Csóka, Levente

Divós, Ferenc

Gyenizse, Péter

Szalai, László

Repository of the Academy's Library

Fűrészáru szilárdság szerint történő  osztályozása és gyakorlati alkalmazása – II. rész  Divós Ferenc, Csóka Levente, Szalai László, Gyenizse Péter   Practical application of strength-based classification of lumber. – Part 2.  The first part of this paper introduced a new device to collect the information necessary for the nondestructive classification of lumber according to MSZ-EN 338, and discussed the theoretical considerations behind this method. The second part of the article describes the experiences gained through practical application of the device. The paper discusses the effectiveness of the method based on the results of an investigation off Austrian beech material, and describes the construction of a wooden dome from nondestructively tested timber.   Bevezetés Az előző részben bemutattuk a fűrészáru szilárdság szerint történő osztályozásának egyik módját, mely a dinamikus rugalmassági modulusz meghatározásán és a sűrűség mérésén alapszik. Ebben a részben alkalmazási példaként bükk rétegelt ragasztott tartók lamelláinak és az egyetemi fakupola szibériai vörösfenyő alap-anyagának osztályozását ismertetjük.  Graz-i Műszaki Egyetem bükk lamelláinak vizsgálata 2002 áprilisában a Graz-i Műszaki Egye-tem frissen felavatott új fa- és betonszerkezet-vizsgáló csarnokában vizsgáltunk meg 629 db bükk lamellát, melyet később rétegelt ragasztott tartó kísérleti gyártásra használnak fel. A tartók gyártására és vizsgálatára Hamburgban kerül sor. Az osztályozásra mintegy 6 óra alatt sor ke-rült, az osztályozás egy mozzanatát szemlélteti az 1. ábra. Az eredmények értékelését megkönnyítette, hogy a berendezés minden mért adatot lemezre rögzített. A viszonylag magas mintaszám lehe-tővé tette az MSZ-EN-338 szabvány kritérium rendszerének alkalmazását és bizonyos értéke-lését. Az 1. táblázatban az adott sűrűség és a rugalmassági modulusz csoportokba tartozó lamellák számát adtuk meg, és a szabvány szerinti szilárdsági osztályt.   A 2. táblázat tanulsága szerint a meg-vizsgált 629 darab lamella esetében a lamellák 18%-ában volt kiegyenlített a sűrűség és a rugalmassági modulusz alapján meghatározott szilárdsági osztály, vagyis mindkét kritérium azonos osztályra mutatott. Az esetek 80 %-ában a sűrűség korlátozott, a rugalmassági modulusz alapján magasabb osztályba tartozhatna a lamel-la. Mindössze az esetek 2%-ában korlátozott a rugalmassági modulusz, vagyis a sűrűség alapján magasabb osztályba tartozhatna a vizsgált lamella. A vizsgálatok 98%-ában csupán a sűrűség méréssel helyes osztályt tudtunk volna megállapítani.  Ezek az eredmé-nyek azt mutatják, hogy az MSZ-EN 338 szab-ványban rögzített kategóriák nem szerencsések a bükk osztályozására, legalább is a különböző osztrák termőhelyről származó bükk esetében biztosan nem. Nem az a gond, hogy 82%-ban a kétféle kritérium eltérő döntést ad, hanem az, hogy az esetek 80%-ában a sűrűség korlátozott, így a magasabb rugalmassági modulusszal ren-delkező anyagban feltehetően rejlő szilárdsági tartalékot nem lehet kihasználni. Megkockáztat-1. ábra – Bükk lamellák osztályozása a Graz-i Műszaki Egyetemen.  Dr. Dívós Ferenc CSc., egy. docens, Csóka Levente okl. faipari mérnök, Szalai László doktorandusz hallgató, NyME Fa- és Papírtechnológiai Intézet, Roncsolásmentes Faanyagvizsgálati Laboratórium; Gyenizse Péter okl. faipari mérnök, Rakodólap üzem, Rajka. 