Za veća opterećenja i raspone proračunski se dobivaju presjeci greda koje je teško dobiti u potrebnim duljinama. U takvim slučajevima mora se prijeći na složene konstrukcije. Konstrukcije opisane pod 1 i 2 u potpunosti su rukotvorine. Istodobno, korištenje modernih spojnih sredstava sasvim je prikladno.
1. Greda povezana gredama
Po dvije grede, a ponekad i po tri grede kod izrade mostova postavljaju se jedna na drugu i zatim međusobno spajaju tiplama i vijcima. U kojoj mjeri će takav presjek postići nosivost odgovarajućeg punog presjeka ovisi o učinkovitosti mozga, stupnju vlažnosti materijala i kvaliteti izrade. To nikada neće biti u potpunosti. Prema DIN standardu otporni moment za dvije grede je W=0,85 bh__2_/6_, a za tri grede je W=0,7 bh__2_/6._ Za mostove, ovi koeficijenti su smanjeni na 0,8, odnosno 0,6. Prilikom izračunavanja otklona pretpostavite da je moment tromosti za dvije grede I=0,6 bh__3_/12_, a za tri grede I=0,3 bh__3_/12._ Vijke, u slučaju skupljanja drva, potrebno je zategnuti do odgovarajuće mjere.
Slika 1: Greda povezana gredama, koristi se kao podkonstrukcija u međuspratnoj konstrukciji.
Za pravokutne stolarije koje se uvijek izrađuju od hrastovine, najprikladnija dubina rezanja je 1/8 do 1/10 visina pojedinačnih greda; vlakna užeta i vlakna greda moraju se pružati u istom smjeru.
Kako bi se spriječilo savijanje prema dolje, grede s klinovima se prije konačne montaže daju prepust ili strelica prema sredini raspona. Nosači se međusobno spajaju vijcima, a žljebljenje utora vrši se u jednoj radnoj fazi lančanim strojem za žljebljenje. Na sl. 1 prikazuje gredu s klinovima koja se koristi za potkonstrukciju u međukatnoj konstrukciji. Grede s podupiračima izrađuju se do raspona 15 m.
Grede s mozgom koristiti samo iznimno, jer sve vrste, osim relativno niske nosivosti, zahtijevaju puno rada i veliku potrošnju materijala. Važno je da deformacije uzrokovane opterećenjem budu što manje.
2. Vješalica, nosač i podržana vješalica
U slučaju da je normalni presjek grede nedovoljan, a ima dovoljno prostora u njenoj ravnini s donje ili gornje strane (npr. na krovnim stolicama, mostovima, skelama i sl.), postoji mogućnost ugradnje vješalice, odnosno nosača ili kombinacije vješalice i potpore. S obzirom na broj točaka na kojima se nosi ovjes ili potpora vani, postoje jednostavni i dvostruki vješalice, odnosno jednostavni i dvostruki oslonci. Pri proračunu jednostavne vješalice (sl. 2) smatra se da su stup ili okomiti i oba škara postavljeni preko polovice raspona i na ležajeve prenose polovicu opterećenja koje, kao ravnomjerno raspoređeno, djeluje na horizontalnu napetost. Na si. 3 pokazuje vezu između okomice i napetosti. Na sl. 4 prikazuje dvostruku vješalicu koja predstavlja nosivu krovnu konstrukciju (lijeva polovica: krov s rešetkama, desna polovica: krov s vijencima).
Slike 2–5: Jednostavna i dvostruka vješalica, veza vertikala i napetosti i čvor grede, stupa i prečke.
Horizontalni štap između dvije vertikale naziva se raspelo. Na sl. 5 prikazuje čvor gdje se susreću prečka, stup i prečka; u slučaju velikih opterećenja postavlja se nodalni lim. Na nosaču se nosiva konstrukcija nalazi ispod grede koja je oslonjena u jednoj točki (sl. 6) ili u dvije točke (sl. 7). U tom slučaju, horizontalnu komponentu (potisak) mora primiti oslonac. Kako bi se povećala napetost, alternator na slici 7 povezan je s njim maticama i vijcima. Slika 8 prikazuje poduprtu vješalicu koja predstavlja kombinaciju vješalice i potpore. Kako bi se mogli izvoditi rezovi bez nastavka, napetost mora biti dvostruka.
Slike 6–8: Potpora u jednoj i dvije točke i podržana vješalica.
3. Potpuni registratori
Spojni nosači
Pune grede, po uzoru na I-profile čeličnih konstrukcija, pojavljuju se u obliku greda spojenih šipkama, lijepljenih ili bojanih čavlima. Gornja granica raspona je 15 m. Što se tiče visine konstrukcije, slično čeličnim konstrukcijama, trebala bi biti u rasponu od 1/8 do 1/12. Najjednostavniji oblik rebra predstavlja okomito postavljena talpa, povezana vijcima i vijcima s pojasevima (sl. 9). Kod ovih oslonaca treba izbjegavati okomice za ukrućenje koje se izrađuju od otpadnog drva i postavljaju između pojaseva, jer pri skupljanju drva onemogućuju smanjenje visine, te mogu dovesti do otkidanja rebra.
Slika 9: Najjednostavniji oblik rebra pune grede.
Na sl. 10 prikazuje jednostavnu gredu raspona 14,04 m. Komponente na rebrima obložene su lijepljenim komadima šperploče. Rebra su osigurana ukrutima od struganih greda protiv ispupčenja. Potreban pritisak kod lijepljenja elemenata osiguravaju vijci koji su ostali u konstrukciji nakon stvrdnjavanja ljepila radi sigurnosti. Rebro se sastoji od dva sloja dasaka debljine 24-40 mm, koje su međusobno ukrštene i prikovane čavlima. Za spajanje većine elemenata koriste se tiple i vijci, odnosno čavli. U slučaju da su pojasevi sastavljeni od više dasaka, njihov pomak prema rebru se povećava što su daske dalje od rebra. Komprimirani pojas mora se ispitati na savijanje. Na sl. 11 prikazan je jedan primjer prema ruskim standardima.
Slika 10: Jednostavna greda raspona 14,04 m.
Slika 11: Primjer povezivača greda prema ruskim standardima.
Manja krutost prikazana je šupljim nosačima (sl. 12). Gornji i donji pojas čine svaki po jednu struganu gredu, kojoj se lako može dati potreban prepust. Korisno je ugraditi nagnuti prešani element u blizini kreveta, koji se naslanja na donji i gornji pojas s usjekom; povećava krutost grede, iako ne mnogo.
Slika 12: Šuplji nosač.
Veziva za luk
Na sl. 13 prikazano je vezivo za skladište soli u Nizozemskoj. Raspon je 54 m, razmak pričvršćivača je 5,4 m. Prednaprezanje postignuto savijanjem ploča koje se lijepe nema zamjetan utjecaj na nosivost konstrukcije. Smanjenje momenta inercije i momenta otpora za lijepljene dijelove nije potrebno.
Slika 13: Lučno vezivo za skladište soli u Nizozemskoj.
Na sl. 14 prikazuje lagani trozglobni nosač okvira izrađen lijepljenjem. Rebro se sastoji od ploča širine 18 cm do 20 cm, debljine 5 cm, koje se nakon sušenja lijepe jedna za drugu te za donju i gornju traku kaurit ljepilom sa žutim dodatkom za hladno stvrdnjavanje.
Slika 14: Lagani trozglobni nosač okvira napravljen lijepljenjem.
Vrlo su ekonomični spojevi zakovicama, čije se rebro sastoji od dva sloja ukrštenih dasaka pod pravim kutom, na koje je kao pojaseve prikovano nekoliko okomitih dasaka postavljenih prema obliku luka. Postoji mogućnost korištenja relativno slabe i kratke drvene građe čak i za najveće raspone.
4. Rešetkasti pričvršćivači
Moderne drvene rešetkaste konstrukcije po oblicima i sustavima uglavnom se uspoređuju s čeličnim konstrukcijama, iako nisu uvijek racionalne za drvene konstrukcije. Drvene konstrukcije projektirane su tako da se u bočnim vezama javlja što manja sila. Sekundarna naprezanja nemaju važnost koju imaju u čeličnim konstrukcijama. Šipke kojima dominiraju manji otočići često ne moraju biti spojene središnje, osobito ako se postignu konstruktivna pojednostavljenja. Rešetkaste konstrukcije su ekonomičnije od punih nosača, ako postoji dovoljna konstrukcijska visina. Oni, međutim, stolara i materijal stavljaju pred teže zadatke.
Donji pojas grednih spojnica uglavnom je vodoravan, tj. prilikom krojenja dobiva određeni prepust koji se mjeri na način da se ne savija prema dolje pod punim opterećenjem. Vrijednost prepusta ovisi o vanjskim sredstvima, vlažnosti zgrade i statičkoj visini pričvrsnih elemenata. Bolje je dati nešto veći prepust nego premali. Gornji pojas proteže se uglavnom paralelno s krovnim pokrovom.
U slučaju premalog nagiba (ispod 6%) postoji opasnost da se uz malu visinu konstrukcije i čvorove popuštanja stvore suprotni padovi u blizini korita sa svojim lošim posljedicama. Nagib statički efektivne šipke gornjeg pojasa na postelji ne smije biti manji od 1:3.
