Skip to main content
Erschienen in: Wood Science and Technology 3-4/2009

01.05.2009 | Original

Strength grading of Norway spruce structural timber: revisiting property relationships used in EN 338 classification system

verfasst von: René Steiger, Martin Arnold

Erschienen in: Wood Science and Technology | Ausgabe 3-4/2009

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Solid timber for structural applications has to be strength graded prior to its use. In order to remain economic the grading process usually focuses on the most important physical and mechanical properties: density, modulus of elasticity (MOE) and bending strength. Based on respective limits given in standards, the timber is assigned to strength classes. Additional mechanical properties such as tensile and compression strength parallel to the grain are derived from the basic property values by empirical relationships. The objective of this study was to review some of these property relationships based on recently compiled large data sets as a contribution for a future revision of the grading standards. Based on mechanical tests of Norway spruce structural timber with different cross-sections, the following characteristic values and property relationships were evaluated: (a) strength and MOE in bending, (b) in-grade characteristic values of bending strength, bending MOE and density, (c) relationship of characteristic values of tension and compression strength parallel to the grain with respect to the corresponding characteristic value of bending strength, (d) ratio of fifth percentiles and mean values of density and MOE, as well as (e) the ratio of MOE in bending, tension and compression. Mechanical tests were accompanied by measurements of density and ultrasonic wave speed. Resulting dynamic MOE was partly used as an indicator of timber quality.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
Zurück zum Zitat Arnold M, Steiger R (2007) The influence of wind-induced compression failures on the mechanical properties of spruce structural timber. Mater Struct 40(1):57–68CrossRef Arnold M, Steiger R (2007) The influence of wind-induced compression failures on the mechanical properties of spruce structural timber. Mater Struct 40(1):57–68CrossRef
Zurück zum Zitat Burger N, Glos P (1995) Relationship of moduli of elasticity in tension and in bending of solid timber. Paper 28-5-2. In: Proceedings of CIB-W18 Meeting 28, April 1995, Copenhagen, Denmark Burger N, Glos P (1995) Relationship of moduli of elasticity in tension and in bending of solid timber. Paper 28-5-2. In: Proceedings of CIB-W18 Meeting 28, April 1995, Copenhagen, Denmark
Zurück zum Zitat Burger N, Glos P (1997) Strength relationships in structural timber subjected to bending and tension. Paper 30-6-1. In: Proceedings of CIB-W18 Meeting 30, August 1997, Vancouver, Canada Burger N, Glos P (1997) Strength relationships in structural timber subjected to bending and tension. Paper 30-6-1. In: Proceedings of CIB-W18 Meeting 30, August 1997, Vancouver, Canada
Zurück zum Zitat Conners TE, Medvecz PJ (1992) Wood as a bimodular material. Wood Fiber Sci 24(4):413–423 Conners TE, Medvecz PJ (1992) Wood as a bimodular material. Wood Fiber Sci 24(4):413–423
Zurück zum Zitat Curry WT, Fewell AR (1977) The relations between the ultimate tension and ultimate compression strength of timber and its modulus of elasticity. Research Report CP22/77, Princes Risborough Laboratory, Building Research Establishment BRE, Buckinghamshire Curry WT, Fewell AR (1977) The relations between the ultimate tension and ultimate compression strength of timber and its modulus of elasticity. Research Report CP22/77, Princes Risborough Laboratory, Building Research Establishment BRE, Buckinghamshire
Zurück zum Zitat Ehlbeck J, Werner H (1992) Coniferous and deciduous embedding strength for dowel-type fasteners. Paper 25-7-2. in: Proceedings of CIB-W18 Meeting 25, August 1992, Åhus, Sweden Ehlbeck J, Werner H (1992) Coniferous and deciduous embedding strength for dowel-type fasteners. Paper 25-7-2. in: Proceedings of CIB-W18 Meeting 25, August 1992, Åhus, Sweden
Zurück zum Zitat EN 338 (2003) Structural timber–strength classes. Comité Européen de Normalisation CEN EN 338 (2003) Structural timber–strength classes. Comité Européen de Normalisation CEN
Zurück zum Zitat EN 408 (2003) Timber structures—structural timber and glued laminated timber—determination of some physical and mechanical properties. Comité Européen de Normalisation CEN EN 408 (2003) Timber structures—structural timber and glued laminated timber—determination of some physical and mechanical properties. Comité Européen de Normalisation CEN
