- Tytuł:
-
Reliability of the thermal treated timber and wood-based materials in high temperatures
Niezawodność konstrukcyjna drewna modyfikowanego termicznie i materiałów drewnopochodnych w podwyższonych temperaturach - Autorzy:
-
Pieniak, D.
Ogrodnik, P.
Oszust, M.
Niewczas, A. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/1366245.pdf
- Data publikacji:
- 2013
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne PAN
- Tematy:
-
temperatury pożarowe
drewno klejone warstwowo (GL)
drewno fornirowane warstwowe (LVL)
drewno modyfikowane termicznie (TT)
niezawodność
wytrzymałość na zginanie
fire temperatures
thermally treated timber (TT)
glued laminated timber (GL)
laminated veneer lumber (LVL)
reliability
bending strength - Opis:
-
Existing wood and wood-based materials have had several drawbacks limiting their use, which in consequence resulted in replacing them by other materials. The most significant problems were limitations regarding maximum dimensions of the components cross - section and capabilities of manufacturing of the large-scale components. Durability and flammability of surfaces were the limiting factors as well. Nowadays, thermally treated wood and wood composites are more and more commonly used in the engineering constructions, such as: glued laminated timber (GL), laminated veneer lumber (LVL) and thermally treated timber (TT). The timber undergoes a process of thermal degradation. In high temperatures timber structure is subject to simultaneous influence in the form of forces and thermal impacts. These factors influence stress distribution in the wood structure and limit its load capacity, reflecting structure decohesion. The aim of the presented studies was to determine impact of increased temperatures on strength of the wood materials and wood-based composites. Additionally, based on the results of the strength studies, analysis of the probabilisty of survival in high temperatures was performed. Samples used in the static bending strength studies were made of the laminatem veneer lumber - LVL, glued laminated pine timber - GL, and thermally treated - TT and non-treated spruce timber - NTT. The samples were in a cuboidal shape with dimensions of 20x20x300 mm. The evaluation of bending strength was performed by means of the universal strength device - FPZ 100/1 (VEB Thuringer Industriewerk Rauenstein, Germany). Fire temperatures conditions were simulated by blowing hot air (GHG 650 LCE). The studies were conducted in the following temperature ranges: 20, 50, 100, 150, 200 and 230 ±C. Based on the obtained results a reliability analysis was performed. For the analysis a two-parameter Weibull distribution was applied. In case of materials with laminated structure - LVL and GL, an increase in standard deviation of the results of bending strength in the successive temperature ranges has been observed. Higher values of shape parameter c of Weibull distribution have been demonstrated for TT spruce timber (the highest c = 5.58) and NTT (the highest c = 3.31).
Dotychczasowe materiały drewniane i drewnopochodne miały wiele wad ograniczających ich zastosowanie, co prowadziło do zastępowania ich innymi. Największy problem stanowiły ograniczenia, co do maksymalnych wymiarów przekroju elementów oraz możliwości wykonywania elementów o znacznych rozpiętościach, również trwałość powierzchni a także łatwopalność ograniczały zastosowanie. Obecnie w konstrukcjach inżynierskich coraz częściej wykorzystuje się drewno modyfikowane termicznie oraz materiały drewnopochodne m.in. drewno klejone warstwowo (GL), drewno fornirowane warstwowe (LVL) oraz drewno modyfikowana termicznie (TT). Drewno jest materiałem ulegającym termicznej degradacji. W warunkach oddziaływania wysokich temperatur konstrukcja drewniana jest poddana jednoczesnym wymuszeniom w formie sił oraz oddziaływaniom termicznym. Oddziaływanie tych dwóch czynników wpływa na rozkład naprężeń w strukturze drewna oraz ogranicza nośność konstrukcji, powodując de kohezję struktury. Celem prezentowanych badań było określenie wpływu podwyższonych temperatur na wytrzymałość materiałów drewnianych i drewnopochodnych. Ponadto, na podstawie wyników badań wytrzymałości przeprowadzono analizę prawdopodobieństwa przetrwania w podwyższonych temperaturach. Próbki do badań wytrzymałości na zginanie statyczne zostały wykonane z drewna fornirowego warstwowego - LVL, drewna sosny pospolitej klejonego warstwowo - GL oraz drewna świerkowego poddanego - TT i niepoddanego modyfikacji termicznej - NTT, w formie prostopadłościanów o wymiarach 20x20x300mm. Oceny wytrzymałości na zginanie dokonano na uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej FPZ 100/1 (VEB Thuringer Industriewerk Rauenstein, Germany). Temperatury środowiska pożaru symulowano za pomocą nawiewu gorącego powietrza (GHG 650 LCE). Oceny dokonywano w zakresach temperatur: 20, 50, 100, 150, 200, 230±C. Uzyskane wyniki posłużyły ocenie niezawodności. W analizie wykorzystano dwuparametrowy rozkład Weibulla. W przypadku materiałów o strukturze laminowanej - LVL i GL zaobserwowano wzrost odchylenia standardowego wytrzymałości na zginanie w kolejnych zakresach temperatur. Wyższe wartości parametru kształtu c Rozkładu Weibulla zostały wykazane dla świerku TT (najwyższe c = 5.58) i NTT(najwyższe c = 3.31). - Źródło:
-
Eksploatacja i Niezawodność; 2013, 15, 1; 18-24
1507-2711 - Pojawia się w:
- Eksploatacja i Niezawodność
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł