2014_Capitolul 1 Master

7/23/2019 2014_Capitolul 1 Master

1/33

Capitolul 1 Materiale din lemn folosite n construcii

Capitolul 1

MATERIALE DIN LEMN

FOLOSITE N CONSTRUCII

1.1. Pdurea ca ecosistem i surs de materii prime i energie

Pdurea, noiune cu valoare de simbol, ce semnific nsi ecosfera, reprezint ontruchipare a existenei umane, condiia primar pentru apariia, meninerea i dezvoltarea omului.De-a lungul evoluiei societii, relaiile dintre om i pdure s-au derulat sub multiple aspecte,cuprinse ntre confruntare i armonizare i continund s aibe semnificaii noi, complexe i dedurat. Pentru lumea de azi i de mine, aceste relaii au un rol deosebit de important, pdurile

constituind prin produsele i funciile lor ecoprotective un patrimoniu al umanitii.Dup datele communicate de !rganizaia "aiunilor #nite pentru $limentaie i $gricultur%&.$.!.', pdurile ocup aproximativ o treime din suprafaa continentelor %tab. (.(', din care numai)*+ este luat n exploatare, restul constituind nc zone virgine, cuprinznd imense rezerve deaur verde siberiene, braziliene i africane. Pdurile de rinoase, a crui lemn este folosit cu

preponderen n construcii reprezint aproximativ o treime din totalul suprafeei mpdurite.

Repartiia actual a resurselor forestiere pe mari regiuni geograficeTabelul 1.1.

Regiuneageografic

Suprafaauscatului

(mil.ha)

Terenurifore

stiere

(mil.ha)

Suprafaade pdure

pelocuitor

(ha)

Pduri de rinoase Pduri de foioase

Suprafaa

(mil. ha)

Volum pepicior

(mil. ha)

Suprafaa

(mil. ha)

Volum pepicior

(mil. ha)

uropa /0( (/) *,1( 23 2 (** )4 ) /**

5rile fostei#niuni6ovietice

3 (// ( 3/) 1,3( 047 77 *** (2) (1 ***

$sia 3 0** ))* *,(4 4* 1 7** /(* (( /**$frica 3 40* 742 3,1/ / 3** 74/ / 3**$merica denord

( 20) 0)* 1,1/ //* 1/ *** 301 (* 2**

$mericacentral

303 07 *,43 10 3** 17 0**

$merica desud

( 0)* 270 ),32 3* 7** 2/0 07 ***

8onaPacificului

2/3 3)) ),/* / 7** 3/4 1 2**

9!9$: (1 *1/ / )43 (,21 ( /01 ((1 1** 3 0)1 (3) 1**

Sisteme structurale din lemn 1.1


2/33


&ondul forestier public din ;omnia este constituit din totalitatea suprafeelor de teren cudestinaie forestier, aflate n proprietate privat sau a statului. ;egia "aional a Pdurilor esteadministratorul acestui fond forestier.

;omnia a fost i continu s fie o ar forestier %tab. (.3'< pdurile, care constituie fondulforestier, sunt repartizate neuniform sub raportul teritorial= n zona de munte aproximativ 7)+, nzona de deal > 32+ i n cea de cmpie 0+.

Fondul forestier n RomniaTabelul 1.2.

Fondulforestier(mii ha)

Fondulforestier

raportat lasuprafaauscatului

()

Suprafaa depdure pe

locuitor (ha)

Pduri de rinoase(mii ha)

Pduri de foioase(mii ha)

7 17* 37,2 *,30

?olid ( /30 &ag ( 24/@rad 1() 6teAar ( (/1

Pin (10&oioase

moi 11/

$lte specii /1 $lte specii 4179!9$: ( 433 9!9$: / 1*0

Principalele caracteristici ale fondului forestier pu!licn etapa actual sunt" 6uprafaa total - circa 7,1 milioane ha. Pondere n suprafaa total a ;omniei - 30+ ?asa lemnoas pe picior - aprox. (.1)* mil. m.c. Bolumul mediu de biomas - 3(3 mc C ha reterea medie anual - ),7 mc C ha Bolum comercial actual - aprox. () mil. mc C an Distribuia funcional - //+ pduri de protecie

- )7+ pduri de producie.

