Uludağ göknarından (Abies nordmanniana subsp. bornmulleriana Mattf.) elde edilen yapısal ahşapta çekme testlerine dayalı makine mukavemet sınıflandırması

Öz

Giriş ve Hedefler Bu çalışma, Uludağ göknarı (Abies nordmanniana subsp. bornmulleriana Mattf.) odunundan elde edilen yapısal tahtalarda çekme testlerine dayalı makine mukavemet sınıflandırmasını incelemektedir. Yöntemler Toplam 160 adet örnek üzerinde sırasıyla; TS 1265 (2012) standardına göre görsel değerlendirme, tahribatsız olarak boyuna ve enine vibrasyon testleri (PLG ve Hitman cihazları kullanılarak) ile TS EN 408 (2014) standardına göre tahribatlı çekme testleri yapılmıştır. TS EN 14081-2 (2022) standardına uygun olarak regresyon analizleriyle makine sınıflandırma modelleri geliştirilmiştir. Bulgular Bu örneklem grubu için ideal çekme mukavemet sınıfı kombinasyonu T14–T12–T10–T9–R olarak belirlenmiştir. Çekmede elastikiyet modülü ile boyuna vibrasyon arasında güçlü bir ilişki (R²=0,846) saptanmış, enine vibrasyon yöntemi daha düşük korelasyon (R2=0,688) göstermiştir. Çekme direnci, tahribatsız yöntemlerle elastikiyet modülüne kıyasla daha düşük korelasyon göstermiştir. Makine ayarlarında budak çapı oranı (BÇO) değişken olarak kullanıldığında çekme direnci ve yoğunluk için korelasyonları artırdığı belirlenmiştir. PLG ve Hitman cihazları benzer performansla belirlenen ayarlar için TS EN 338 (2016) sınıf karakteristik değerlerini karşılamıştır. Sonuçlar Sonuç olarak, yerli ağaç türlerimiz için makine ve görsel mukavemet sınıflarının belirlenmesi ve yerli cihazların geliştirilmesinin, yapısal ahşap kalitesini, standardizasyonu ve ihracat potansiyelini artırmada kritik rol oynayacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Çekme direnci
• tahribatsız değerlendirme
• makine sınıflandırması
• yapısal ahşap

Machine strength grading of structural woods obtained from Nordmann fir (Abies nordmanniana subsp. bornmulleriana Mattf.) based on tensile tests

Öz

Background and Aims This study investigates the machine grading of structural wood from Nordmann fir (Abies nordmanniana subsp. bornmulleriana Mattf.) based on tensile tests. Methods A total of 160 samples were subjected to visual grading according to TS 1265 (2012), non-destructive longitudinal and transverse vibration tests (using PLG and Hitman), and destructive tensile tests according to TS EN 408 (2014). Machine settings were developed using regression analyses in accordance with TS EN 14081-2 (2022). Results The ideal tensile strength class combination was determined as T14–T12–T10–T9–R. A strong correlation (R²=0.846) was observed between the modulus of elasticity and longitudinal vibration, whereas the transverse vibration method showed a lower correlation (R²=0.688). Tensile strength showed a lower correlation with non-destructive methods than the modulus of elasticity. It was determined that using the knot diameter ratio as a machine-setting variable increased the correlations with tensile strength and density. The PLG and Hitman devices met the TS EN 338 (2016) class characteristic values for the specified settings with similar performance. Conclusions Consequently, it is believed that determining machine and visual grading for our native tree species and developing domestic devices will play a critical role in improving structural wood quality, standardization, and export potential.

