W budynkach objętych ochroną konserwatorską wszystkie podejmowane działania wymagają spełnienia zasad określonych w ustawie o ochronie zabytków i opieki nad zabytkami. Wymogi konserwatorskie narzucają wiele ograniczeń dotyczących ingerencji w tkankę historyczną obiektów na każdym etapie inwestycji budowlanych zarówno podczas diagnostyki uszkodzeń, prac projektowych, jak i wykonywania renowacyjnych robót budowlanych. W przypadku zabytkowych obiektów szkieletowych oprócz spełnienia zasad technologiczno-konstrukcyjnych wynikających z norm i prawa budowlanego należy również stosować rozwiązania naprawcze nieingerujące w układ architektoniczno-konstrukcyjny budynku. W artykule przedstawione są przykłady zastosowania połączeń obu tych zasad, które zostały wykorzystane w XIX-wiecznym kościele w Osiecznicy w województwie lubuskim.
EN
In buildings protected by a conservator, all activities taken require the principles set out in the Act on the Protection and Care of Historical Monuments to be met. Conservation requirements impose many restrictions on interference with the historic fabric of buildings at every stage of construction projects, both during damage diagnosis, design work and the execution of renovation works. In the case of historic frame buildings, in addition to complying with technological and structural rules resulting from standards and construction law, repair solutions that do not interfere with the architectural and structural layout of the building should also be used. The article presents examples of the application of both principles, which were used in a 19th-century church in Osiecznica in the Lubuskie Voivodeship.
W artykule oceniono wstępnie nośność na zginanie belki z drewna świerkowego, zabezpieczonej przed zwichrzeniem, korzystając z analizy numerycznej. Nośność wyznaczona za pomocą analizy numerycznej została porównana z wartością teoretyczną. Otrzymano podobne wyniki. Zaplanowano dalszy rozwój modelu numerycznego oraz jego walidację po przeprowadzeniu badań laboratoryjnych.
EN
In this paper the load-bearing capacity of a restrained spruce beam was preliminary evaluated using a numerical analysis. The bending resistance from the numerical analysis was compared with the theoretical value and similar results were obtained. Further development and validation of the numerical model are planned after laboratory tests.
W artykule przedstawiono ogólne zasady prowadzenia monitoringu w obiektach budowlanych, koncentrując się zwłaszcza na konstrukcjach drewnianych. Ponadto omówiono kluczowe aspekty monitorowania konstrukcji obiektów zabytkowych oraz trudności pojawiające się w przypadku tworzenia modelu numerycznego konstrukcji historycznej. Jako przykład obserwacji stanu technicznego budynku historycznego omówiono drewnianą konstrukcję kościoła w Domachowie. Długi okres eksploatacji konstrukcji drewnianej doprowadził do jej deformacji. Należało sprawdzić, czy deformacja konstrukcji postępuje w czasie oraz jaka jest jej reakcja na doraźne działanie obciążeń klimatycznych. Do pomiaru pochylenia słupów wykorzystano inklinometry. Opisano sposób wyznaczania wartości przemieszczeń na podstawie kątów obrotów, który wymagał przyjęcia modelu deformacji badanego elementu. Na koniec podano podstawowe wyniki pomiarów i obserwacji.
EN
The article presents general principles of monitoring in building structures, focusing especially on wooden structures. In addition, key aspects of monitoring the construction of historic buildings are discussed, as well as the difficulties that arise when creating a numerical model of a historic structure. As an example of observation of the technical condition of a historic building, the wooden structure of the church in Domachovo was discussed. The long period of use of the wooden structure led to its deformation. It was necessary to check whether the deformation of the structure progresses over time and what is its response to temporary climatic loads. Inclinometers were used to measure the tilt of the columns. The method of determining the values of displacements based on the angles of rotation was described, which required the adoption of a model of deformation of the tested element. Finally, the basic results of measurements and observations are given.