En ceea ce privete structura fondului forestier pe categorii administrati#e, situaia seprezint astfel=

6uprafaa ocupat de pduri - ).274,2 mii ha %40,2)+' 6uprafaa destinat produciei - 33,1 mii ha %*,10+'

6uprafaa destinat administraiei - 12,( mii ha %*,71+' 6uprafaa destinat culturilor forestiere - 1,7 mii ha %*,*7+' 6uprafaa destinat rempduririi - (2,) mii ha %*,1(+' 6uprafaa neutilizabil - 10,* mii ha %*,73+' :itigii - 2,1 mii ha %*,(/+' 6uprafaa temporar transferat altor firme - (,3 mii ha %*,*3+'

Structura pe specii a fondului forestier, redat n diagrama din figura (.( relev c peprimul loc se situeaz fagul, care reprezint 1(,0+ din totalul pdurilor, urmat de molid %31,)+',



3/33


11,5%4,3% 5,1%

1,9%

1,8% 2,4%

17,8%

23,5%31,7%

Fag

Molid

Stejar

Brad

Salcm

Plop si salcie

Pi

!ei

"lte specii

Fig. 1.1. Structura pe specii a fondului forestier public

steAar %(0,2+', brad %((,)+', salcm %/,1+', plop i salcie %3,/+', pin %(,4+', tei %(,2+' i altespecii care reprezint ),(+ din fondul forestier.En perspectiv se preconizeaz creterea fondului forestier prin rempdurirea zonelor

exploatate n exces i a pdurilor mbtrnite.$estinaia masei lemnoase recoltate anualdin fondul forestier public este prezentat n

figura (.3.

7#%

24%$%

d&strie

Pop&la'ie

(ota )*P

Fig. 1.2. Destinaia masei lemnoase recoltate anual

Pdurile ;omniei se caracterizeaz printr-un potenial productiv superior< comparativ cudate similare nregistrate pe arborete din centrul uropei, din #craina i din partea european a;usiei, pdurile realizeaz la aceeai vrst nlimi i creteri medii superioare cu ()F3*+. Dinvolumul total de mas lemnoas pe picior, lemnul existent n trunchi, care reprezint 0)F2)+

poate fi utilizat pentru prelucrare.Pdurea reprezint baza economic a produciei de lemn, dar cel puin tot att de important

este faptul c prin existena lor, pdurile au o contribuie esenial la asigurarea i mbuntirearegimului hidrologic, a puritii i mbogirii resurselor de ap subteran. :a nivelul maAoritiinaiunilor pdurea este considerat ca un factor economic care servete la meninerea existeneiumane. ?utaiile ce au loc n evoluia tehnic, economic i demografic, fac ca nsui destinullemnului s fie evaluat printr-o viziune nou. Entreaga activitate de exploatare i industrializare alemnului trebuie s fie corelat cu potenialul productiv al fondului forestier pentru a asigura

generaiilor viitoare continuitatea produciei de mas lemnoas i multitudinea funciilorecoprotective ale pdurilor.#ltimul indicator statistic elaborat pentru anul 3**2 relev c n anul respectiv s-a exploatat

un volum mai mic cu /.0+, fa de anul 3**0 %tab. (.1.'.



4/33


Volumul de lemn eploatat! n anul 2""# comparati$ cu anul 2""%! pe specii lemnoase Tabelul 1.&.

%&&' %&&$iferene ()

*nul %&& fa de anul %&&'mii m.c.