Zurück zum Zitat EN 384 (2004) Structural timber : determination of characteristic values of mechanical properties and density. Comité Européen de Normalisation CEN EN 384 (2004) Structural timber : determination of characteristic values of mechanical properties and density. Comité Européen de Normalisation CEN
Zurück zum Zitat Fewell AR (1982) Machine Stress Grading of Timber in the United-Kingdom. Holz Roh Werkst 40(12):455–459CrossRef Fewell AR (1982) Machine Stress Grading of Timber in the United-Kingdom. Holz Roh Werkst 40(12):455–459CrossRef
Zurück zum Zitat Garfinkel G (1973) Wood engineering. Southern Forest Products Association, New Orleans Garfinkel G (1973) Wood engineering. Southern Forest Products Association, New Orleans
Zurück zum Zitat Gehri E (1997) Timber as a natural composite: Explanation of some peculiarities in the mechanical behaviour. Paper 30-6-3. in: Proceedings of CIB-W18 Meeting 30, August 1997, Vancouver, Canada Gehri E (1997) Timber as a natural composite: Explanation of some peculiarities in the mechanical behaviour. Paper 30-6-3. in: Proceedings of CIB-W18 Meeting 30, August 1997, Vancouver, Canada
Zurück zum Zitat Gindl W, Teischinger A (2002) Axial compression strength of Norway spruce related to structural variability and lignin content. Composites Part a. Appl Sci Manufact 33(12):1623–1628CrossRef Gindl W, Teischinger A (2002) Axial compression strength of Norway spruce related to structural variability and lignin content. Composites Part a. Appl Sci Manufact 33(12):1623–1628CrossRef
Zurück zum Zitat Glos P (1995) Step A6: Festigkeitssortierung. In: Holzbauwerke nach Eurocode 5, Step 1: Bemessung und Baustoffe, Informationsdienst Holz. Arbeitsgemeinschaft Holz e. V, Düsseldorf, Germany Glos P (1995) Step A6: Festigkeitssortierung. In: Holzbauwerke nach Eurocode 5, Step 1: Bemessung und Baustoffe, Informationsdienst Holz. Arbeitsgemeinschaft Holz e. V, Düsseldorf, Germany
Zurück zum Zitat Goens E (1931) The determination of the elasticity module of rods with the help of bending fluctuations. Annalen der Physik 11(6):649–678CrossRef Goens E (1931) The determination of the elasticity module of rods with the help of bending fluctuations. Annalen der Physik 11(6):649–678CrossRef
Zurück zum Zitat Green DW, Kretschmann DE (1989) A discussion of lumber property relationships in Eurocode 5. Paper 22-6-3. In: Proceedings of CIB-W18 Meeting 22, September 1989, Berlin, German Democratic Republic Green DW, Kretschmann DE (1989) A discussion of lumber property relationships in Eurocode 5. Paper 22-6-3. In: Proceedings of CIB-W18 Meeting 22, September 1989, Berlin, German Democratic Republic
Zurück zum Zitat Green DW, Kretschmann DE (1990) Stress class systems: an idea whose time has come? Research Paper FPL-RP-500. Forest Products Laboratory, Madison Green DW, Kretschmann DE (1990) Stress class systems: an idea whose time has come? Research Paper FPL-RP-500. Forest Products Laboratory, Madison
Zurück zum Zitat Hearmon RFS (1966) Vibration testing of wood. Forest Prod J 16(8):29–40 Hearmon RFS (1966) Vibration testing of wood. Forest Prod J 16(8):29–40
Zurück zum Zitat ISO 3131 (1975) Wood; Determination of density for physical and mechanical tests. International organization for standardization ISO 3131 (1975) Wood; Determination of density for physical and mechanical tests. International organization for standardization
Zurück zum Zitat Kollmann F, Krech H (1960) Dynamische Messung der elastischen Holzeigenschaften und der Dämpfung. Holz Roh-Werkst 18(2):41–54CrossRef Kollmann F, Krech H (1960) Dynamische Messung der elastischen Holzeigenschaften und der Dämpfung. Holz Roh-Werkst 18(2):41–54CrossRef
Zurück zum Zitat Kollmann FFP, Côté WA Jr (1968) Principles of wood science and technology, vol 1: solid wood. Springer, Berlin Kollmann FFP, Côté WA Jr (1968) Principles of wood science and technology, vol 1: solid wood. Springer, Berlin
Zurück zum Zitat Mischler-Schrepfer V (2000) Der Einfluss der Waldlagerung von Fichten-Rundholz auf die Längs-Zugeigenschaften des Schnittholzes, Ph.D. thesis, ETH Zürich, Switzerland Mischler-Schrepfer V (2000) Der Einfluss der Waldlagerung von Fichten-Rundholz auf die Längs-Zugeigenschaften des Schnittholzes, Ph.D. thesis, ETH Zürich, Switzerland
Zurück zum Zitat Ruli A (2004) Determination of the compression strength of glulam - longitudinal and perpendicular to the grain. Diploma thesis, Institute of Timber Engineering and Wood Technology, Graz University of Technology, Austria Ruli A (2004) Determination of the compression strength of glulam - longitudinal and perpendicular to the grain. Diploma thesis, Institute of Timber Engineering and Wood Technology, Graz University of Technology, Austria
