Za večje obremenitve in razpone se izračunajo prerezi nosilcev, ki jih je težko dobiti v zahtevanih dolžinah. V takih primerih je treba preiti na kompleksne konstrukcije. Konstrukcije, opisane pod 1 in 2, so v celoti ročno delo. V tem primeru je uporaba sodobnih povezovalnih sredstev povsem primerna.
1. Žarek, povezan s tramovi
Po dva nosilca, včasih pa tudi po tri nosilce, pri izdelavi mostov postavimo enega na drugega in nato medsebojno povežemo z mozniki in vijaki. V kolikšni meri bo takšen prerez dosegel nosilnost ustreznega polnega prereza, je odvisno od učinkovitosti možganov, stopnje vlažnosti materiala in kakovosti izdelave. Temu ne bo nikoli popolnoma tako. Po standardu DIN je uporni moment za dva nosilca W=0,85 bh__2_/6_, za tri nosilce pa W=0,7 bh__2_/6._ Za mostove se ti koeficienti zmanjšajo na 0,8 oziroma 0,6. Pri izračunu upogiba predpostavimo, da je vztrajnostni moment za dva nosilca I=0,6 bh__3_/12_, za tri nosilce pa I=0,3 bh__3_/12_. zategnite.
Slika 1: Nosilec, povezan z nosilci, ki se uporablja kot podkonstrukcija v medetažni konstrukciji.
Za pravokotne tesarske možgane, ki so vedno izdelani iz hrastovega lesa, je najprimernejša globina vreza 1/8 do 1/10 višina posameznih nosilcev; vlakna vrvice in vlakna tramov morajo segati v isto smer.
Da bi preprečili upogibanje navzdol, nosilcem z možgani pred končno montažo dodamo previs ali puščico proti sredini razpona. Nosilci so med seboj povezani z vijaki, žlebljenje vtičnic pa poteka v eni delovni fazi z verižnim utornim strojem. Na sl. 1 prikazuje nosilec s klini, ki se uporablja za podkonstrukcijo v medetažni konstrukciji. Nosilci z oporniki so izdelani do obsega 15 m.
Nosilce z možgani uporabljajte le izjemoma, saj vse vrste poleg relativno nizke nosilnosti zahtevajo veliko dela in veliko porabo materiala. Pomembno je, da so deformacije, ki jih povzroči obremenitev, čim manjše.
2. Obešalnik, podpora in podprt obešalnik
V primeru, da je normalni prerez nosilca nezadosten, v njegovi ravnini pa je na spodnji ali zgornji strani dovolj prostora (npr. na strešnih stolih, mostovih, gradbenih odrih ipd.), obstaja možnost postavitve obešalnika oz. podpora ali kombinacija obešala in podpore. Glede na število točk, kjer se izvede obešanje ali podpora, obstajajo enostavna in dvojna obešala ali enostavna in dvojna podpora. Pri izračunu enostavnega obešala (sl. 2) se upošteva, da steber ali navpični in oboje Škarje so nameščene nad polovico razpona in se prenašajo na ležaje s polovico obremenitve, ki enakomerno porazdeljena deluje na horizontalno napetost. Na sl. 3 prikazuje povezavo med vertikalo in napetostjo. Na sl. 4 prikazuje dvojno obešalo, ki predstavlja nosilno strešno konstrukcijo (leva polovica: streha s trakovi, desna polovica: streha z venci).
Slike 2–5: Enostavno in dvojno obešalo, povezava navpičnic in napetosti ter vozel gredi, stebra in prečke.