Total 1+,& 1-'' /,-10emn rotund total 1-&&2 1%+'% /2---;inoase )70* )*/) -73)

-&ag 14)0 /*2* G(31-6teAar (*)/ (3*0 G()1

-Diverse specii tari (((/ ((72 G)/-Diverse specii moi (3(* 403 -312

3oa4 1&' '%& /-2*lte sortimente 2%2 '2 5%,&

1.%. 0emnul ca material modern de construcie?aterial de construcie tradiional i regenerabil, lemnul este folosit n ultimele decenii la

realizarea unor cldiri de locuit, social-culturale, sportive i administrative, datorit calitilor salede baz, precum i a tratamentelor pe care tehnica i tehnologia actual i le aplic.

Ptrunderea lemnului n existena omului a constituit o adevrat istorie a cunoaterii ifolosirii lui, nti gospodrete i apoi industrial, care a generat zeci de meteuguri, importanteramuri industriale i de art, cu semnificaii adnci pentru viaa spiritual, cultural i economic ndiferite ri. Premergtor metalului i betonului armat, ca material de construcie, folosit cu multart la construcia de locuine, biserici i poduri %fig. (.1', lemnul a supravieuit n competiia cucelelalte materiale de construcie i este astzi utilizat la realizarea unui fond important de locuine.

En epoca contemporan, caracterizat printr-o rapid dezvoltare economico-social i oreanalizare a necesitilor, aspiraiilor i exigenelor omului, cnd lemnul servete att la construciai amenaAarea locuinei, n industrie i transport, la obinerea unor produse de uz curent i cnd nacelai timp este irosit cu mult uurin, reducerea lui a declanat n ultimele decenii o ngriAorarela fel de alarmant ca i criza energiei. Pentru refacerea fondului forestier i asigurarea cantitiinecesare de lemn pentru industrializare i pentru construcii, n foarte multe ri se depun eforturisusinute pentru a crete suprafaa i calitatea pdurilor, paralele cu valorificarea superioar a maseilemnoase tiate.

Datorit caracteristicilor fizico-mecanice superioare, precum i a multiplelor avantaAe deordin tehnic i constructiv pe care le prezint, lemnul va constitui i n viitor unul dintre principalelemateriale de construcie care va sta la baza realizrii unui volum important de construcii.?aterialul lemnos, mai ales sub forma produselor moderne rspunde cu prisosin actualelor cerinedin domeniul construciilor, n ceea ce privete reducerea greutii proprii a elementelor deconstrucie i a reducerii consumului de energie nglobat.

Hmportana lemnului ca material de construcie mai ales sub form de produse moderne%lemn lamelat ncleiat, lemn densificat, stratificat, plci din achii i fibre de lemn' l situeaz ngrupa principalelor materiale utilizate n construcii.

En rapoartele prezentate de omitetul xploatrii &orestiere i de omitetul omisieiconomice uropene se evideniaz tendinele actuale privind utilizarea lemnului i a produselornoi pe baz de lemn n construcii, prioritate avnd casele prefabricate din lemn.

Pe plan mondial s-a trecut printr-o activitate de consolidare a cuceririlor n domeniul tiinei

i tehnologiei construciilor moderne din lemn sub aspectul perfecionrii soluiilor constructive itehnologice i al mbuntirii metodelor de calcul. Paralel s-au desfurat cercetri pentruperfecionarea tehnologiilor privind executarea elementelor ncleiate i a msurilor chimice deprotecie a lemnului mpotriva biodegradrii i a focului, pentru utilizarea de noi materiale >



5/33


composite %lemn > beton' sau armate %lemn > oel sau lemn > materiale plastice' cu caracteristicisuperioare, care s asigure o mbuntire a performanelor elementelor i structurilor din lemn, subaspectul eficienei tehnico-economice, precum i a durabilitii i siguranei n exploatare. 6eremarc, de asemenea, o preocupare susinut pentru economisirea materialului lemnos, n special acherestelei, prin reducerea consumurilor i folosirea pe scar larg a nlocuitorilor %placaA, plciaglomerate i fibrolemnoase, lemn densificat', precum i prin folosirea lemnului lamelat ncleiat,care permite utilizarea raional a materialului lemnos de caliti diferite i a celui de micidimensiuni.

