CZ307337B6 - Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží zatepla - Google Patents
Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží zatepla Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307337B6 CZ307337B6 CZ2017-55A CZ201755A CZ307337B6 CZ 307337 B6 CZ307337 B6 CZ 307337B6 CZ 201755 A CZ201755 A CZ 201755A CZ 307337 B6 CZ307337 B6 CZ 307337B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- reinforcement
- wooden
- honeycomb
- pressed
- wood
- Prior art date
Links
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 claims abstract description 52
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 24
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 4
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
Způsob výroby dřevěných nosníků zahrnuje kroky:- nahřátí ocelové výztuže (2) na teplotu austenitu materiálu, ze kterého je vyrobena;- nahřátí dřevěné voštiny (3) na teplotu ležící mezi Ms a Mf materiálu, ze kterého je vyrobena výztuž (2);- nanesení teplotně odolného lepidla na povrch nejméně jedné výztuže (2) a/nebo dřevěné voštiny (3);- zalisování výztuže (2) do povrchu dřevěné voštiny (3) v lisovacím přípravku definujícím budoucí tvar dřevěného nosníku (1);- udržení dřevěného nosníku (1) v lisovacím přípravku alespoň po dobu vyrovnání teplot výztuže (2) a voštiny (3) a jejich společného ochlazení, zahrnujícího proces stabilizace zbytkového austenitu a popuštění martenzitu v oceli výztuže (2) a vytvrzení lepidla.Nosník může obsahovat více střídajících se vrstev výztuží (2), lepidla a dřevěných voštin (3). Výztuž (2) může být opatřena vystupujícím tvarovým zámkem (4), který je při lisování zalisován do dřevěné voštiny (3). Voština (3) může být na povrchu opatřena sníženou oblastí (6), do které je nejméně jedna výztuž (2) uložena.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby dřevěných sendvičových nosníků vyztužených ocelovou výztuží z vysokopevných ocelí.
Dosavadní stav techniky
Dřevěné sendvičové nosníky, s výhodou využitelné pro stavebnictví, jsou vyráběny lepením z na sebe skládaných dřevěných voštin v lisech. Jednotlivé dřevěné voštiny jsou na svých styčných plochách opatřeny vrstvou lepidla a jsou vloženy do lisovacího přípravku. Tvarem použitého lisovacího přípravku je dán tvar nosníku. Po vytvrzení lepidla je možné hotový nosník z přípravku vyjmout, tvar nosníku definovaný přípravkem je již zafixován.
Průhyb hotového nosníku, mající vliv na nosnost, je dám E-modulem, modulem odporu průřezu a konstrukcí nosníku. Žádoucí zvyšování modulu odporu průřezu v ohybu vede při standardní konstrukci nosníku k nežádoucímu zvětšování průřezu, zejména jeho výšky. To má za následek nárůst hmotnosti nosníku a spotřebu materiálu, který je - s ohledem na svůj přírodní původ dostupný v potřebné kvalitě pouze v omezeném množství.
