Недеструктивна IN SITU испитивања квалитета дрвених конструкција архитектонских објеката

Abstract

Процена квалитета дрвених конструкција је у суштини испитивање њихове статичкепостојаности и стабилности. Задаци оваквих процена по својој природи захтевају in situиспитивања, а због техничких специфичности механичког тестирања, првенствено суусмерена на недеструктивне методолошке приступе. Високи стандарди који сепостављају за испитивање архитектонских објеката од културно-историјског значаја,што се пре свега односи на очување њиховог интегритета и аутентичности, усмерилису и ово истраживање ка успостављању једне поуздане, недеструктивне методе која ћебити коришћена у те сврхе. Успостављање такве методе je подразумевало њенокалибрисање, јер у досадашњој пракси није било директне еквилизације параметарамеханички и недеструктивно одређене чврстоће уграђеног дрвета. Ултразвучни истрес-звучни таласи који се иначе примењују за недеструктивне процене механичкихпотенцијала дрвета – на основу брзине пропагације њихових таласа, давали су самомогућност израчунавања динамичког модула еластичности. Добијање и статичкогмодула еластичности ради корелисања параметара различитих модалитета тестирања,подразумевало је и паралелно механичко испитивање датог дрвеног материјала.Баждарењем стрес-звучне методе испитивања дрвета – по аналогном принципуусмеравања силе притиска и звучних таласа, a у односу на правац тока дрвнихвлаканаца, постигнута је еквилизација параметара брзине пропагације звука ипараметара чврстоће дрвета. Овим је била успостављена метода за in situ проценучврстоће носећих елемената дрвених архитектонских конструкција, поређењем састандрадом прописаним допуштеним напрезањима (JUS U.C9.200/300) који је датспрам врсте, класе дрвета и њихових димензија. Узимајући у обзир да је баждарењестрес-звучне методе вршено на епруветама исецаним од здравог дрвета одређенехигроскопне влажности, in situ процена чврстоће носећих конструктивних елемата јемогла да се врши и на основу познатих брзина пропагације звука кроз здраво дрво.Резултати рада овог истраживања, на основу спектралне анализе пропагације звучнихталаса, показују да је њиховом применом могућа директна процена чврстоће носећих6дрвених греда, а тиме и стабилности конструкција, чиме је постигнут циљ овогистраживања.

Wooden structures’ quality assessment is, basically, testing their static strength and stability.This kind of assessment, by its nature, requires in situ testing, and due to specific technicalcharacteristics of mechanical testing, it is primarily based on using uninvasivemethodological approaches. High standards set to test architectural objects of cultural andhistorical significance, which, above all, refer to preserving their integrity and authenticity,directed this research towards establishing a reliable uninvasive method which will be usedfor that purpose. Establishing such a method required its calibrating since there had not beena direct equalisation of mechanically and uninvasively set parameters for the hardness ofinbuilt wood. Ultrasound and stress waves commonly used in uninvasive assessment ofmechanical potentials of wood based on the speed of their waves’ propagation only enabledcalculating the dynamic elasticity modulus. Getting the static elasticity modulus, in order tocorrelate the parameters of different testing modalities, required parallel mechanical testing ofthat particular wooden material. The scaling of stress sound method for testing the hardnessof wood, using the analogue principle of directing pressure force and sound waves inaccordance with wood fibers direction, resulted in the speed of sound propagation and thehardness of wood parameters’ equalisation. In this way a method for in situ assessments ofthe hardness of carrying elements in wooden architectural structures was established, bycomparing it with the standard based on the strain limits (JUS U.C9.200/300), in accordancewith the kind, class and dimensions of timber. Considering the fact that stress sound methodscaling was done on test tubes cut out of healthy wood with particular hygroscopic moisture,in situ assessment of carrying structural elements could be done based on known speedvalues of sound propagation in healthy wood. The results of our research, based on thespectral analysis of sound wave propagation, show that their application enables a directassessment of the carrying wooden beams’ hardness and, therefore, a direct assessment of thestructure stability itself, thus meeting the objective of this research.