LEPLJENO LAMELIRANO DRVO

LEPLJENO LAMELIRANO DRVO (LLD)  Nemanja P. Stojanović, RG−6848/09

1. ...NEŠTO KAO UVOD

Drvo kao građevinski materijal primenjivano je od najstarijih vremena . Pored kamena, to  je dugi niz godina bio osnovni osnovni materijal za građenje. I danas, danas, pored progresa čelika čelika i betona u   ako ne kao osnovni, savremenom građevinartstvu, drvene konstrukcije imaju svoje mesto –  ako ono kao neminovni, usputni, pomoćni materijal za građ enje (skele, oplate, i sl.). Zadnjih decenija drvo dobija i ima sve veću primenu u izgradnji modernih –   stalnih objekata, a posebno posebno arhitektonskih arhitektonskih građevina, građevina, objekata objekata sa sa svim elemtima savremene savremene arhitekture. Ova renesansa i prodor drvenih konstrukcija, jako sputavana mnogim nepovoljnostima, rezultat je poznavanja drveta kao materijala i primene lepljenih drvenih konstrukcija (kvalitnih spojnih sredstava). Drvene konstrukcije po svojoj definiciji su skup elemenata od drveta, preko kojih se

oblikuju određeni i svrsihodni prostori i preko kojih se prenose određena opterećenja. Mala zapreminska masa drveta drveta (drvo je 13 puta lakše od čelika i 4 puta lakše od betona!) i relativno velika čvrstoća paralelno sa vlaknima, laka obrada i posebno što je ista nezavisna o d vremenskih uslova, velike mogućnosti oblikovanja kako poprečnog preseka tako i siluete konstrukcionog elementa, mogućnosti primene najrazličitijih statičkih sistema i dispozicije ugrađenog materijala prema intenzitetima statičkih uticaja i što je takođe  bitna odlika, sloboda u izboru dužine elemenata, jednako dobro korišćenje u stalnim i privremenim konstrukcijama, mala osetljivost materijala na temperaturne promene, mogućnosti montaže i dislociranja konstrukcije  –  postavljaju  –  postavljaju drvo kao matrijal za građenje u ravnopravne odnose sa drugim materijalima koji se koriste u građevinarstu. Međutim drvo ima i svoje nedostatke i mane. One se manifestuju u: anizotropiji i kvalitetima uslovljenim biološkim faktorima (rastom drveta), mogućim greškama u drvetu –  truljen je podložnost uticaja gljiva i insekata, zavisnost mehičkih osobina od % vlažnosti, zapaljivosti drvegta i rad drveta na vazduhu  –  skupljanje   skupljanje i bubrenje. No, o ovim negativnim stranama drveta ne treba posebno voditi računa, jer savremenost tehnologije građ enja, korišćenjem sitne građe, odnosno decidnim odstranjivanjima oštećenih delova drveta i upotrebom efikasnih hemiskih sredstava 100% se isključuju sve ove nepovoljnosti. Na primer,  jala.  protivpožarna sigurnost sigurnost za lamelirano lamelirano drvo veća je nego nego kod drugih drugih materi jala. Korišćenjem sitne građe željenog kvaliteta i savremenih lepkova za njihovo spajanje u monolitne željenog oblika i veličine –  nema ograničenja u pogledu dimenzija poprečnog  preseka i oblika siluete. Dugogodišnje Dugogodišnje neracijalno i na tradicijama zasnovano korišćenje drveta dovelo je do toga da se na ovaj materijala skeptično gleda. Međutim, kako se iz prednjeg vidi, to nije tako. S obzirom na stanje i mogućnosti drvene industrije, htenja u savremenim drvenim konstrukcijama, sva ovakava mišljenja treba isključiti kao neumesna i neosnovana. Upotreba po svaku cenu drugih materijala –  betona  betona na primer na mestima i pod okolnositam kada mu tu nije mesto dovodi do forimiranja hladnih i za čoveka neprijatnih ambijenta i sredina, do konstkcija ne samom neekonomičnih, već i stalnih u savremenom i modernom gradjevinarstvu u celini, posebno konstrukterstvu. Iako je drvo organska materija, organski materijal sa potpunom anizotropijom i materijal zavistan od mnogih prirodnih faktora – vlage,  – vlage, vrste drveta, načina obrade, tretmana tr etmana i ponašanja

 pod opterećenjem i sličnog moguće je u savremenim drvenim konstrukcijama kontrolisano vladati svim njegovim svojstvima i kvalitetima i naterati ovakav građevinski materijal da radi i da se ponaša po želji graditelja. Sigurno je, i post oje podaci, da je kroz vreme rezultirao niz