Paralelna podrška
Čuveni Howe's primjenjuje se i danas (sl. 15). Dijagonale su postavljene tako da primaju pritisak pri punom opterećenju, dok su vertikale zategnute. Vertikale su čelične šipke kružnog presjeka s maticama s obje strane (sl. 15, desno). U slučaju da se nosač savije prema dolje zbog skupljanja drva ili nepravilne konstrukcije, matice se mogu naknadno zategnuti. Za manje raspone ili s manjim opterećenjem vertikale se mogu napraviti i u obliku kliješta (sl. 15, lijevo). Preporuča se da konstruktivna visina, slično punim nosačima, bude u rasponu od 1/8 do 1/12; za veće raspone i teža opterećenja uzima se do 1/6.
Slika 15: Howeova paralelna zraka.
Jednosmjerni krovni pričvršćivači
Na sl. Prikazani su 16 i 17 jednožilni sustavi vezivanja za male i srednje raspone i za mala opterećenja.
Slike 16–20: Jednocijevni i trokutasti sustavi krovnih veznika.
Slika 21: Pojedinosti o rešetkastom vezivu.
Trokutasti zatvarači
Trokutaste spojnice (sl. 18 do 22) za manje i srednje raspone predstavljaju najekonomičnije i najrasprostranjenije spojnice za drvene konstrukcije. Najveće sile remena ne javljaju se u sredini raspona, već na osloncima. Budući da su šipke napunjene, čak i kod asimetričnog opterećenja dolazi samo do napetosti, odnosno pritiska, bez izmjeničnih napona, to uvelike pojednostavljuje izradu čvorova, posebno kod drvenih konstrukcija. Na sl. 22 prikazuje registrator za gradsku vijećnicu u Holzmindenu. U slučaju većih raspona izrađuju se trokutasti spojni elementi s podignutom strehom (sl. 23).
Slike 22 i 23: Trokutasti registrator gradske vijećnice i povišeni registrator nadstrešnica.
Mansardni pričvršćivači
Pričvršćivači mansarde (sl. 24 do 26) za raspone od 15 m do 35 m pokazali su se vrlo ekonomičnim. Za visine sustava preporučuju se rasponi od 1/8 do 1/6. Za pokrivanje dolaze u obzir: valovite ploče od azbestnih vlakana, kao i krovni papiri. Najmanje 6% treba usvojiti za nagib blago nagnutog dijela krova. Na sl. 26 prikazuje liniju sustava veziva za radna postrojenja München-Ost, zajedno s nekoliko važnijih čvorova - sustav Kübler. Raspon je 26,5 m, a razmak pričvršćivača je 7 m.
Slike 24 i 25: Mansardni pričvršćivači.
Slika 26: Linija sustava i čvorovi mansardne spone za tvornicu München-Ost.
Parabolični i lučni zatvarači
Kod krovova velike vlastite težine i malog nagiba, odnosno malih površina izloženih vjetru s približno ravnomjerno raspoređenim opterećenjem snijegom, racionalno je oblik pričvrsnih elemenata prilagoditi nosivoj liniji. Ispune šipki paraboličkih spona ne primaju nikakve sile kada je opterećenje ravnomjerno raspoređeno. Njihova je zadaća primiti nasumične neravnine u opterećenju i spriječiti savijanje gornjeg pojasa u ravnini spojnica. Šipke za punjenje moraju biti vezane tako da mogu podnijeti napetost i pritisak. Gornji rub se piljenjem oblikuje u luk (sl. 27). Na sl. 28 prikazuje liniju sustava i tri karakteristična vezivna čvora.
Slika 27: Parabolični zatvarač s gornjim rubom obrađenim u obliku luka.
Slika 28: Linija sustava i karakteristični vezivni čvorovi.
Ako se, u slučaju vrlo velikih raspona, samo nosač krovnog pokrova koristi kao rešetkasti nosač (sl. 29), tada se donji pojas, koji prima pritisak, mora poduprijeti na vijencima s klinovima. Zbog promjenjivog nagiba za pokrivanje krova dolazi u obzir neterirana ljepenka. Postoji mogućnost stvaranja ravnomjernog nagiba krova, bilo uzdignutim rogovima koji se naslanjaju na strehu i sljeme, bilo zidom strehe, odnosno ugradnjom dvostrešnog krova sa što blažim nagibom.
Dvozglobni i trozglobni spojni elementi
Dvozglobni okviri prikazani su na sl. 30 i 31. Izrada krutih čvorova na uglovima stvara određene poteškoće, koje se lako mogu prevladati korištenjem ploča za čvorove zalijepljenih umjetnom smolom. Izmjenični naponi pojavljuju se u šipkama za punjenje, što čini čvorove nezgodnima za izradu. Na sl. 32 prikazuje dvozglobni rešetkasti okvir za jedan zaklon za čamac (razmak vezivanja je 5,6 m). Na sl. Predstavljen je 33 trozglobni veziv. Pravi zglobovi uglavnom ne dolaze u obzir; dovoljna je samo određena mobilnost. Za velike i najveće raspone prvenstveno se koriste trozglobne spojnice, jer su za tu namjenu ekonomične i mogu se tehnički dobro obraditi.