12  2002. SZEMPEMBER a rudak hossza körülbelül 150 cm legyen, maximum 5 eltérő hosszméret szerepeljen. A feladatnak több megoldása van. Egy etséges megoldást, egyszerű koordináta-metriai számításokkal határoztunk meg.  A kupola terveit Bátki Károly építő rnök és Divós Ferenc fizikus vezetésével enizse Péter okl. faipari mérnök és Szabó er építész készítette egy diplomaterv kereté- • • lehgeoméGyPét2. táblázat: Az MSZ-EN-338 szabvány kritérium rendszerének értékelésére felállított táblázat.  ρ és E ρ E  alapján magasabb osztályba tartoznaOsztályon kívüli 11 6  57 D30  4 -  84 D35  2 3 143 D40 76 7 203 D50 20 -  13 1. táblázat: Lamellák darabszáma a sűrűség- és a rugalmassági modulusz csoportoknak megfelelően és a megfelelő szilárdsági osztály (D30-D50).  Rugalmassági modulusz (GPa) <10  10-11  11-14  14-17  17-20 Sűrűség (kg/m3)  db oszt.  db oszt.  db oszt.  db oszt.  db oszt. <640 11 -  56 -  1 -  0 -  0 - 640-670 1 -  4 D30  59 D30  24 D30  1 D30 670-700 2 -  2 D35  72 D35  65 D35  6 D35 700-780 3 -  2 D35  76 D40  179 D40  24 D40 780-840 0 -  1 D35  7 D40  20 D50  13 D50 ható, hogy a bükk esetén a 338-as szabvány alkalmazása gazdaságtalan. Ehhez azonban Európa több termőhelyéről származó bükk anyag vizsgálata lenne szükséges. Kérdés, hogy az egyéb lombos fák esetében mi a helyzet?   Fakupola a Nyugat-Magyarországi Egyetemen Elhatároztuk, hogy egy látványos faszer-kezet példáján bemutatjuk, hogy a szilárdság szerinti osztályozás – megfelelő minőség esetén – lehetővé teszi a szokásos faanyag keresztmet-szetek csökkentését, ezáltal a felhasznált fa-anyag mennyiségének csökkentését, kecses fa-szerkezetek létrehozását. Számos lehetőség közül egy geodetikus szerkezetet választottunk. A gömbszelet sugarát 5,7 m-ben, magasságát 3 m-ben határoztuk meg. A gömb lefedését háromszög ráccsal oldottuk meg. Mivel egyforma rudakkal ez a feladat nem oldható meg, célul tűzték ki, hogy közel azonos rúdhosszakat lehessen alkalmazni. A csomópon-tok koordinátáinak meghatározását a következő elvek vezérelték: • • a csomópontok a gömbön helyezkedjenek el, egy csomópontba 6 rúd fusson össze, ben. A kivitelezést megelőzően elkészült a szer-kezet 1:5-ös makettje. A formai kialakításban az a cél vezérelte a tervezőket, hogy minél egysze-rűbben kialakítható, de mégis esztétikus lát-ványt nyújtó szerkezet kerüljön megvalósításra. A végleges szerkezet egy hatszög alaprajzú gömbhéj süveg, amely hatszor három lábbal kapcsolódik a talajhoz. A tervezéskor az első-rendű szempont az volt, hogy minél kisebb legyen a felhasznált anyag és a lefedett terület aránya. A fajlagos faanyag felhasználást 0,011 m3/m2-re sikerült leszorítani, ami rendkívül ked-vező érték. Ez annyit jelent, hogy 0,7 m3 faanyag alkotja a rácsszerkezetet, ami 65 m2-t fed be.  A csomópontok kialakításánál az egyik fontos szempont az volt, hogy minél kevesebbet takarjon el a fából a fém kötőelem. A másik szempont, hogy oldható kötéssel legyenek egymáshoz kötve a rudak. A csomópont – a befutó rudak számának megfelelő számú – kap-csoló lemezből, egy belül kúpos fém "csészé-ből", és egy fedélből áll. Szétcsúszás ellen egy középen átmenő csavar tartja össze a szerke-zetet. Mindegyik fém elem egy alapozó és egy fedő festékréteggel van ellátva. Az építészeti tervek készítésével párhuzamosan folyt a statikai tervezés. A terhelések meghatározása után, amelyek jelen esetben önsúly, szél és FAIPAR L. ÉVF. 3. SZÁM  13 3.táblázat: A mérési adatok összesítése szilárdsági kategóriánként Szilárdsági