Katedra prezentowana w artykule ma charakter typowo konstrukcyjny. Prowadzone w niej prace badawcze dotyczą nie tylko projektowania i kształtowania nowych obiektów inżynierskich, ale również weryfikacji stanu technicznego obiektów już istniejących. Przedmiotem zainteresowania pracowników są przede wszystkim budowle o ustroju nośnym wykonanym ze stali, drewna lub ewentualnie materiałów drewnopochodnych. Mogą to być również konstrukcje zespolone, z elementami typu stal-beton, drewno-beton, a także, w przypadku fasad, panele aluminiowo-szklane. Badane są również obiekty mostowe, zarówno te konstruowane ze stali lub drewna, jak i te wykonane z betonu sprężonego, a także te budowane w technologii prefabrykacji. Proponowane do praktycznego stosowania są opracowywane w katedrze nowoczesne procedury obliczeniowe, weryfikowane numerycznie, z parametrami kalibrowanymi z wykorzystaniem wnioskowania probabilistycznego.
EN
The chair presented in this article is of a typically structural nature. The research work carried out in it concerns not only the design and shaping of new engineering structures but also the verification of the technical condition of existing buildings. The employees are primarily interested in structures with a load-bearing structure made of steel, wood or possibly wood-based materials. These can be also composite structures, with elements such as steel-concrete, wood-concrete, and, in the case of facades, aluminum-glass panels. Bridge structures are also examined, both those constructed of steel or wood, and also those made of prestressed concrete as well as those built using prefabrication technology. Modern calculation procedures developed in this chair are proposed for practical use, verified numerically, with parameters calibrated using probabilistic inference.
Prefabricated structures play a significant role in modern construction due to the numerous benefits that positively impact the efficiency and quality of works and their sustainable development. Thanks to the constantly developing prefabrication sector, we can obtain more and more complex elements of buildings that would be impossible to make directly on the construction site. In the case of even such complex elements, their quality and precision of workmanship are at such a high level that it reduces the risk of any construction problems in the future. The article presents a literature review on the history of wood and prefabrication, with a particular emphasis on the role of wooden modular construction in the scientific community. The review discusses studies related to construction efficiency, sustainability, and innovative design and technological solutions. In the subsequent part of the study, three single-family modular house models were designed using a previously calculated standard module as a base element. These buildings were composed of combinations of three or four modules. However, the analysis revealed that such constructions could not bear all the assumed loads. In response, individual optimisations were introduced to tailor the designs to specific requirements. This process involved modifying cross-sections, adding additional structural elements, and implementing extra supports, enabling the structures to meet the requirements of ultimate limit states (ULS) and serviceability limit states (SLS). The research demonstrates that creating a universal module capable of fulfilling both ULS and SLS requirements in every configuration while maintaining structural optimisation is highly challenging. The results provide a significant contribution to the development of modular construction research. They offer valuable insights into the design process and enable the effective adaptation of modular units to specific configurations and project requirements in the construction industry.
This article presents the results of (destructive) experimental tests in which the load-bearing capacity and efficiency of a strengthened punched metal plate fasteners connection subjected to axial tension was assessed. The joints of the metal plate fasteners were reinforced using perforated plates and screws, perforated plates and nails, and steel plates and bolts. The experimental tests and the obtained results enabled the identification of effective strengthening methods for joints made with punched metal plate fasteners, and proved the significant potential for practical application.
PL
Artykuł przedstawia wyniki (niszczących) badań doświadczalnych, w których oceniano nośność i efektywność wzmocnionego złącza na płytki kolczaste poddanego osiowemu rozciąganiu. Złącza na płytki kolczaste zostały wzmocnione za pomocą płytek perforowanych i wkrętów, płytek perforowanych i gwoździ oraz blach stalowych i śrub. Zrealizowane badania doświadczalne i uzyskane wyniki pozwoliły na wskazanie efektywnych sposobów wzmocnienia węzłów na płytki kolczaste oraz potwierdziły duży potencjał do wykorzystania w praktyce.