ispitivanja i istraživanja ovog materijala, ponašanje u raznim uslovima –  a sve to skupa vodi ka progresu, racionalnim i svrsishodijem korišćenju drveta kao materijala za građenje. U ne malo primera drvo se uspešno nosi sa betonom i čelikom. Čvrstoća drveta (I kvalitetne klase) veća je nego čvrstoća nekih betona i u Propisima mnogih zemalja, pa i kod nas, dozvoljena naprezanja su dosta visoka. Samo prvorazredno poznavanje drveta i njegovih svojstava konvergira optimalnim

drvenim konstrukcijama. Na primer beton je izvanredan građevinski materijal u pogldu konstruktivnih odlika i elastomehaničkih osobina ali sa jednim nepovljnim svojstvom –  a to je velika zapreminska masa. Zapreminska masa betona je γ b=2500kg/m³ a do pušteni naponi na savijanje variraju u zavisnosti od marke betona. Odnos sopstvene težine jednog materijala  prema dopuštenim naponima za taj isti materijal daje pogodan parametar za međusobne komparacije različitih materijala sa aspekta primene i svrsishodnog korišćenja, odnosno ekonomničnosti. Neposredno je, da ekonomičnost jednog materijala zavisi od mnogih i drugih uslova i parametara. Armirani beton ima najmanji dopušteni napon u odnosu na svoju zapreminsku masu a lepljno lamelirano drvo približno visoko kvalitetnim čelicima. Ova činjnica ukazuje da jedan nosač od drveta čije dimenzije zavise od sopstvene težine i korisnog opterećenja s obzirom na malu sopstvenu težinu može da primi mnogo veće korisno opterećenje u odnosu na nosače od drugog materijala –  nosač od drveta je ekonomičniji! Svakodnevne potrebe gradjevinarstva i arhitekture traže od graditelja sve novije i sve savremenije konstrukcije, primenu i korišćenje sve novijih materijala, a samim tim i sve veću ekonomiju. Isto tako u sve intenzivnijem životu čoveka kao neposrednog korisnika ovih gradjevina u eri savremenih tehnologija i nepresušnih tekovina tehničke revolucije XX veka, a čovek i njegova okolina imperativno traže materijale koji će oplemeniti sredinu u kojoj egzistira, tako obikovane vo lumene i konstrukcije koje će učiniti njegov život bogatijim i estetično sadržajnijim, a samim tim i prodktivnijim. Savremene drvene konstrukcije jedako dobro mogu se koristiti za sve vrste gradjevinskih objekata, kao u visokogradnji tako i u niskogradnji . Mogu se koristiti kao pomoćne

konstrukcije. Međutim njihov značaj je veći kada se koriste kao stalne gradjevine posebno u arhitekturi, na primer za konstrukcije zgrada i hala od drveta najrazličitijih oblika, funkcije i veličine. Isto tako njihova sadrža jna primena je i u gradjenju suptilnih konstrukcija mostova, kao i u mnogim drugim slučajevima. Činjenica je kada se izuzmu neki primeri iz skorašnje inžinjerske prakse da se kod nas drvo relativno malo koristi za stalne konstrukcije. Razlog za ovakvo stan je treba tražiti u nerazvijenosti industrijske proizvodnje ili bolje rečeno kadrovskoj i tehničkoj neopremljenosti naših proizvodjača savremenih drvenih konstrukcija. Treba dodati i pogrešno ukorenjeno mišljenje da je drvo pogodan materijal isključivo za privremene i pomoćne konstrukcije (i u ratnim uslovima). Što se tiče industriske proizvodnjei i tehničke opremljenosti naših  proizvodjača savremenih drvenih konstrukcija zadnjih godina u mnogome se popravilo i  permanentno se popravlja. Postepeno se ali dosta usporeno, menja i odnos čoveka ili bolje rečeno investitora i graditelja prema ovim i ovakvim konstrukcijama. Deplasirana su mišljenja da drvo kao materijal ne može da zadovolji stremljenja savremenih konstruktora jednog kreativnog plodnog gradjevinskog inžinjera i zahteve koji se pored njega postavljaju. Ovakva mišljenja, a ona su evidentna i neopravdano stoje, zasnivaju se uglavnom na iskustvu stečenom u radu sa klasičnim drvenim konstrukcijama. Ovome treba dodati da ima primera da je ovakvo mišljenje i na osnovu komprovitovanih konstrukcija od drveta kao posledica lošeg i neadekvatnog projektovanja i rdjavog gradjenja. Razvoj savremene tehnologije u oblasti proizvodnje konstrukcija od drveta i kompozita na  bazi drveta, zadnjih decenija doveo je do pune afirmacije i progresa drvenih konstrukcija.

