Investigation of the behavior of Sapele glulam wooden stairs and stair connections

Abstract

Background and aims In this study; Sapele (Entandrophragma cylindricum Harms) timbers of African origin, which are widely preferred in stair engineering design, were used. For this purpose, the moisture content, density, compressive, adhesive and flexural strength and modulus of elasticity in bending were determined for sapele solid and sapele glulam in order to determine some of the required physical and mechanical properties. A total of 10 stairs consisting of glulam pavers and steps were tested using PVAc glue of 3-layered sapele massifs, each with 3 steps made of sapele timber, produced in two different constructions. Methods The 10 mm sheet metal cut in the plasma machine was fixed in the 900 position and the prepared test platform was fixed to the machine with bolts and made ready for testing. 5 of these staircases consist of steps overlapping on the stile (Type I) and the other 5 consist of steps embedded in the stile and without risers (Type II). PVAc glue was used in the stile-step joints and no screwed connection was used. Results It was observed that sapele timber preferred in staircase construction showed sufficient strength in the tests as a result of using it as glulam. Conclusions As a result, the ladders tested with both constructions were sufficiently durable in general use, and the Type I ladder showed 38.97% more durability than the Type II ladder.

Keywords

• Stairs
• glulam
• sapele
• physical and mechanical properties
• staircase connections

Sapelli glulam ahşap merdiven ve merdiven bağlantılarının davranışının incelenmesi

Abstract

Giriş ve hedefler çalışmada; merdiven mühendisliği tasarımında yaygın olarak tercih edilen Afrika kökenli Sapelli (Entandrophragma cylindricum Harms) keresteler kullanılmıştır. Bu maksatla, ihtiyaç duyulan bazı fiziksel ve mekanik özelliklerini belirlemek amacı ile sapelli masif ve sapelli glulam malzemenin; rutubet oranları, yoğunlukları, basınç, yapışma ile eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet modülü değerleri tespit edilmiştir. İki farklı konstrüksiyonda üretilen, sapelli keresteden her biri 3 basamaklı olan 3 katmanlı sapelli masiflerin PVAc tutkalı kullanılarak glulam seren ve basamaklardan oluşan toplam 10 adet merdiven test edilmiştir. Yöntemler Plazma makinesinde kesilen 10 mm sac 900’lik konumda sabitlenerek hazırlanan test platformu makineye cıvatalar ile sabitlenerek teste hazır hale getirilmiştir. Bu merdivenlerin 5’ini seren üzerine bindirme basamaklı (Tip I) diğer 5’ini de serene gömme basamaklı rıhtsız (Tip II) merdiven oluşturmaktadır. Seren-basamak birleşim yerlerinde PVAc tutkal kullanılmış olup herhangi bir vidalı bağlantı kullanılmamıştır. Bulgular Merdiven yapımında tercih edilen sapelli kerestenin glulam olarak kullanılması sonucunda testlerde yeterli mukavemeti gösterdiği gözlemlenmiştir. Sonuçlar Sonuç olarak her iki konstrüksiyon ile test edilen merdivenler genel kullanımda yeterli sağlamlıkta olup Tip I merdiven Tip II merdivene göre %38,97 daha çok dayanım göstermiştir.

Keywords

• Merdiven
• glulam
• sapelli
• fiziksel ve mekanik özellikler
• merdiven bağlantıları

References

1. Bozkurt, Y., Erdin N., 1989. Ticarette Önemli Yabancı Ağaçlar, İstanbul: İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yayınları, s. 251.
2. Cvetićanin, A., Hodžić, A., 2015. Technological process of making wooden staircases.
3. Dadzie, P. K., Amoah, M., 2015. Density, some anatomical properties and natural durability of stem and branch wood of two tropical hardwood species for ground applications. European Journal of Wood and Wood Products, 73, 759-773.
4. Efe, H., Kasal, A., 2007. Çeşitli Masif ve Kompozit Ağaç Malzemelerin Bazı Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi, G.Ü.T.E.F., Politeknik Dergisi, 10(3), 303-311.
5. Kalaycıoğlu, H., 2001. Neden OSB. Laminart Mobilya, Dekorasyon, Sanat ve Tasarım, 12(2), s. 136-138.
6. Kaya, M., Bülbül, R., İmirzi, H., Döngel, N., 2024. Farklı Odun ve Tutkal Türleri Kullanılarak Üretilen Lamine Kerestelerin (Glulam) Bazı Fiziksel ve Mekanik Özellikleri. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 26(2), 58-68.
7. Keskin, H., 1999. Doktora tezi. Lamine Masif Ağaç Malzemelerin Teknolojik Özellikleri ve Ağaç İşleri Endüstrisinde Kullanım İmkanları, s.1.
8. Kurtoğlu, A. ve Ünligil, H., 1991. Parkelerde Yüzey İşlemleri. Orman Fakültesi Dergisi, 41(3-4), 41.

9. Örs, Y., Keskin, H., Ağaç Malzeme Bilgisi, Atlas Yayın Dağıtım Ltd. Şti., Yayın No 02, Ankara, 2001.
10. Pěnčík, J., Lavický, M., Král, P., Havířová, Z., 2015. Analysis of Behaviour of Prefabricated Staircases with One-Sided Suspended Stairs. Drvna industrija, 66(2), 148.
11. Pousette, A., 2006. Testing and modeling of the behavior of wooden stairs and stair joints. Journal of Wood Science, 52(4), 358-362.
12. Sarı, A., 2000. Düşey Sirkülasyon Araçları Merdivenler. İstanbul: YEM Yayın. s.183.
13. TS ISO 13061-2 “Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri – Kusursuz küçük ahşap numunelerin deney yöntemleri – Bölüm 2: Fiziksel ve mekanik deneyler için yoğunluğun belirlenmesi”, T.S.E., Ankara, 2021.
14. TS ISO 13061-1 “Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri – Kusursuz küçük ahşap numunelerin deney yöntemleri – Bölüm 1: Fiziksel ve mekanik deneyler için nem muhtevasının belirlenmesi”, T.S.E., Ankara, 2021.
15. TS ISO 13061-17 “Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri – Küçük kusursuz odun numuneleri için deney yöntemleri – Bölüm 17: Liflere paralel basınç altında nihai gerilimin belirlenmesi”, T.S.E., Ankara, 2019.
16. TS ISO 13061-6 “Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri – Kusursuz küçük ahşap numunelerin deney yöntemleri – Bölüm 6: Liflere paralel nihai çekme geriliminin tayini”, T.S.E., Ankara, 2021.
17. TS ISO 13061-3 “Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri – Kusursuz küçük ahşap numunelerin deney yöntemleri – Bölüm 3: Statik eğilmede nihai mukavemet tayini”, T.S.E., Ankara, 2021.
18. TS ISO 13061-4 “Odunun fiziksel ve mekanik özellikleri – Kusursuz küçük ahşap numunelerin deney yöntemleri – Bölüm 4: Statik eğilmede elastikiyet modülünün tayini”, T.S.E., Ankara, 2021.
19. TS EN 205 “Yapıştırıcılar – Yapısal olmayan uygulamalar için ahşap yapıştırıcılar –Bindirmeyle yapıştırılmış eklerin çekmeyle kayma mukavemetinin tayini”, T.S.E., Ankara, 2017.
20. TS EN 12765 “Yapısal olmayan uygulamalarda kullanılan termoset ahşap yapıştırıcıların sınıflandırması”, T.S.E., Ankara, 2017.
21. TS EN 204 “Yapısal olmayan uygulamalar için termoplastik ahşap yapıştırıcıların sınıflandırılması”, T.S.E., Ankara, 2017.