks);
tugevdamine pealeliimitud klaastekstiili, aramiid- või kevlarkangaga;
tugevdamine küllastusvaikudega;
kogu kandesüsteemi tugevdamine teras-, puit-, betoon liitkonstruktsioonina, eriti juhul kui samaaegselt on vaja tõsta kandevõimet võrreldes algse konstruktsiooniga;
nõrgenenud sõlmedes pehkinud puidu eemaldamine ja sõlme taastamine klaaskiud- või terassarrusega (pulkadega) armeeritud vaikude ja liiva (tsemendi) seguga.

Muinsuslike ehitiste puhul tuleks tugevdamise puhul maksimaalselt kasutada ainult puiduga tugevdamise või asendamise variante.

Mõnel juhul on majanduslikult õigem suurte kahjustustega vana konstruktsioon asendada uuega, kusjuures niiskusealtides kohtades saab kasutada sügavimmutatud materjali.

Puitkonstruktsioonide arvutamise alused, põhielemendid talad ja postid, liited

Puitkonstruktsioonide arvutamise alused.

Puitkonstruktsioonide projekteerimisel hinnatakse koormusi puitmaterjali töötamisel elastses staadiumis. Elastse arvutuse põhieeldused ja nende kasutusvõimalused puitkonstruktsioonide arvutustes, oleksid järgmised:

materjal on homogeene;
materjal on isotroopne;
materjal käitub Hooke seaduse kohaselt.

Puit puruneb survel plastse ja tõmbel hapra materjalina, mida võetakse aluseks puitmaterjali paindetugevuse määramisel.

Siinjuures:

materjali elastsus väljendub selles, et väliskoormuse mõju lakkamisel deformatsioonid taastuvad täielikult;
tõmbe- ja surveelastsusmoodulid on samad, mis on lihtsuse mõttes põhjendatud. Elastsusmooduli väärtus on väiksem ristikiudu võrreldes elastsusmooduliga pikikiudu;
deformatsioonide vältel jäävad ristlõike pinnad tasapinnalisteks.

Nagu ülaltoodust selgub ei ole elastsusteooria põhieeldused puidu korral alati rahuldatud. Need puudujäägid kompenseeritakse modifikatsiooni- ja varutegurite süsteemiga, et oleks võimalik rakendada elastsusteooriat.

Puitkonstruktsiooni või selle osade arvutusmudel peab arvestama liidete järelandvuse mõjuga. Puitkonstruktsioone arvutatakse kahe piirseisundi järgi: so. kandepiirseisundi(tugevus ja stabiilsus) ja kasutuspiirseisundi (deformatsioonid) järgi.

Kandepiirseisund– seisund, mille ületamisega kaasneb konstruktsiooni varisemine või purunemine.

Kasutuspiirseisund– seisund, millele vastavate tingimuste ületamisel konstruktsiooni või tema elemendi normaalseks kasutamiseks kehtestatud nõuded ei ole enam täidetud.

Kandepiirseisundis tuleb kasutada arvutuskoormusi ja kasutuspiirseisundis normkoormusi.

Puitkonstruktsioonide arvutamiseks kasutatakse järgmiseid standardeid:

EVS-EN 1990:2002 EUROKOODEKS. EHITUSKONSTRUKTSIOONIDE PROJEKTEERIMISE ALUSED

EVS-EN 1991-1-1:2002 EUROKOODEKS 1: EHITUSKONSTRUKTSIOONIDE KOORMUSED. OSA 1-1: ÜLDKOORMUSED. MAHUKAALUD, OMAKAALUD, HOONETE KASUSKOORMUSED (KOOS RL) ja vastavad teised osad

EVS-EN 1995-1-1:2005+NA:2007+A1:2008+NA:2009 EUROKOODEKS5: PUITKONSTRUKTSIOONIDE PROJEKTEERIMINE

OSA 1-1: ÜLDIST. ÜLDREEGLID JA REEGLID HOONETE

PROJEKTEERIMISEKS koos rahvusliku lisaga – praegu kehtiv standard

EVS-EN 1995-1-2:2006 EUROKOODEKS 5: PUITKONSTRUKTSIOONIDE PROJEKTEERIMINE .