In cooperation with the manufacturer of modular houses and timber structures, tests were carried out on timber frame walls covered with gypsum-fiber board loaded with horizontal force in their plane. Various wall variants were tested: walls in which the sheathing was connected to the structure with staples, screws or nails, walls with or without stiffening wooden cross-braces. As a result, the results of the tests were the determination of the maximum horizontal force and stiffness of the tested walls. It was found that the gypsum-fibre board cladding is the main factor influencing the maximum horizontal force. At the same time, it was observed that connecting the cladding to the frame with screws allows for obtaining higher values of horizontal force by approx. 25% compared to connections with nails and staples. The presence of the brace did not contribute to the increase in horizontal force but improved the stiffness of the walls under consideration.
PL
We współpracy z producentem domów modułowych i konstrukcji drewnianych przeprowadzono testy drewnianych ścian szkieletowych pokrytych płytą gipsowo-włóknową obciążonych siłą poziomą w ich płaszczyźnie. Testowano ściany, w których poszycie łączono z konstrukcją za pomocą zszywek, wkrętów lub gwoździ oraz ściany z drewnianymi usztywnieniami lub bez nich. Rezultatem badań było określenie maksymalnej siły poziomej i sztywności badanych ścian. Stwierdzono, że poszycie z płyty gipsowo-włóknowej stanowi główny czynnik wpływający na maksymalną siłę poziomą. Jednocześnie zaobserwowano, że łączenie poszycia ze szkieletem wkrętami pozwala uzyskać większe wartości siły poziomej o ok. 25% w porównaniu z połączeniami na gwoździe oraz zszywki. Występowanie zastrzału nie przyczyniło się do zwiększenia siły poziomej, ale poprawiło sztywność rozpatrywanych ścian.
Contemporary architecture integrates traditional materials with modern technologies, and glued-laminated timber is playing an increasingly significant role in large-scale structures. This study compares the stress distribution in three arches of identical span, designed using two different methods. The first method involves determining the geometric axis of the arch through a graphical approach based on the force triangle. The second method assumes the arch axis as a circular segment. The results indicate that arches designed using the force triangle method exhibit a more uniform stress distribution. This finding highlights the potential of this method for further research on material optimization in relation to cross-sectional variability.
PL
Współczesna architektura łączy tradycyjne materiały z nowoczesnymi technologiami, a drewno klejone odgrywa coraz większą rolę w dużych konstrukcjach. W artykule porównano rozkład naprężeń w trzech łukach o tej samej rozpiętości, ukształtowanych wg dwóch metod projektowania. Pierwsza z nich to wykreślanie osi geometrycznej łuku z użyciem graficznej metody wykorzystującej trójkąt sił, natomiast druga polega na przyjęciu osi łuku jako wycinka okręgu. Wyniki wskazują, że łuki wykreślone metodą trójkąta sił mają bardziej równomierny rozkład naprężeń, co oznacza potencjał metody do dalszych badań nad optymalizacją materiałową w związku ze zmiennością przekrojów.
Artykuł prezentuje pewne rozwiązanie konstrukcyjne węzła narożnego, opracowanego dla drewnianego budownictwa modułowego, z uwzględnieniem optymalizacji parametrów mechanicznych oraz wymogów prefabrykacji. W fazie koncepcyjnej opracowano i przeanalizowano różne koncepcje stalowych łączników pod kątem wymagań normowych, montażowych oraz kryteriów ekonomicznych, wybierając rozwiązanie o odpowiedniej nośności i powtarzalności. Wybrany łącznik poddano prefabrykacji i testom laboratoryjnym, badając jego zachowanie w drewnianym węźle narożnym.
EN
The article presents a structural solution for a corner joint developed for modular timber construction, taking into account the optimization of mechanical parameters and prefabrication requirements. During the conceptual phase, various designs of steel connectors were developed and analyzed in terms of code compliance, assembly requirements, and economic criteria. A solution offering adequate load-bearing capacity and repeatability was selected. The chosen connector was prefabricated and subjected to laboratory testing to evaluate its performance within a timber corner joint.