Svojim superiornim osobinama (mala zapreminska masa, velika čvrstoća materijala, mala

osetljivost materijala na temperaturne promene, mogućnost primene velikih raspona...) lepljeno lamelirano drvo postaje pravi konkurent konstrukcijama od drugih materijala. Drvo ima primenu u visokogradnji kod krovova malih i velikih raspona, konstrukcijama

hala, montažnih kuća, u saobraćajnim konstrukcijama kod mostova i skela i u hidrotehničkim konstrukcijama kod akvadukta i brana.

Drveni most

Drvena montažna kuca

Konstrukcija drvene sportske hale

Poboljšanje karakteristike drveta lepljenjem bilo je poznato još u starom Egiptu, o čemu svedoče tragovi lepljenih predmeta i crteža koji su otkriveni u grobovima faraona. Prema istoriskim spisima grčke i rimske kulture za ljepljenje drveta korišćenje proteinski lepak biljnog i životinjskog porekla. Ovi lepkovi su zadržali svoj značaj vrlo dugo. U Evropi 1890. godine  prvi put se pojavljuje lepljeno lamelirano drvo kao nekorodirajući materijal z a potrebe železnice. Hester je u Nemčkoj prvi formirao noseću lameliranu konstrukciju pomoću kazeinskog lepka. Mnoge ovakve konstrukcije koje su izvedene još pre 1914. godiene bile su korišćene do 1950. godine a neke koje su bile sačuvane od vlage još i da ns ne pokazuju znake raspadanja.

U Americi 1920. godine u Čikagu jedna od prvih primena lepljenog lameliranog drveta bila  je od elementa segmentne rešetke. Pojasni štapovi rešetke bili su izradjeni od lameliranog drveta a djagonale od rezane građe. Ovaj popularni oblik drvene rešetke često se koristi danas za raspone do 35m. Prva lepljena lamelirana konstrukcija koja je nagovestila novu epohu u

istoriji gradjenja drvetom formirana je u Wisconsinu 1930. godine u Američkom institu „U.S. Forest Products Labor atory“ primenom sintetičkih lepkova. U SSSR−u lepljena lamelirana konstrukcija bila je napravljena 1938. godiene. Proizvodnja ovih konstrukcija zahtevala je mnogo truda i vremena, bez posebne garancije kvaliteta. Ove konstrukcije nisu našle široku primenu sve do 1950. godine.

Period od 1930.−1941. godine karakteriše primena lakih lepljenih lameliranih lučnih nosača za izgradnju farmi. Do početka drugog svetskog rata proizvodnja i gradjenje lepljenim lameliranim drvetom po svom značaju jedva je vredno spome na. Za vreme drugog svetskog rata zbog nedostatka čelika, iznenadni zahtevi za drvenim konstrukcijama je naglo poraslo potrebom za vojne industrijske objekte. Klasične drvene konstrukcijenisu mogle da zadovolje novonastale potrebe. Pojačana istraživanja u tom pravcu doveli su do značajnih rezultata. Počinje uspešna primena vodootpornih lepkova. U Kanadi se 1941. godine izradjuju prve lepljene lamelirane konstrukcije u ratnim uslovima. Vojna skladišta u blizini Toronta sadržala su 545 lepljenih vezača dimen zija 8x35

inča (oko 20x89cm) raspona 45 stopa (13,7m). U Švajcerskoj u Bazelu je 1941./1942. godine sagradjena izložbena hala raspona 45m od lepljanog lameliranog drveta, što je u to vreme bio rekord. Proizvodnja lepljenih lameliranih konstrukcija u visoko

razvijenim zemljama dobija šire razmere tek 1950. godine. Usavršeni tehnološki proces proizvodnje, visok stepen automatizacije proizvodnje, primena sintetičkih vodootpornih lepkova podigli su kvalitet ovim konstrukcijama koje nalaze svoje mesto u sve većoj konkurenciji sa čeličnim i betonskim konstrukcijama.

Pronalazak lepka na bazi rezorcin−formaldehida, u Engleskoj 1947. godine, otvara nove mogućnosti primene lepljenih lameliranih konstrukcijama u hemijskim agresivnim i vlažnim sredinama. U periodu posle

1950. godine proizvodnja ovih konstrukcija se širi i na zemlje koje su siromašne drvetom kao što su V. Britanija, Japan, Belgija, Holandija, Danska i druge.