OSA 1-2: TULEPÜSIVUSARVUTUS (koos rahvusliku lisaga)

EVS-EN 1995-2:2007 EUROKOODEKS 5: PUITKONSTRUKTSIOONID.PUITKONSTRUKTSIOONIDE PROJEKTEERIMINE. OSA 2: SILLAD (( RL EVS-EN-2/NA:2007)

Puitkonstruktsioonide tulepüsivus

Puit on põlev materjal

Konstruktsioonid süttivad esimesena väga harva.
Põlemiskoormuseks on pigem sisustus, kaup jms
Süttib lee/strong nbsp;/pnbs/strong nbsp;/pnbsp; sp; s Kahjustatud puitkonstruktsioonide tugevdamisel vnbsp;gist või suurest kuumusest (300..400 ^oC)
Moodustub isoleeriv pu/strong nbsp;/pnbsp;usöe kiht ning selle all pürolüüsikiht (ca 5 mm)
Puusöe soojusjuhtivus on ainult 1/6 puidu omast
Põlemata osal säilivad kõik kandevõime omadused v.a. vähenemine mõõtmetes.
Puittarindite kahjustusastme saab määrata piisavalt täpselt.
Lühiajaline tulekahju ei ole võib-olla ohustanud tarindite kandevõimet, kuid on muutnud väljanägemist.
Söestunud pinnakiht tuleb puhastada (liivapritsiga) ja/või üleni kinni katta.
Vajalik tarindi kandevõime tagatakse uue puidu lisamisega söestunud puidu asemele.
Ka kustutustöödel võib puitu kahjustada. Tõenäoline on konstruktsioonide märgumine.
Tarindid tuleb hoolikalt kuivatada enne muude remonttööde teostamist.

Hoone peab kestma teatud miinimumaja (RE I)
Tule ning suitsu tekkimine ja levimine hoones peab olema piiratud
Tule levimine kõrvalasuvatesse hoonetesse peab olema piiratud
Inimesed peavad tulekahju puhkedes saama hoonest väljuda või peab saama neid päästa
Tähelepanu tuleb pöörata päästjate turvalisusele

Vabariigi Valitsuse määrus nr.315

“Ehitisele ja selle osale esitatavad tuleohutusnõuded”.

Kehtib alates 01.01.2005.a.

Tulepüsivusklassid

– TP-1 Suure tulepüsivusega

piirangud ei ole ehitise kõrgusele, korruste arvule, ega pindalale. Nõuded on konstruktsioonide tulepüsivusele ja tuleohutuspaigaldiste paigaldamisele.

– TP-2 Keskmise tulepüsivusega

piirangud kõrgusele ja korruselisusele ning inimeste arvule. Ranged nõuded ehitusmaterjalide tuletundlikkusele

– TP-3 Väikese tulepüsivusega

piirangud kõrgusele ja korruselisusele ning inimeste arvule ja ehitise kasutusviisile.

Tulepüsivusnõuded

Konstruktsioonid peavad tulekahju korral:

– ära hoidma enneaegse varingu

Kandevõimekriteerium

– takistama tule levikut määratud piirkonda

Eraldavuskriteeriumiud

Söestumiskiirused on ligikaudu 0,5 … 0,7 mm/min

Ühe või teise hoonetüübi nõutavate parameetrite määrangud algavad kasutusviisidest, millised on esitatud määruse lisas.

EVS-EN 1995-1-2:2006. Puitkonstruktsioonide projekteerimine. Osa 1-2: Üldist. Tulepüsivusarvutus

Puitkonstruktsioonid ehituses (eelised):

Konstruktsioonid süttivad esimesena väga harva.
Põlemiskoormuseks on pigem sisustus, kaup jms.
Puidust saab tulepüsivalt ehitada
Mittepõleva materjali nõue ei ole alati õigustatud
Tavaliselt ei ole suuresildeliste konstruktsioonide puhul vaja ristlõiget tulepüsivuse eesmärgil suurendada. Tähelepanu tuleb pöörata liidetele.