Vodoravna palica med dvema vertikalama se imenuje razpelo. Na sl. 5 prikazuje vozlišče, kjer se srečajo prečka, steber in prečka; v primeru velikih obremenitev je nameščen vozličasti list. Na nosilcu se nosilna konstrukcija nahaja pod tramom, ki je podprt na eni točki (slika 6) ali dveh točkah (slika 7). V tem primeru mora podpora prejeti vodoravno komponento (potisk). Za povečanje napetosti je alternator na sliki 7 nanj povezan z maticami in vijaki. Na sliki 8 je prikazan podprt obešalnik, ki predstavlja kombinacijo obešalnika in nosilca. Da bi lahko reze izvajali brez nadaljevanja, mora biti napetost dvojna.
Slike 6–8: Eno- in dvotočkovna podpora ter podprto obešalo.
3. Popolne registratorje
Pritrdilni elementi
Masivni nosilci po vzoru I-profilov jeklenih konstrukcij se pojavljajo v obliki nosilcev, spojenih z možgani, lepljenih ali lakiranih z žeblji. Zgornja meja razpona je 15 m. Kar zadeva strukturno višino, mora biti podobno kot pri jeklenih konstrukcijah v območju od 1/8 do 1/12. Najpreprostejšo obliko rebra predstavlja navpično postavljena talpa, povezana s sorniki in vijaki s pasovi (sl. 9). Pri teh nosilcih se je treba izogibati ojačitvenim vertikalam, ki so izdelane iz odpadnega lesa in so postavljene med pasove, saj ob krčenju lesa preprečujejo zmanjšanje višine in lahko povzročijo odtrganje rebra.
Slika 9: Najenostavnejša oblika rebra tramovega vezica.
Na sl. 10 prikazuje preprost nosilec razpona 14,04 m. Komponente na rebrih so prekrite z lepljenimi kosi vezanega lesa. Rebra so zavarovana z ojačitvami iz strganih tramov proti izbočenju. Potreben pritisk pri lepljenju elementov zagotavljajo vijaki, ki zaradi varnosti še ostanejo v konstrukciji po strditvi lepila. Rebro je sestavljeno iz dveh slojev desk debeline 24-40 mm, ki sta med seboj prekrižani in pribiti z žeblji. Za povezavo z večino elementov se uporabljajo mozniki in vijaki ali žeblji. V primeru, da so pasovi sestavljeni iz več desk, se njihov pomik proti rebru poveča, če so deske bolj oddaljene od rebra. Stisnjen pas je treba preskusiti glede upogiba. Na sl. 11 prikazan je en primer v skladu z ruskimi standardi.
Slika 10: Enostavni nosilec razpona 14,04 m.
Slika 11: Primer veziva tramov po ruskih standardih.
Manjšo togost kažejo votle podpore (slika 12). Zgornji in spodnji pas tvorita vsak en strgani nosilec, ki mu je mogoče zlahka dati potreben previs. V bližini postelje je koristno namestiti nagnjen stisnjen element, ki se z zarezo nasloni na spodnji in zgornji pas; poveča togost žarka, čeprav ne veliko.
Slika 12: Votla podpora.
Veziva za loke
Na sl. 13 prikazano je vezivo za skladišče soli na Nizozemskem. Razpon je 54 m, razdalja med pritrdilnimi elementi je 5,4 m. Prednapetost, ki jo dosežemo z upogibom lepljenih plošč, nima opaznega vpliva na nosilnost konstrukcije. Zmanjšanje vztrajnostnega in uporovnega momenta za lepljene dele ni potrebno.
Slika 13: Vezivo za lok za skladišče soli na Nizozemskem.
Na sl. 14 prikazuje lahek nosilec okvirja s tremi členi, izdelan z lepljenjem. Rebro je sestavljeno iz plošč širine 18 cm do 20 cm, debeline 5 cm, ki se po sušenju zlepijo med seboj ter na spodnji in zgornji pas s kaurit lepilom z rumenim dodatkom za strjevanje pri hladnem.
Slika 14: Lahka trizglobna podpora okvirja, izdelana z lepljenjem.