kategóriák az MSZ EN 338 szerint  C40 C35 C30 C24 C22 C18 C16 rácsrudak (db / %) 22 / 27,5 14 / 17,5 18 / 22,5 13 / 16,25 9 / 11,25 4 / 5 0 / 0 lábak (db / %) 7 / 38,9 3 / 16,7 3 / 16,7 3 / 16,7 0 1 / 5,5 1 / 5,5  hóteher voltak, az igénybevételeket egy rúdszer-kezet tervező program segítségével számítottuk ki. Ezek az igénybevételek határozták meg a szerkezeti elemek méreteit. Ellenőrző számí-tásokat a Prágai Műszaki Egyetemen Dr. Petr Kuklik professzor végzett. Az engedélyezési terv 2000 februárjában került beadásra. A kupola tényleges megvalósí-tása június első hetében kezdődött az alapok pontos kitűzésével, amit a Nyugat-Magyaror-szági Egyetem Földmérési és Távérzékelési Tanszékéről Kovács Gyula egyetemi adjunktus végzett el. A kivitelezés 2000. június 14-én indult be. Ekkor kerültek kiásásra az alapok és készültek el a beton alaptestek a lábakat rögzítő vasalatokkal. A következő lépés a rudak és a lábak el-készítése volt. A rendelkezésre álló alapanyag szibériai vörösfenyő volt, amelynek nedvesség-tartalma 15 - 20% közt ingadozott. A lábanyag 105x105 mm-es, a rúdanyag 50x100 mm-es keresztmetszeti méretben állt rendelkezésre. Mind a két fajta anyag 4 m hosszú volt. Az osz-tályozás során mindegyik darab kapott egy sor-számot a későbbi azonosítás végett. A 3. táblázat egy összesítést tartalmaz, amely meg-mutatja, hogy hány darab fűrészáru esik az egyes szilárdsági kategóriákba. Az első szám darabot jelöl, a második pedig azt mutatja, hogy ez hány százaléka az egész mennyiségnek. El-mondható, hogy a C30 és a felette elhelyezkedő kategóriák megfelelnek az MSZ 15025 szerinti 0. és 1. szilárdsági kategóriának (Divós 1993). Az általunk előírt C30-as minőséget figyelembe véve az összes mennyiség 67,5%-a, több mint 2/3-a felelt meg.  Az osztályozás után a rudak és a lábak kialakítása az Egyetem Tanműhelyében, nyári gyakorlat keretében történt.  Ezután következett a szerkezet felállítása. A sorszámok alapján kerültek a rudak elhelye-zésre a szerkezeten belül. Az összeállítás a föl-dön kezdődött. Három láb és a felettük elhelyez-kedő két háromszöget szereltük elsőként össze és állítottuk a helyére. A stabilitást ideiglenes támaszok biztosították. A lábak ekkor még nem kerültek rögzítésre, csak egy pillanatszorító tartotta össze őket az alapbetonból kiálló vasalattal. A következő lépés még egy ilyen rész összeszerelése és helyére állítása volt. Ezután a két szerkezeti rész összeépítése történt. A további építés ezen szisztéma alapján folytató-dott. Mire az összeállítás körbeért az ideiglenes támaszokra már nem volt szükség. A továbbiakban sem történt változás az építésben. Az elemek a földön kerültek összeszerelésre, majd következett a helyükre rögzítés. Minél több rúd került a helyére annál merevebb lett a szerkezet, és annál jobban kezdte felvenni a végleges formáját. Ez megkönnyítette a földön összeállított részek beillesztését. Mivel minde-gyik csomópontot meg kellett bontani mikor egy újabb rúd csatlakozott bele, ezért a csavar oldása előtt a már beépített rudakat rögzíteni kellett a csomópontból való kicsúszás ellen. A rögzítést pillanatszorítókkal oldottuk meg. A pontos tervezésnek és kivitelezésnek köszön-hetően a csúcsban az utolsó hat rúd helyére kerülése után a rudak végei pontosan találkoz-tak. Így erőfeszítés nélkül kerülhetett a helyére az utolsó rögzítő gyűrű és csavar is.  