Anahtar Kelimeler

• Tension strength
• non-destructive evaluation
• machine grading
• structural wood

Kaynakça

1. As, N., Goker, Y., Dundar, T., 2006. Effect of knots on the physical and mechanical properties of Scots pine. Wood Res. 51(3), 51-58.
2. Barriola, M. J., Aira, J. R., and Lafuente, E., 2020. Visual grading criteria for Japanese larch (Larix kaempferi) structural timber from Spain. Journal of Forestry Research, 31(6), 2605-2614. DOI:10.1007/s11676-019-01025-5
3. Brandner, R., Flatscher, G., Ringhofer, A., Schickhofer, G., and Thiel, A., 2016. Cross laminated timber (CLT): overview and development. European Journal of Wood and Wood Products, 74(3), 331-351. DOI:10.1007/s00107-015-0999-5
4. Briggert, A., Olsson, A., and Oscarsson, J., 2020. Prediction of tensile strength of sawn timber: definitions and performance of indicating properties based on surface laser scanning and dynamic excitation. Materials and Structures, 53(3), 54. DOI: 10.1617/s11527-020-01460-5
5. Gil-Moreno, D., Ridley-Ellis, D., O’Ceallaigh, C., and Harte, A. M., 2022. The relationship between bending and tension strength of Irish and UK spruce and pine. European Journal of Wood and Wood Products, 80(3), 585-596. DOI:10.1007/s00107-022-01787-6
6. Koman, S., Feher, S., Abraham, J., Taschner, R., 2013. Effect of knots on the bending strength and the modulus of elasticity of wood. Wood Res. 58(4), 617-626.
7. Kovryga, A., Stapel, P., and van de Kuilen, J., 2017. Quality control for machine strength graded timber. European Journal of Wood and Wood Products, 75(2), 233-247. DOI:10.1007/s00107-016-1105-3
8. Kurul, F., Şişman, Ö. A., and Dündar, T., 2024. Mechanical characterization of visually graded boards from turkish fir and black pine by nondestructive and destructive tests. Maderas. Ciencia y tecnología, 26. DOI: 10.22320/s0718221x/2024.17

