PL208513B1 - Sposób wzmacniania belki drewnianej podciętej przy podporze i belka drewniana podcięta przy podporze - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wzmacniania belki drewnianej, podciętej przy podporze, za pomocą kompozytów włóknistych w postaci mat węglowych lub szklanych oraz belka drewniana podcięta przy podporze wzmocniona kompozytami włóknistymi w postaci mat węglowych lub szklanych.

Kompozyty włókniste FRP (Fibre Reinforced Polimer) są od dawna stosowane jako zbrojenie zewnętrzne przeważnie konstrukcji betonowych, żelbetowych i stalowych. Mają one cechy sprężyste porównywalne ze stalą, a ich wytrzymałość jest kilkakrotnie wyższa. Technologia zbrojenia polega na przyklejaniu taśm lub mat z włókien szklanych i węglowych do najbardziej wytężonych powierzchni konstrukcji. Zaletą stosowania tych materiałów jest wysoka odporność na korozję, mały ciężar własny, niewielka grubość po wbudowaniu oraz łatwość zastosowań bez używania podnośników i urządzeń dociskowych.

Kompozyty nadają się również do rehabilitacji i napraw konstrukcji w budynkach zabytkowych. Trwałe odkształcenia i uszkodzenia konstrukcji, wpływają niekorzystnie na wytrzymałość i mogą prowadzić nawet do awarii. Obniżają one też wartość użytkową konstrukcji, a przy tym wzbudzają zaniepokojenie użytkowników. Konieczność zbrojenia nowowznoszonych konstrukcji, w tym drewnianych może wynikać z wymogów związanych z ich sztywnością, nośnością i niezawodnością przy jednoczesnym ograniczaniu wysokości przekrojów.

W konstrukcjach drewnianych najł atwiej ulegają destrukcji stropy drewniane. Newralgicznym miejscem jest oparcie belek stropowych na murze. Niewłaściwe rozwiązanie oparcia na murze, brak lub zniszczenie izolacji przeciwwilgociowej, nieodpowiednia impregnacja drewna i brak wentylacji prowadzą do uszkodzenia końca belki. Dość często spotyka się spękania i rozwarstwienia, wywołane zmianą temperatury i wilgotności otoczenia. Szczególnie niebezpieczne są spękania stref podporowych konstrukcji, zwłaszcza belek, gdzie występują największe siły tnące. W celu zapobieżenia propagacji tych naprężeń należy stosować wzmocnienia.

Jako podcięcie rozumie się zmniejszenie wysokości dźwigara zginanego w obrębie podpory, wykonane ze względów estetycznych, albo konstrukcyjnych. Podcięcia, według DIN 1052 T1, wolno wykonywać tylko w dźwigarach zginanych o prostokątnym przekroju poprzecznym z drewna iglastego, litego i klejonego warstwowo. Podcięte końce belek z drewna litego powinny być wykonane w obszarach szczególnie starannie wybranego drewna, wysortowanego pod względem jakości, suchego, bez sęków i rys, o małej odkształcalności wilgotnościowej na skurcz i pęcznienie. Wskutek podcięcia pod kątem prostym drewnianej belki (dźwigara) na podporze pojawia się obszar niebezpieczny, w którym występuje koncentracja naprężeń. Oprócz naprężeń normalnych występują duże naprężenia styczne i poprzeczne, wskutek których dochodzi do pęknięć wzdłuż włókien, co może prowadzić do zniszczenia konstrukcji. Według literatury zaleca się wykonanie odpowiednich wzmocnień podwyższających nośność podciętych końców belek Znane są wzmocnienia podcięć wykonane za pomocą obustronnie naklejonych, klejem z żywicy rezorcynowej, nakładek ze sklejki bukowej BFU-BU. Naklejanie może być wykonane tylko w zakładach mających dopuszczenie do klejenia nośnych elementów konstrukcyjnych, według DIN 1052 T1. Znane są również inne sposoby wzmocnienia za pomocą naklejonych elementów kątowych ze sklejki BFU-BU. Innym sposobem wzmocnienia podcięć jest wklejanie stalowych prętów gwintowanych (kotwi) lub wklejanie okrągłych prętów bukowych, o średnicy d = 25 mm. Do wzmocnienia stosuje się też pasy z blachy, mocowane specjalnymi gwoździami albo płytki kolczaste.

Sposób wzmocnienia belki drewnianej podciętej przy podporze, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pasmo z kompozytów włóknistych nakleja się na powierzchni belki drewnianej w strefie przypodporowej, w pobliżu podcięcia, dookoła belki, tak, że pasmo to tworzy ciągłą, zamkniętą obejmę. Korzystnie jako kompozyty włókniste stosuje się maty szklane lub węglowe. Obejma owija obydwa końce belki w strefie przypodporowej zagrożonej pęknięciami spowodowanymi przez zbyt duże naprężenia styczne i poprzeczne rozciągające i stanowi zbrojenie obwodowe przekroju.

Belka drewniana podcięta przy podporze według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma wzmocnienie wykonane z pasma z kompozytów włóknistych w postaci obejmy, naklejone w strefie przypodporowej, w pobliżu podcięcia na powierzchni belki. Korzystnie pasmo wykonane jest z mat szklanych lub węglowych. Obejma owija obydwa końce belki w strefie przypodporowej zagrożonej pęknięciami spowodowanymi przez zbyt duże naprężenia styczne i poprzeczne rozciągające i stanowi zbrojenie obwodowe przekroju.

Wzmocnienie według wynalazku przedstawione jest w przykładach wykonania i na rysunku, na którym przedstawiono belkę z wzmocnionym podcięciem w widoku z boku.

PL 208 513 B1

P r z y k ł a d I

Podcięty koniec belki drewnianej 1 wzmacnia się pasmem 2 z maty szklanej tak, że pasmo 2 nakleja się na powierzchni belki drewnianej 1 w strefie przypodporowej, w pobliżu podcięcia. Pasmo 2 nakleja się na obydwóch końcach belki, owijając nim belkę tak, że pasmo 2 tworzy ciągłą, zamkniętą obejmę stanowiąc zbrojenie obwodowe przekroju.

P r z y k ł a d II

Belka drewniana i podcięta przy podporze ma pasmo 2 wykonane z maty węglowej naklejone w strefie przypodporowej, tuż przy podcięciu, na powierzchni belki 1, na obydwu jej końcach. Pasmo 2 ma postać obejmy i stanowi zbrojenie obwodowe przekroju.

Claims (4)

1. Sposób wzmocnienia belki drewnianej podciętej przy podporze, znamienny tym, że pasmo 2 z kompozytów włóknistych nakleja się na powierzchni belki drewnianej 1 w strefie przypodporowej, dookoła belki, tak, że pasmo 2 tworzy ciągłą, zamkniętą obejmę.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako kompozyty włókniste stosuje się maty szklane lub węglowe.

3. Belka drewniana podcięta przy podporze, znamienna tym, że ma wzmocnienie wykonane z pasma (2) z kompozytów włóknistych w postaci obejmy, naklejone w strefie przypodporowej, w pobliżu podcięcia na powierzchni belki (1), na obydwóch jej końcach.

4. Belka według zastrz. 3, znamienna tym, że ma pasmo (2) wykonane z mat szklanych lub