Zelo ekonomični so kovičeni ločni spoji, katerih rebro je sestavljeno iz dveh plasti pravokotno prekrižanih desk, na katere je kot pasove pribitih več navpičnih desk, postavljenih po obliki loka. Obstaja možnost uporabe relativno šibkega in kratkega lesa tudi za največje razpone.
4. Rešetkasti pritrdilni elementi
Sodobne lesene rešetkaste konstrukcije po oblikah in sistemih večinoma primerjamo z jeklenimi konstrukcijami, ki pa niso vedno racionalne za lesene konstrukcije. Lesene konstrukcije so zasnovane tako, da se v stranskih povezavah pojavi čim manjša sila. Sekundarne napetosti nimajo takega pomena kot pri jeklenih konstrukcijah. Palic, v katerih prevladujejo manjši otoki, pogosto ni treba povezati centralno, zlasti če so dosežene konstruktivne poenostavitve. Mrežaste konstrukcije so bolj ekonomične kot polne podpore, če je konstrukcijska višina zadostna. Ti pa postavljajo mizarja in material pred težje naloge.
Spodnji pas pritrdilnih tramov je večinoma vodoraven, torej med krojenjem dobi določen previs, ki je odmerjen tako, da se pri polni obremenitvi ne upogne navzdol. Vrednost previsa je odvisna od zunanjih sredstev, vlažnosti zgradbe in statične višine pritrdilnih elementov. Bolje je dati nekoliko večji previs kot premajhen. Zgornji pas se razteza večinoma vzporedno s strešno kritino.
V primeru premajhnega naklona (pod 6%) obstaja nevarnost, da se ob majhni konstrukcijski višini in popuščajočih vozlih ustvarijo nasprotni padci v bližini ležišča s svojimi slabimi posledicami. Naklon statično učinkovite palice zgornjega pasu na postelji ne sme biti manjši od 1:3.
Vzporedni oklepaji
Slavi Howe's se uporablja še danes (sl. 15). Diagonale so nameščene tako, da so deležne pritiska pri polni obremenitvi, medtem ko so vertikale napete. Vertikale so jeklene palice okroglega preseka z maticami na obeh straneh (slika 15, desno). V primeru, da se nosilec zaradi krčenja lesa ali nepravilne konstrukcije upogne navzdol, lahko matice naknadno zategnete. Za manjše razpone ali z manjšo obremenitvijo se lahko vertikale izdelajo tudi v obliki klešč (slika 15, levo). Priporočena višina konstrukcije je, podobno kot pri polnih nosilcih, v območju od 1/8 do 1/12; za večje razpone in večje obremenitve se uporablja do 1/6.
Slika 15: Howejev vzporedni žarek.
Enožični strešni pritrdilni elementi
Na sl. Prikazani so 16 in 17 enožilni vezni sistemi za majhne in srednje razpone ter za majhne obremenitve.
Slike 16–20: Enocevni in trikotni strešni sistemi.
Slika 21: Podrobnosti o mrežastem vezivu.
Trikotne sponke
Trikotne spojke (sl. 18 do 22) za manjše in srednje razpone predstavljajo najbolj ekonomične in razširjene spojke lesene konstrukcije. Največje sile jermena se ne pojavljajo na sredini razpona, ampak na nosilcih. Ker so palice polnjene, se tudi pri nesimetrični obremenitvi pojavlja le napetost, tj. pritisk, brez izmeničnih napetosti, kar močno poenostavi izdelavo vozlov, predvsem pri lesenih konstrukcijah. Na sl. 22 prikazuje registrator za mestno hišo v Holzmindnu. V primeru večjih razponov se izdelajo trikotni pritrdilni elementi z dvignjenimi napušči (slika 23).
Sliki 22 in 23: Trikotni registrator za mestno hišo in registrator z dvignjenimi napušči.