9. Kurul, F., and As, N., 2024. Visual and machine strength gradings of Scots and red pine structural timber pieces from Türkiye, BioResources, 19(3), 4135-4154. DOI:10.15376/biores.19.3.4135-4154
10. Kurul, F., Görgün, H. V., Şeker, S., Yılmaz, T., Dündar, T., and Ayrilmis, N., 2025. Experimental and numerical modeling of bending characteristics of fir and black pine wood from different forest regions in Türkiye. Forests, 16(5), 844. DOI:10.3390/f16050844
11. Kurul, F., 2025a. Cennet ağacından (Ailanthus altissima (Mill.) Swingle) elde edilen yapısal ahşabın Avrupa standartlarına göre mukavemet sınıflandırması. Mobilya ve Ahşap Malzeme Araştırmaları Dergisi, 8(1), 30-42. DOI:10.33725/mamad.1671131
12. Kurul, F., 2025b. Göknar ve karaçam tahtalarının TS 1265 standardına göre görsel mukavemet sınıflandırması. Anadolu Orman Araştırmaları Dergisi, 11(1), 162-167. DOI: 10.53516/ajfr.1675730
13. Liu, R., Yao, L., Gong, Y., and Wang, Z., 2025. Life cycle assessment with carbon footprint analysis in glulam buildings: a review. Buildings, 15(12), 2127. DOI: doi.org/10.3390/buildings15122127
14. Lovrić Vranković, J., Uzelac Glavinić, I., Boko, I., and Torić, N., 2025. An experimental investigation on the tensile properties parallel to the grain of European hornbeam (Carpinus betulus L.) boards. European Journal of Wood and Wood Products, 83(4), 130. DOI:10.1007/s00107-025-02286-0
15. Martins, C., Moltini, G., Dias, A. M., and Baño, V., 2023. Machine grading of high-density hardwoods (southern blue gum) from tensile testing. Forests, 14(8), 1623. DOI: 10.3390/f14081623
16. Moltini, G., Íñiguez-González, G., Cabrera, G., and Baño, V., 2022. Evaluation of yield improvements in machine vs. visual strength grading for softwood species. Forests, 13(12), 2021. DOI: 10.3390/f13122021
17. Nocetti, M., Brunetti, M., and Bacher, M., 2016. Efficiency of the machine grading of chestnut structural timber: prediction of strength classes by dry and wet measurements. Materials and Structures, 49(11), 4439-4450. DOI: 10.1617/s11527-016-0799-3
18. Qu, H., Chen, M., Hu, Y., and Lyu, J., 2020. Effect of trees knot defects on wood quality: a review. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. DOI:10.1088/1757-899X/738/1/012027
19. Ravenshorst, G. J. P., and Van de Kuilen, J. W. G., 2016. A new approach for the derivation of settings for machine graded timber. Wood Material Science and Engineering, 11(2), 79-94. DOI: 10.1080/17480272.2014.950329
20. Ridley-Ellis, D., Stapel, P., and Baño, V., 2016. Strength grading of sawn timber in Europe: an explanation for engineers and researchers. European Journal of Wood and Wood Products, 74, 291-306. DOI: 10.1007/s00107-016-1034-1
21. Rosa, T. O., Vieira, H. C., Terezo, R. F., da Cunha, A. B., Sampaio, C. A. D., Zangalli, C., and Waltrick, D. B., 2020. Visual and mechanical classification of the specie Cryptomeria japonica D. Don for using as glued laminated timber. Ciencia Florestal, 30(2), 451-462. DOI:10.5902/1980509837084
22. Ross, R.J., Brashaw, B.K., Pellerin, R.F., 1998. Nondestructive evaluation of wood. For. Prod. J. 48(1), 14.
23. Seco, J., Barra, M. R. D., Prieto, E. H., and Garcia, M. C., 2004. Mechanical characterization of timber from Spanish provenances of laricio pine according to European standards. Wood Science and Technology, 38(1), 25-34. DOI:10.1007/s00226-003-0215-3
24. Stapel, P., and van de Kuilen, J.-W. G., 2014a. Efficiency of visual strength grading of timber with respect to origin, species, cross section, and grading rules: a critical evaluation of the common standards. Holzforschung, 68(2), 203-216. DOI: 10.1515/hf-2013-0042
25. Stapel, P., and van de Kuilen, J.-W. G., 2014b. Influence of cross-section and knot assessment on the strength of visually graded Norway spruce. European Journal of Wood and Wood Products, 72(2), 213-227. DOI:10.1007/s00107-013-0771-7
26. TS 1265, 2012. Kereste - iğne yapraklı ağaç keresteleri - yapılarda kullanım için. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
27. TS EN 338, 2016. Yapı kerestesi – mukavemet sınıfları. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
28. TS EN 384:2016+A2, 2022. Yapı kerestesi – mekanik özellikler ve yoğunluğun karakteristik değerlerinin tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
29. TS EN 408:2010+A1, 2014. Ahşap yapılar – Yapı kerestesi ve yapıştırılmış lamine kereste- bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
30. TS EN 13183-1, 2002. Biçilmiş yapacak odun (kereste) parçasının rutubet muhtevası – Bölüm 1: Fırın kurusu yöntemiyle tayin. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
31. TS EN 13183-2, 2002. Biçilmiş yapacak odun (kereste) parçasının rutubet muhtevası – Bölüm 2: Elektrikli direnç yöntemiyle tayin. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
32. TS EN 14080, 2013. Ahşap yapılar – Tutkallı lamine kereste ve tutkallı masif ahşap – özellikler. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
33. TS EN 14081-1-2016+A1, 2019. Ahşap yapılar – Dikdörtgen kesilmiş yapı kerestelerinin mukavemet sınıflandırması- Bölüm 1:Genel gereklilikler. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
34. TS EN 14081-2-2018+A1, 2022. Ahşap yapılar - mukavemet sınıflandırması yapılmış dikdörtgen enine kesitli yapısal kereste - Bölüm 2: Makine ile sınıflandırma; başlangıç tip deneyi için ilave gerekler. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.