Mikor a szerkezet teljesen elkészült, akkor következett a lábak rögzítése. A három lábat két darab, mind-két végén csavaranyával ellátott rúd rögzíti egy-máshoz (2. ábra) és az alaptest vasalatához. Az oldalsó támasztó lábakat a helyszínen lettek fúrtuk ki. Az összeállítás 8 embernek két fél napját vette igénybe.  A kész kupola (3. ábra) világos tölgy szí-nű lazúros védőkezelést kapott az időjárás vi-szontagságai ellen. A borítás teherhordó részét 18 mm vastagságú OSB-lap alkotja. A lapok faforgácslapcsavarokkal vannak a rudakhoz rögzítve. Az OSB-lapok méretre vágása és felrögzítése hat ember két napjába tellett. A kupola vízzárását bitumenes zsindely biztosítja. A csúcsban lévő hat háromszög átlátszó mű-anyag borítást kapott. A szerkezet által lefedett 14  2002. SZEMPEMBER terület homok feltöltés után kaviccsal borított betonlap burkolatot kapott. A járófelülettel ellá-tott teljes hasznos terület 80 m2, ami rendez-vények alkalmával 80-100 ember kényelmes elhelyezését teszi lehető-vé. Ezt jól bizonyította a 12. Nemzetközi Roncsolásmentes Konferen-cián a résztvevőknek itt megszervezett Gulyás-parti is.  A kupola megvalósítását az Egyetemen sokan támogatták, segítették. A nevek felsoro-lása helyett csupán a tanszékeket, szervezeti egységeket soroljuk fel: Építéstani Tanszék, Műszaki Mechanika és Tartószerkezeti Intézet, Lemezipari Tanszék, Pályázati Iroda, Föld-mérési és Távérzékelési Tanszék, Fizika Intézet, Faipari Tanműhely, Karbantartó Műhely. A kupola avatására 2000. szeptember 28-án került sor. Dr. Winkler András intézetigaz-gató avató és névadó beszédében utalt a nagy-szerű összefogásra és a kupolát Szent Józsefről az ácsról - a faiparosok védőszentjéről - nevezte el (4. ábra) 2. ábra - Egy csomópont közelről. A kupola sikeres megvalósítása remél-hetően hozzájárul a szilárdság szerint osztályo-zott fűrészáru hazai felhasználásának elősegí-téséhez, ezen keresztül pedig a takarékos és hatékony faanyagfelhasználáshoz. A megvalósí-tást támogatták: Földművelésügyi és Vidékfej-lesztési Minisztérium, Balaton Bútorgyár Rt. Veszprém, ERDÉRT Rt. Tuzséri Fűrészüzem, Interspán Faipari Kft, Vásárosnamény. 3. ábra – A háromszög rácsszerkezet burkolás előtt.  Összefoglalás Osztályozó berendezésünket több esetben kipróbáltuk a gyakorlatban. Megvizsgáltunk 629 darab, rétegelt ragasztott tartó gyártására készített bükk lamellát. Az MSZ-EN-338 szabvány szerint azt tapasztaltuk, hogy az esetek 98%-ában a mért sűrűség adatok határozták meg a lamella a szilárdsági osztályát. Megállapítható, hogy az osztályozási kritérium rendszer bükkre nem kiegyensúlyozott.  Az osztályozási módszer eredményességét jól mutatja, hogy az így osztályozott faanyagból épült fakupola már két éve dacol széllel és hóval.  4. ábra – A Szent József  kupola avatása. Irodalomjegyzék 1. MSZ-EN 338:1999.  Szerkezeti faanyag szilárdsági osztályok. 7 old. 2. Divós F. 1993. Fenyő faanyagok roncsolásmentes vizsgálata. Kandidátusi értekezés, Sopron  FAIPAR L. ÉVF. 3. SZÁM  15 

Fűrészáru szilárdság szerint történő osztályozása és gyakorlati alkalmazása : 2. rész = Practical application of strength-based classification of lumber : Part 2.

Fűrészáru szilárdság szerint történő osztályozásának gyakorlati alkalmazása : I. rész = Practical application of strength-based classification of lumber : Part I.

Fűrészáru szilárdság szerint történő osztályozása és gyakorlati alkalmazása : 2. rész = Practical application of strength-based classification of lumber : Part 2.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Repository of the Academy's Library

Repository of the Academy's Library