Mansardni pritrdilni elementi
Mansardni pritrdilni elementi (sl. 24 do 26) za razpone od 15 m do 35 m so se izkazali za zelo ekonomične. Za sistemske višine so priporočeni razponi od 1/8 do 1/6. Za pokrivanje pridejo v poštev: valovite plošče iz azbestnih vlaken ter strešne kritine. Za naklon rahlo nagnjenega dela strehe je treba sprejeti vsaj 6%. Na sl. 26 prikazuje linijo vezivnega sistema za delovne obrate München-Ost, skupaj z več pomembnejšimi vozlišči - sistemom Kübler. Razpon je 26,5 m, razdalja med pritrdilnimi elementi pa je 7 m.
Slike 24 in 25: Mansardni pritrdilni elementi.
Slika 26: Sistemska linija in vozlišča mansardne vezi za obrat München-Ost.
Parabolični in obločni pritrdilni elementi
Pri strehah z veliko lastno težo in majhnim naklonom, torej majhnih vetrovno izpostavljenih površinah s približno enakomerno porazdeljeno snežno obremenitvijo, je smiselno prilagoditi obliko pritrdil nosilni liniji. Pri enakomerni porazdelitvi obremenitve polnilne palice paraboličnih vezi ne prejemajo nobenih sil. Njihova naloga je sprejeti naključne neenakomernosti v obremenitvi in preprečiti, da bi se zgornji pas upogibal v ravnini pritrdilnih elementov. Polnilne palice morajo biti privezane tako, da prenesejo napetost in pritisk. Zgornji rob se z žaganjem oblikuje v lok (sl. 27). Na sl. 28 prikazuje sistemsko črto in tri značilna vezivna vozlišča.
Slika 27: Parabolična zaponka z obokanim zgornjim robom.
Slika 28: Sistemska linija in značilna vezivna vozlišča.
Če se pri zelo velikih razponih kot rešetkasta podpora uporablja samo nosilec strešne kritine (slika 29), potem je treba spodnji pas, ki je pod pritiskom, podpreti na karnise s čepi. Zaradi spremenljivega naklona za pokrivanje strehe pride v poštev mrežasta lepenka. Obstaja možnost izdelave enakomernega naklona strehe, bodisi z dvignjenimi špirovci, ki se naslanjajo na napušč in sleme, bodisi z napuščem, to je z vgradnjo dvokapnice s čim blažjim naklonom.
Dvo- in tri-zglobni pritrdilni elementi
Dvosklepni okvirji so predstavljeni na sl. 30 in 31. Izdelava togih vozlov na vogalih povzroča določene težave, ki jih je mogoče zlahka premagati z uporabo plošč vozlov, zlepljenih z umetno smolo. V polnilnih palicah se pojavljajo izmenične napetosti, zaradi česar je izdelava vozlov neprijetna. Na sl. 32 prikazuje dvosklepni rešetkasti okvir za eno zavetišče za čoln (vezna razdalja je 5,6 m). Na sl. 33 Predstavljeno je troslojno vezivo. Pravi sklepi večinoma ne pridejo v poštev; dovolj je le nekaj mobilnosti. Za velike in največje razpone se uporabljajo predvsem tričlene spojke, ker so za ta namen ekonomične in jih je mogoče tehnično dobro obdelati.
Sliki 29 in 30: Rešetkasta podpora za strešno kritino in dvosklepni okvir.
Sliki 31 in 33: dvosklepni okvir in trisklepni vezivo.
Slika 32: Dvojno spojen rešetkasti okvir za zavetje čolna.
Večladijske dvorane
Na sl. 34, 35 in 36 so prikazani kot praktični tipi večladijskih dvoran. Na sl. 36 je predstavljen kot vezivo slavnostne dvorane pevskega društva na Dunaju. Za izdelavo povezav so bile uporabljene kroglice v obliki obroča.
Sliki 34 in 35: Praktični tipi večladijskih dvoran.
Slika 36: Vezava slavnostne dvorane pevskega društva na Dunaju.