Obecně známá technologie kalení ocelových dílců spočívá v nahřátí dané oceli na její austenitizační teplotu, při které se mění krystaly z feritu a na krystaly austenitu, a následné postupné a řízené ochlazení. Při ochlazení z austenitizační teploty pod teplotu Ms dané oceli (teplota začátku přeměny) dochází k transformaci austenitu na zákalnou strukturu martenzitu, ev. bainitu. Spodní hranice této teplotní oblasti martenzitické přeměny oceli je dána teplotou Mf dané oceli (teplota konce přeměny). Jestliže dojde k rychlému snížení z teploty austenitu na teplotu v rozmezí mezi Ms a Mf dané oceli, dojde pouze k částečné transformaci austenitu. Ve struktuře transformovaného martenzitu řízeným způsobem zůstane podíl zbytkového austenitu. Následným pomalým úplným vychlazením z teploty ležící nad Mf dané oceli proběhne stabilizace zbytkového austenitu v oceli a popuštění martenzitu. Tím dojde k difúzi uhlíku z přesyceného martenzitu do zbytkového austenitu, který se tímto stabilizuje a po postupném ochlazení na teplotu okolí zůstane v mikrostruktuře zachován. Neúplné zakalení a stabilizace zbytkového austenitu způsobí dosažení vysoké pevnosti při zároveň velmi dobré tažnosti zpracovaného ocelového dílce.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží za tepla. Způsob zahrnuje kroky:
- nahřátí nejméně jedné ocelové výztuže na teplotu austenitu materiálu, ze kterého je vyrobena;
- nahřátí nejméně jedné dřevěné voštiny na teplotu ležící mezi Ms a Mf materiálu, ze kterého je vyrobena výztuž;
- nanesení teplotně odolného lepidla alespoň na část povrchu nejméně jedné výztuže a/nebo alespoň na část povrchu nejméně jedné dřevěné voštiny;
- zalisování nejméně jedné nahřáté výztuže do povrchu nejméně jedné nahřáté dřevěné voštiny v lisovacím přípravku definujícím budoucí tvar dřevěného nosníku;
- udržení dřevěného nosníku v lisovacím přípravku alespoň po dobu vyrovnání teplot nejméně jedné výztuže a nejméně jedné dřevěné voštiny a jejich společného ochlazení, které zahrnuje proces stabilizace zbytkového austenitu a popuštění martenzitu v oceli výztuže a vytvrzení
- 1 CZ 307337 B6 lepidla. V závislosti na chemickém složení dané oceli je nutné, aby rychlost ochlazování splňovala podmínku, že většina austenitické matrice bude transformována na martenzit.
V jednom z možných provedení se - v závislosti na požadované nosnosti vyráběného dřevěného nosníku - do lisovacího přípravku se před lisováním vloží více střídajících se vrstev výztuží, lepidla a dřevěných voštin. Zejména je vhodné, pokud je jedna výztuž vlepena a zalisována mezi dvě dřevěné voštiny. To je výhodné i s ohledem na ochranu surového ocelového plechu výztuže před povětmostí. Lze však uvažovat i výrobu nosníku sestávajícího z více takových souvrství, např. dřevěná voština + výztuž + dřevěná voština + výztuž + dřevěná voština.
V dalším možném provedení se nejméně jedna dřevěná voština před lisováním navlhčí. Navlhčení může být provedeno například párou. Vlhký materiál dřevěné voštiny může usnadnit ohýbání v lisovacím přípravku. Zvýšená vlhkost též může zabránit nežádoucímu opálu povrchu dřevěné voštiny nahřátou výztuží.
Pro zajištění vyšší pevnosti je vhodné, pokud je nejméně jedna výztuž opatřena nejméně jedním vystupujícím tvarovým zámkem, který se při lisování dřevěného nosníku zalisuje do nejméně jedné dřevěné voštiny. Zejména je výrobně výhodné, pokud je na okraji plechu výztuže zhotovena soustava vyseknutých a vyhnutých zubů, které jsou tlakem v lisovacím přípravku zamáčknuty do masy dřevěné voštiny.
V případě požadavku na velmi vysokou pevnost vyráběného nosníku je možné jednotlivé vrstvy dřevěného nosníku k sobě přitáhnout nejméně jedním svorníkem. Svorníkem se zde rozumí například šroub opatřený maticí, procházející skrz průchozí otvor napříč všemi vrstvami nosníku. Dalším možným typem svorníku může být prvek ve tvaru U, objímající zvenku tři stěny nosníku, k němuž je přišroubovaná destička situovaná na čtvrté stěně nosníku. Zpevnění svorníkem zvyšuje možné provozní namáhání hotového nosníku v ohybu, zabraňuje rozlepení vrstev a roztržení nosníku.