:emnul lamelat ncleiat, i mai nou lemnul lamelat ncleiat asociat cu bare din oel constituien prezent un material important de construcie att pentru case de locuit, ct i pentru construcii cudeschideri libere medii i mari.

En ara noastr, la realizarea elementelor de construcie i a caselor integral prefabricate dinlemn se utilizeaz prioritar lemnul masiv i mai rar lemnul lamelat ncleiat, lemnul stratificat%densificat', placaAul de construcie i plcile din achii sau fibre de lemn.

Fig. 1.&. Tradiii n construcia de lemn n ara noastr



6/33


:emnul, mai ales sub forma unor produse moderne, ameliorate i tratate contra biodegradriii a focului va constitui n viitor unul dintre principalele materiale de construcie pentru caseleintegral prefabricate, graie caracteristicilor fizico-mecanice superioare i a avantaAelor de ordintehnic i constructiv pe care le prezint.

antitatea de material lemnos utilizat sub diverse forme, la nivel mondial, n etapa actualechivaleaz cu cea a oelului %aproximativ 0** miliarde tone, ceea ce reprezint circa (,) miliardem1'.

6tructura utilizrii lemnului pe consumatori este foarte diferit n diversele ri ale lumii /)+,ambalaAe i transporturi > (4+, construcii > 30+, diverse > 4+, iar n 6.#.$. consumul mare ldeine industria construciilor, aproximativ 0*+. En anada i 6.#.$. consumul de cherestea nconstrucii este de 1F/ ori mai mare dect n multe ri dezvoltate din uropa %tab. (./'.

'onsumul mediu de lemn (i produse pe ba) de lemn pentru locuine n di$erse ri (i )onegeografice *m&+1""" locuine, Tabelul 1.-.

6ara7Regiunea

0emn rotund i ecarisat Produse pe !a8 de lemn

Total0emn derinoase

0emn defoioase

Placa4 P*0 PF0

6.#.$. /41 /(0 07 22 3( 3);usia 1/0 327 7( (3 () )uropa (20 (/7 /( (( 1* ((

1.-. Specii de lemn utili8ate 9n tehnica construciilor

Principalele specii de lemn indigen utilizate sunt=

0emn de rinoase" bradulcare se ncadreaz n categoria lemnului uor i moale, cu contrageri mici i

rezistene mecanice medii< prelucrrile mecanice se fac fr dificulti dar relativ maigreu dect la molid din cauza smulgerilor de fibre /** ori mai mare decat oelul i de 0 > (* ori mai mare decat

betonul placi din aschii de lemn %P$:', placi dinfibre de lemn %P&:, P$&', placi din aschii de lemn dublu orientate %!.6.@. > !riented6trand @oard'.

1.%.1. 3roduse din lemn brut

Produsele brute din lemn se obtin din trunchiuri care au fost curatate de craci si decoAite,utilizate la schele, esafodaAe, stlpi pentru linii aeriene, lemn pentru min, elemente pentru structuride rezisten la cladiri %popi, pane, grinzi, stlpi' i piloii utilizai la fundaii, diguri, incintendiguire i poduri.

onicitatea lemnului este o caracteristic specific a lemnului natural, care se exprimconform specificaiei din fig. (.).

Fig. 1.. 3ies din lemn brut

L

DDC

=

3

minmax

unde=max

D > diametrul la capatul gros diametrul la capatul subire< : > lungimea piesei.

onicitatea se limiteaza la=- *.2 cmCm pentru elemente de construcie civile, industriale i agricolepartea 3 pentru foioase i partea 1 pentrurinoase.

3aracteristicile fi8ico/mecanice ale placa4elor de e=terior din furnir de fag Tabelul 1.1&.

Br.crt.

3aracteristicaTipul de placa4

F(9ncleiat cu filme derin

fenolformaldehidric)

S (9ncleiat cusoluie de rinformaldehidic)

(. Densitatea aparent Oa % gC m1' min. 72* 7)* - 0/*3. onductibilitatea termic %Q C m. grd ' *.3* *.3*

1.