5. Stolpi, gradbeni odri in tribune
Les kot gradbeni material pride v poštev za gradnjo stolpov za razgledne stolpe in razglednice, cerkvenih stolpov, kot tudi stolpov za industrijske obrate. Stabilnost stalnih objektov se večinoma doseže z vpenjanjem stebrov v temelje. Začasne objekte pogosto zavarujemo z vezanjem z jeklenimi vrvmi, napetimi v vsaj tri smeri. Osnova je večinoma kvadratna ali pravokotna. Trikotne podlage so lahko sčasoma ekonomične. Posebej je treba paziti, da se voda ali umazanija ne zbirata v vozliščih stolpov, ki nimajo obloge, in da lahko zrak kroži okoli vseh delov. Za trajne objekte se uporablja le impregniran les. Impregnacija v celoti doseže svoj cilj le, če se izvede po rezanju materiala, vendar pred montažo. Za stebre je priporočljivo uporabiti okrogel les, kljub temu, da je povezava težja.
Slika 37: Lesena tribuna v Leipzigu.
Poleg tega se les koristno uporablja za izdelavo gradbenih odrov in tribun. Na sl. 37 prikazuje eno tribuno v Leipzigu. Za zunanja sredstva so bili uporabljeni aligatorjevi možgani z zobatim obročem. Če naj bi stojala služila samo za začasne namene, jih nikoli ne pokrijemo. Vendar pa je treba paziti, da je projektiranje izvedeno z največjo skrbnostjo in da so najprej nameščene potrebne vzdolžne in prečne ojačitve. Da se material po demontaži ponovno uporabi, morajo biti vozlišča izdelana tako, da je poškodba čim manjša.
6. mostovi
Za gradnjo mostov je imel prej poleg kamna les pomembno vlogo. Glede trajnosti objekta so se razmerja bistveno spremenila. Zaradi nenehnega naraščanja osnih pritiskov in dinamičnih obremenitev je to gradbeno področje za lesene konstrukcije skoraj povsem izgubljeno. Leseni mostovi danes niso v uporabi, vendar bo naslednje besedilo opisalo, kako so bili zgrajeni in uporabljeni v preteklosti.
Za mostove se lahko uporablja le les II ali I kakovostnega razreda; pri vgradnji mora biti les vsaj pol suh, vgrajen naj bo tako, da se lahko dodatno suši. Za ta namen impregnacija in zaščitni premazi, ki jih je v tem primeru treba nanesti po obdelavi in pred montažo, sami po sebi ne zadostujejo.
Pri mostičkih so dovoljene žebljične povezave, če je mogoče preprečiti vdor vlage med lesene elemente, spojene z žeblji, če je na ta način žeblje mogoče zaščititi pred odpovedjo zaradi rjavenja. Lepljene povezave so dovoljene le, če se uporablja lepilo iz umetnih smol, ki je popolnoma odporno na vlago.
Slika 38: Prerez pločnika začasnega mostu čez Weser v Höxterju.
Za začasne mostove so bili večinoma uporabljeni kombinirani konstrukcijski sistemi, za glavne nosilce katerih so bili uporabljeni jekleni I-profili, ostali deli zgornje in spodnje mehanizacije pa so bili leseni. Na sl. 38 prikazuje prečni prerez pločnika začasnega mostu čez Weser v Höxterju. Mostovi so lahko brez vzdolžnih nosilcev, včasih pa tudi brez prečnih nosilcev, kar je odvisno od vrste mostu in njegove namembnosti. V tem primeru se tlak naslanja neposredno na glavne nosilce. Mnogi od teh mostov so bili zasnovani za promet pešcev. Na sl. 39 prikazan je zaščitni most pod žičnico.
Slika39: Varovalni most pod žičnico.
Sorodne teme
Več o materialu si oglejte na strani Materiali, ter o načinu dela podjetja na strani Proizvodnja. Za uporabo lesa v stavbnem pohištvu glejte lesena okna in okna les-alu.