V závislosti na tloušťce výztuže, tvrdosti dřevěné voštiny a lisovacím tlaku může být výhodné, když je nejméně jedna z nejméně dvou dřevěných voštin na svém povrchu, přilehlém k sousedící dřevěné voštině, opatřena nejméně jednou sníženou oblastí. Do této snížené oblasti se nejméně jedna výztuž uloží. Díky tomu mohou být okolní plochy přiléhajících stěn dřevěných voštin v přímém kontaktu a být dostatečně vzájemně slepeny.
Pro zajištění větší styčné plochy přiléhajících stěn dřevěných voštin je výhodné, pokud je nejméně jedna výztuž v ploše svého těla opatřena nejméně jedním průchozím otvorem. Díky tomu mohou být plochy přiléhajících stěn dřevěných voštin vzájemně slepeny nejen kolem výztuže, resp. snížené oblasti, ale i v ploše výztuže.
Pro některé aplikace může být výhodné, pokud je nejméně jedna výztuž na obvodu svého těla opatřena tvarovaným okrajem. Ten zajišťuje větší styčnou plochu přiléhajících stěn dřevěných voštin. Navíc se jedná o druh tvarového zámku, pomáhá zamezit posunu výztuže po stěně dřevěné voštiny.
Objasnění výkresů
Příkladné provedení navrhovaného řešení je popsáno s odkazem na výkresy, na kterých je na obr. 1 - schematický axonometrický pohled na možnou podobu výztuže;
obr. 2 - schematický axonometrický pohled na dřevěnou voštinu opatřenou sníženou oblastí;
obr. 3 - nosník obsahující dvě dřevěné voštiny a dva svorníky procházející skrz nosník.
-2CZ 307337 B6
Příklad uskutečnění vynálezu
Dřevěné voštiny 3 jsou předehřátý na teplotu 200 °C a opatřeny lepidlem. Výztuž 2 z oceli o složení viz tab. 1 je ohřátá na teplotu 900 °C a vložena mezi dvě dřevěné voštiny 3. Poté je provedeno zalisování v přípravku tak, že dojde ke kontaktu výztuže 2 s dřevěnými voštinami 3. Přitom dojde k vniknutí tvarových zámků 4 výztuže 2 do dřevěných voštin 3 a k vytvarování nosníku 1 podle tvaru přípravku. Tím se výztuž 2 mechanicky zakotví. V kontaktu s dřevěnými voštinami 3 rychle poklesne teplota výztuže 2 přibližně na teplotu dřevěných voštin 3, tj. na rozmezí mezi 180 až 250 °C, čímž dojde k neúplnému zakalení materiálu výztuže 2. Po zalisování dojde vlivem ochlazení výztuže 2 k transformaci austenitu na zákalnou strukturu martenzitu, ev. bainitu. Protože jsou dřevěné voštiny 3 předehřátý nad teplotu Mf oceli, nedojde k úplné transformaci. Ve struktuře transformovaného martenzitu zůstane podíl zbytkového austenitu. Poté se teploty výztuže 2 vyrovnají teplotě dřevěných voštin 3 a následuje jejich společné ochlazování, při kterém proběhne stabilizace zbytkového austenitu v oceli, popuštění martenzitu i vytvrzení lepidla, spojujícího dřevěné voštiny 3. Vzhledem ktomu, že toto finální dochlazování probíhá pomalu až na teplotu okolí, dojde k difúzi uhlíku z přesyceného martenzitu do zbytkového austenitu, který se tímto stabilizuje a po postupném ochlazení na teplotu okolí zůstane v mikrostruktuře zachován. Smrštění oceli je částečně využito pro mechanické zakotvení tvarových zámků 4 do dřevěných voštin 3 a jeho zbývající složka je vykompenzována transformační plasticitou. Neúplné zakalení a stabilizace zbytkového austenitu způsobí dosažení vysoké pevnosti při zároveň velmi dobré tažnosti. Poté je hotový nosník 1 vyjmut z přípravku.
| c | Si | Mn | Cr |
| 0,4 | 2 | 0,8 | 1,5 |
Tab. 1: Chemické složení materiálu v % hmotn. (zbytek do 100 % hmotn. je tvořen Fe)
Průmyslová využitelnost
Vynález lze široce uplatnit v oblasti výroby dřevěných lepených nosníků, především pro stavební průmysl. Týká se způsobu výroby dřevěného nosníku s ocelovou výztuží, která v průběhu procesu výroby nosníku získá v důsledku vhodné ochlazovací rychlosti z teplotní oblasti austenitu vícefázovou strukturu o vysoké pevnosti a zvýšené tažnosti.