?odulul de elasticitate la ncovoiere lancrcare perpendicular pe straturi, axa

longitudinal a epruvetei fiind paralel cudirecia fibrelor straturilor exterioare

%"Cmm3'=- n stare uscat % # R0+ '- n stare umed %dup 3/ h imersie n ap'

0 0**/ 7**

2 10*) ***

/.

?odulul de elasticitate la ncovoiere lancrcare paralel cu straturile, axa

longitudinal a epruvetei fiind paralel cudirecia fibrelor straturilor exterioare

%"Cmm3'=- n stare uscat % # R0+ '- n stare umed %dup 3/ h imersie n ap'

(( (**3 240



17/33


).

;ezisten la compresiune paralel custraturile, axa longitudinal a epruvetei fiind

paralel cu direcia fibrelor straturilorexterioare %"Cmm3'=

- n stare uscat %# R0+ '- n stare umed %dup 3/ h imersie n ap'

/*.*(3.*

/1.)().)

7.

;ezisten la ncovoiere la ncrcareperpendicular pe straturi, axa longitudinala epruvetei fiind paralel cu direcia fibrelor

straturilor exterioare %"Cmm3'=- n stare uscat % # R0+ '- n stare umed %dup 3/ h imersie in ap'

01.*14.)

02.*/1.*

0.

;ezisten la incovoiere la incrcare paralelcu straturile, axa longitudinal a epruveteifiind paralel sau perpendicular cu direcia

fibrelor straturilor exterioare %"Cmm3'=- in stare uscat % # R0+ '

- in stare umed %dup 3/ h imersie n ap'

-

-

)7.*

13.) - 17.*

2.

;ezisten la ntindere paralel cu straturile%"Cmm3', axa longitudinal a epruvetei fiind=

-paralel cu direcia straturilor exterioare%# R0+ ' fiindgrosimea scndurilor sau a dulapilor', dac elementele au grosime t iU1* mm< aceast raz poate s

aAung la ()* ticu condiia ca ti R 73)G*,/ rin- 3) mm.6e urmrete=

limitarea razei medie de curbur r< stabilirea unei corelaii ntre grosimea elementelor componente %ti' i raza minim de

curbur %rin'< reducerea eforturilor maxime longitudinale i transversale n funcie de raportul ntre

nlimea seciunii %ha' i raza de curbur medie %r'."orma DH" (*)3 impune corelarea raportului de curbur %Vi R rin C ti' cu grosimea

elementelor %ti'. $stfel pentru ()* U ViU 3** se recomand ca grosimea elementelor s se reduc lavaloarea maxim tiR (* G *,/ %rin>()*'.

$lte norme internaionale recomand tiW *,*( rinpentru rinU (***mm i tiW *,**7 rinG /mmpentru rinX (*** mm.aracteristicile elementelor din lemn incleiat, pentru elemente omogene realizate din acelai

tip de elemente componente, se pot determina pe baza caracteristicilor lemnului din elementelecomponente conform relaiilor date n tabelul (.(7.

3aracteristicile mecanice ale lemnului din elemente incleiate Tabelul 1.10.

3aracteristica" Botatie Valoare (conf. *.*( fc,*,l,' ft,*,l,

Densitate % gCm1' O g, *.4) O l,med

6e constat c maAoritatea caracteristicilor mecanice ale elementelor din lemn lamelatncleiat sunt superioare celor ale lemnului din elementele componente, lucru explicat prin=

reducerea efectelor defavorabile datorate defectelor excentrice, cum sunt nodurile, care lapiesele individuale introduc eforturi din incovoiere !" % 69$6 (*10(-27', ncleiate cu rini fenolice, au grosimi de2< (3< (7< (2< 33< 3) mm i dimensiuni de 3)**x(33* mm i 1***x(33* mm. Plcile de exterior se

produc n dou tipuri= H.(**, cu ncleiere rezistent la fierbere n ap

2014_Capitolul 1 Master

Documents

Transcript of 2014_Capitolul 1 Master