Zurück zum Zitat Sandoz J-L (1990) Triage et fiabilité des bois de construction validité de la méthode ultrason, Lausanne, Ph.D. thesis, EPF Lausanne, Switzerland Sandoz J-L (1990) Triage et fiabilité des bois de construction validité de la méthode ultrason, Lausanne, Ph.D. thesis, EPF Lausanne, Switzerland
Zurück zum Zitat Schneider MH, Phillips JG (1991) Elasticity of wood and wood polymer composites in tension, compression and bending. Wood Sci Technol 25(5):361–364CrossRef Schneider MH, Phillips JG (1991) Elasticity of wood and wood polymer composites in tension, compression and bending. Wood Sci Technol 25(5):361–364CrossRef
Zurück zum Zitat Steiger R (1995a) Biege-, Zug- und Druckversuche an Schweizer Fichtenholz, Institut für Baustatik und Konstruktion, ETH Zürich, Research Report Nr. 207, Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland Steiger R (1995a) Biege-, Zug- und Druckversuche an Schweizer Fichtenholz, Institut für Baustatik und Konstruktion, ETH Zürich, Research Report Nr. 207, Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland
Zurück zum Zitat Steiger R (1995b) Versuche an Fichten-Kanthölzern: Biegemoment-Normalkraft-Interaktion, Institut für Baustatik und Konstruktion, ETH Zürich, Research Report Nr. 209, Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland Steiger R (1995b) Versuche an Fichten-Kanthölzern: Biegemoment-Normalkraft-Interaktion, Institut für Baustatik und Konstruktion, ETH Zürich, Research Report Nr. 209, Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland
Zurück zum Zitat Steiger R (1996) Mechanische Eigenschaften von Schweizer Fichten-Bauholz bei Biege-, Zug-, Druck- und kombinierter M/N-Beanspruchung, Research Report Nr. 221, Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland Steiger R (1996) Mechanische Eigenschaften von Schweizer Fichten-Bauholz bei Biege-, Zug-, Druck- und kombinierter M/N-Beanspruchung, Research Report Nr. 221, Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland
Zurück zum Zitat Steiger R, Arm H, Gehri E (1994) Einspannvorrichtung für Zugversuche an Holzproben grösseren Querschnitts, Institut für Baustatik und Konstruktion, ETH Zürich, Research Report Nr. 204, Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland Steiger R, Arm H, Gehri E (1994) Einspannvorrichtung für Zugversuche an Holzproben grösseren Querschnitts, Institut für Baustatik und Konstruktion, ETH Zürich, Research Report Nr. 204, Birkhäuser Verlag, Basel, Switzerland
Zurück zum Zitat Steiger R, Fontana M (2005) Bending moment and axial force interacting on solid timber beams. Mater Struct 38(279):507–513CrossRef Steiger R, Fontana M (2005) Bending moment and axial force interacting on solid timber beams. Mater Struct 38(279):507–513CrossRef
Zurück zum Zitat Thelandersson S (1995) Step 3/11: Deformations in timber structures. In: Holzbauwerke nach Eurocode 5, Step 3: Grundlagen, Entwicklungen, Ergänzungen, Informationsdienst Holz. Arbeitsgemeinschaft Holz e. V, Düsseldorf Thelandersson S (1995) Step 3/11: Deformations in timber structures. In: Holzbauwerke nach Eurocode 5, Step 3: Grundlagen, Entwicklungen, Ergänzungen, Informationsdienst Holz. Arbeitsgemeinschaft Holz e. V, Düsseldorf
Zurück zum Zitat Thunell B (1941) Über die Elastizität schwedischen Kiefernholzes. Holz Roh- Werkst 4(1):15–18CrossRef Thunell B (1941) Über die Elastizität schwedischen Kiefernholzes. Holz Roh- Werkst 4(1):15–18CrossRef
Zurück zum Zitat Ylinen A (1942) Über den Einfluss des Spätholzanteiles und der Rohwichte auf die Festigkeits- und elastischen Eigenschaften des Nadelholzes. Acta forest. Fenn. 5:1. Cited In: Kollmann FFP, Côté Jr. WA (Ed.): Principles of Wood Science and Technology, vol 1: Solid Wood, Springer, Berlin, 1968, pp 346 Ylinen A (1942) Über den Einfluss des Spätholzanteiles und der Rohwichte auf die Festigkeits- und elastischen Eigenschaften des Nadelholzes. Acta forest. Fenn. 5:1. Cited In: Kollmann FFP, Côté Jr. WA (Ed.): Principles of Wood Science and Technology, vol 1: Solid Wood, Springer, Berlin, 1968, pp 346
Metadaten
Titel
Strength grading of Norway spruce structural timber: revisiting property relationships used in EN 338 classification system
verfasst von
René Steiger
Martin Arnold
Publikationsdatum
01.05.2009
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Wood Science and Technology / Ausgabe 3-4/2009
Print ISSN: 0043-7719
Elektronische ISSN: 1432-5225
DOI
https://doi.org/10.1007/s00226-008-0221-6

Weitere Artikel der Ausgabe 3-4/2009

Wood Science and Technology 3-4/2009 Zur Ausgabe