Claims (8)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží za tepla, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky, kde se:- nejméně jedna ocelová výztuž (2) nahřeje na austenitizační teplotu materiálu, ze kterého je vyrobena;- nejméně jedna dřevěná voština (3) nahřeje na teplotu ležící mezi Ms a Mf materiálu, ze kterého je vyrobena výztuž (2);- nanese teplotně odolné lepidlo alespoň na část povrchu nejméně jedné výztuže (2) a/nebo alespoň na část povrchu nejméně jedné dřevěné voštiny (3);- zalisuje nejméně jedna nahřátá výztuž (2) do povrchu nejméně jedné nahřáté dřevěné voštiny (3) v lisovacím přípravku definujícím budoucí tvar dřevěného nosníku (1);-3 CZ 307337 B6- udržuje dřevěný nosník (1) v lisovacím přípravku alespoň po dobu vyrovnání teplot nejméně jedné výztuže (2) a nejméně jedné dřevěné voštiny (3) a jejich společného ochlazení, zahrnujícího proces stabilizace zbytkového austenitu a popuštění martenzitu v oceli výztuže (2) a vytvrzení lepidla.
- 2. Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží za tepla, podle nároku 1, vyznačující se tím, že do lisovacího přípravku se před lisováním dřevěného nosníku (1) vloží více střídajících se výztuží (2), lepidla a dřevěných voštin (3).
- 3. Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží za tepla, podle některého z předešlých nároků, vyznačující se tím, že nejméně jedna dřevěná voština (3) se před lisováním navlhčí.
- 4. Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží za tepla, podle některého z předešlých nároků, vyznačující se tím, že nejméně jedna výztuž (2) se opatří nejméně jedním vystupujícím tvarovým zámkem (4), který se při lisování dřevěného nosníku (1) zalisuje do nejméně jedné dřevěné voštiny (3).
- 5. Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží za tepla, podle některého z předešlých nároků, vyznačující se tím, že jednotlivé vrstvy dřevěného nosníku (1) se k sobě přitáhnou nejméně jedním svorníkem (5).
- 6. Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží za tepla, podle některého z předešlých nároků, vyznačující se tím, že nejméně jedna z nejméně dvou spojovaných dřevěných voštin (3) se na svém povrchu, přilehlém k sousedící dřevěné voštině (3), opatří nejméně jednou sníženou oblastí (6), do které se nejméně jedna výztuž (2) uloží.
- 7. Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží za tepla, podle některého z předešlých nároků, vyznačující se tím, že nejméně jedna výztuž (2) se v ploše svého těla opatří nejméně jedním průchozím otvorem (7).