Slike 29 i 30: Rešetkasti nosač krovnog pokrivača i dvozglobnog okvira.
Slike 31 i 33: Okvir s dva spoja i vezivo s tri spoja.
Slika 32: Dvostruko spojeni rešetkasti okvir za sklonište za čamac.
Višebrodske hale
Na sl. 34, 35 i 36 praktični su tipovi višebrodnih dvorana. Na sl. 36 je registrator svečane dvorane pjevačkog društva u Beču. Za izradu veza korištene su prstenaste perle.
Slike 34 i 35: Praktični tipovi višebrodskih hala.
Slika 36: Registrator svečane dvorane pjevačkog društva u Beču.
5. Tornjevi, skele i tribine
Drvo kao građevinski materijal dolazi u obzir za izradu tornjeva za zvjezdarnice i vidikovce, crkvenih tornjeva, kao i tornjeva za industrijska postrojenja. Stabilnost trajnih građevina uglavnom se postiže stezanjem stupova u temelje. Objekti privremene namjene često se osiguravaju vezivanjem čeličnim užadima zategnutim u najmanje tri smjera. Baza je uglavnom kvadratna ili pravokutna. Trokutasti temelji mogu na kraju biti ekonomični. Posebno treba paziti da se voda ili prljavština ne skupljaju u čvorovima tornjeva koji nemaju oblogu i da zrak može cirkulirati oko svih dijelova. Za trajne objekte treba koristiti samo impregnirano drvo. Impregnacija u potpunosti postiže svoj cilj samo ako se izvodi nakon rezanja materijala, ali prije montaže. Preporuča se koristiti oblo drvo za stupove, unatoč činjenici da je izrada spojeva teža.
Slika 37: Drvena tribina u Leipzigu.
Osim toga, drvo se korisno koristi za izradu skela i tribina. Na sl. 37 prikazuje jednu tribinu u Leipzigu. Za vanjska sredstva korišteni su mozgovi aligatora s zubnim prstenom. Ako tribine trebaju služiti samo u privremene svrhe, nikada se ne natkrivaju. Međutim, potrebno je voditi računa o tome da se dizajn izvede s najvećom pažnjom i da se prije svega postave potrebna uzdužna i poprečna ukrućenja. Kako bi se materijal mogao ponovno upotrijebiti nakon rastavljanja, čvorovi trebaju biti konstruirani tako da su oštećenja što manja.
6. Mostovi
Za gradnju mostova drvo je, osim kamena, ranije imalo važnu ulogu. Što se tiče trajnosti predmeta, odnosi su se bitno promijenili. Zbog stalnog porasta osovinskih pritisaka i dinamičkih opterećenja ovo je građevinsko područje za drvene konstrukcije gotovo potpuno izgubljeno. Drveni mostovi danas nisu u upotrebi, ali će u nastavku teksta biti opisano kako su se gradili i koristili u prošlosti.
Za mostove se smije koristiti samo drvo II ili I klase kvalitete; kod ugradnje drvo mora biti barem polusuho, a ugraditi ga treba tako da se može dalje sušiti. U tu svrhu impregnacija i zaštitni premazi, koji se u ovom slučaju moraju nanijeti nakon obrade i prije montaže, sami po sebi nisu dovoljni.
Dopušteni su spojevi čavlima za mostove ako se može spriječiti prodor vlage između drvenih elemenata spojenih čavlima ako se na taj način čavli mogu zaštititi od loma uslijed hrđanja. Ljepljeni spojevi dopušteni su samo ako se koristi ljepilo od umjetne smole, koje je potpuno otporno na vlagu.
Slika 38: Poprečni presjek kolničke ploče privremenog mosta preko rijeke Weser u Höxteru.
Za privremene mostove uglavnom su primjenjivani kombinirani konstruktivni sustavi, za čije su glavne nosače korišteni čelični I-profili, dok su ostali dijelovi gornje i donje mehanizacije bili drveni. Na sl. 38 prikazuje poprečni presjek kolnika privremenog mosta preko rijeke Weser u Höxteru. Mostovi mogu biti bez uzdužnih nosača, a ponekad i bez poprečnih nosača, što ovisi o vrsti mosta i njegovoj namjeni. U tom slučaju kolnik se oslanja izravno na glavne nosače. Mnogi od tih mostova bili su projektirani za pješački promet. Na sl. 39 prikazuje zaštitni most ispod žičare.
Slika 39: Zaštitni most ispod žičare.
Povezane teme
Više o materijalu pogledajte na stranici Materijali, a o načinu rada tvrtke na stranici Proizvodnja. Za primjenu drva u stolariji pogledajte drveni prozori i drvo-aluminijski prozori.