- 8. Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží za tepla, podle některého z předešlých nároků, vyznačující se tím, že nejméně jedna výztuž (2) se na obvodu svého těla opatří tvarovaným okrajem (8).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-55A CZ307337B6 (cs) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží zatepla |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-55A CZ307337B6 (cs) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží zatepla |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ201755A3 CZ201755A3 (cs) | 2018-06-13 |
| CZ307337B6 true CZ307337B6 (cs) | 2018-06-13 |
Family
ID=62488896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-55A CZ307337B6 (cs) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží zatepla |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307337B6 (cs) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06226715A (ja) * | 1993-02-05 | 1994-08-16 | Sumitomo Ringyo Kk | 複合梁材 |
| US5497595A (en) * | 1994-08-18 | 1996-03-12 | Kalinin; Daniel | Method of reinforcing wood beams and wood beams made therefrom |
| CN1267589A (zh) * | 1999-03-18 | 2000-09-27 | 段梦麟 | 一种配筋的人造木制作方法 |
| JP2006002556A (ja) * | 2004-05-18 | 2006-01-05 | Nippon Steel Corp | 木製部材と鋼製部材からなる複合部材、木製部材と鋼板との接合構造、木製部材と鋼板との接合方法、および木製部材と鋼板との接合構造を備えた構造物 |
-
2017
- 2017-01-31 CZ CZ2017-55A patent/CZ307337B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06226715A (ja) * | 1993-02-05 | 1994-08-16 | Sumitomo Ringyo Kk | 複合梁材 |
| US5497595A (en) * | 1994-08-18 | 1996-03-12 | Kalinin; Daniel | Method of reinforcing wood beams and wood beams made therefrom |
| CN1267589A (zh) * | 1999-03-18 | 2000-09-27 | 段梦麟 | 一种配筋的人造木制作方法 |
| JP2006002556A (ja) * | 2004-05-18 | 2006-01-05 | Nippon Steel Corp | 木製部材と鋼製部材からなる複合部材、木製部材と鋼板との接合構造、木製部材と鋼板との接合方法、および木製部材と鋼板との接合構造を備えた構造物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ201755A3 (cs) | 2018-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kutnar et al. | The mechanical properties of densified VTC wood relevant for structural composites | |
| Verma et al. | Comparative study of mechanical properties of bamboo laminae and their laminates with woods and wood based composites | |
| Verma et al. | Development of layered laminate bamboo composite and their mechanical properties | |
| CN102275200B (zh) | 一种竹材纤维复合型材的制造方法 | |
| KR101567132B1 (ko) | 철-망간 강 시트로부터의 구조재용 부품의 제조 방법 | |
| JP2011255413A (ja) | 鋼板の加熱装置、プレス成形品の製造方法、およびプレス成形品 | |
| ES2345029B1 (es) | Componente estructural de un vehiculo y procedimiento de fabricacion. | |
| US10087630B2 (en) | Bamboo composite material for structural applications and method of fabricating the same | |
| Singh et al. | Influence of curing on the mechanical performance of FRP laminates | |
| US6105321A (en) | Prestressed wood composite laminate | |
| RU2012154837A (ru) | Абразивный круг с утопленным центром и способ его изготовления | |
| MX385812B (es) | Parte prensada en caliente de alta resistencia y método para la fabricación de la misma. | |
| Euring et al. | Hot-air/hot-steam process for the production of laccase-mediator-system bound wood fiber insulation boards | |
| SE502272C2 (sv) | Förfarande för framställning av lignocellulosahaltiga skivor | |
| EP3520977A1 (en) | Wood laminate material and method for manufacturing same | |
| Lee et al. | Dimensional stabilization through heat treatment of thermally compressed wood of Korean pine | |
| CZ307337B6 (cs) | Způsob výroby dřevěných nosníků se zalisovanou ocelovou výztuží zatepla | |
| US11413673B2 (en) | Manufacturing method of body frame and body frame | |
| US20220362963A1 (en) | Method for preparation of densified wood article | |
| DE102008034596A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von gehärteten Bauteilen aus Stahlblech | |
| DE05717681T1 (de) | Verfahren zur herstellung einer verstärkung mit mindestens einer klebeoberfläche, die neu positioniert werden kann, und sich ergebende verstärkung | |
| CN110603144B (zh) | 具有优化的碰撞性能的车辆结构 | |
| AU2020295065A1 (en) | Engineered timber panel for structural use and method of formation thereof | |
| DE102011111158A1 (de) | Holzverbundwerkstoff und Verfahren zur Herstellung von Holzverbundwerkstoffen | |
| EP1095749B1 (en) | Production process for wood conglomerate boards |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190131 |