Przedmiotem badań w niniejszej pracy była ochrona zachowanych budynków wiejskiej, drewnianej architektury regionalnej na obszarze Sudetów, o konstrukcji wieńcowej w kontekście podwyższenia izolacyjności termicznej ich przegród zewnętrznych. Badaniami objęto budynki drewniane i drewniano-murowane. W artykule omówiono główne problemy związane z ocieplaniem ścian wieńcowych drewnianych budynków regionalnych zlokalizowanych w Sudetach, ze wskazaniem uwarunkowań prawnych, architektonicznych i budowlanych, wpływających na wybór sposobu ocieplenia. W pracy przeanalizowano również historycznie stosowane sposoby ocieplenia i ich rozwój w czasie.
EN
The subject of research in this work was the protection of preserved rural buildings, wooden regional architecture in the Sudetes region, with the timber walls structure in the context of increasing the thermal insulation of their external partitions. The research covered wooden and wood-and-brick buildings. The article discusses the main problems related to the insulation of timber walls of wooden regional buildings located in the Sudety Mountains, with an indication of the legal, architectural and construction conditions affecting the choice of insulation method. The paper also analyzes historically used different methods of wall insulation and their development over time.
Praca dotyczy zagadnień związanych ze wzmocnieniem dachów dwóch budynków przemysłowych o konstrukcji drewnianej, uszkodzonych na skutek działania wiatru. Dachy budynków o konstrukcji tradycyjnej, wykonanych na początku XX wieku zostały uszkodzone na skutek działania porywistego wiatru we wrześniu 2020 r. W pracy opisano konstrukcję budynków, zakres zniszczeń oraz koncepcję naprawy i wzmocnienia.
EN
The paper deals with issues related to the reinforcement of the roofs of two industrial buildings with a timber structure, damaged by wind. The roofs of buildings of traditional construction, made at the beginning of the 20th century, were damaged by winds in September 2020. The work describes the structure of the buildings, the extent of damage and the concept of repair and strengthening.
Drewniane budynki wysokie towarzyszą ludziom od wieków. Współczesny rozwój technologii materiałowej, narzędzi do projektowania i wysoki stopień prefabrykacji pozwolił na budowanie wysokich budynków w stosunkowo niedługim czasie. Mając na uwadze te aspekty oraz proekologiczne względy stosowania konstrukcji drewnianych, można je idealnie wpasować w aktualne wymagania stawiane budownictwu. Przekłada się to na odnotowywany w ostatnich latach wzrost popularności konstrukcji drewnianych. Do pełnego rozwoju tego postępowego trendu potrzeba jeszcze dużo pracy w zakresie dopracowania m.in. kwestii pożarowych czy rozwiązań w zakresie wpływów oddziaływań sejsmicznych, które dają badaczom pole do dalszych działań.
EN
Wooden tall buildings have accompanied people for centuries. Modern development of material technology, design tools and a high degree of prefabrication allowed the construction of tall buildings in a relatively short time. Taking these aspects into account, as well as the pro-ecological considerations of using wooden structures, they can be perfectly fitted into the current requirements for construction. Due to this, there has been an increase in the popularity of wooden structures in recent years. A lot of work is still needed to fully develop this progressive trend, including: fire issues or solutions to the impact of seismic impacts, which provide researchers with scope for further activities.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano aspekty dotyczące projektowania budynków proekologicznych i scharakteryzowano kryteria projektowania. Problem badawczy obejmuje określenie wybranych aspektów projektowania. Metoda badań polega na analizie uwarunkowań proekologicznych w projektowaniu architektoniczno-budowlanym oraz zastosowania materiałów i elementów konstrukcyjnych CLT. W artykule zaprezentowano metody analogii ścinania i Gamma jako wybrane przykłady rozwiązywania problemów konstrukcyjno-materiałowych.
EN
This paper presents aspects of designing proecological buildings and the design criteria were characterized. The research problem includes determining selected aspects of design. The research method involves the analysis of proecological conditions in architectural and construction design and the use of CLT materials and construction elements. This paper presents shear analogy methods and Gamma methods as selected examples of solving construction and material problems.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przeanalizowano podstawowe narzędzia projektowe w postaci norm i literatury, umożliwiające projektowanie konstrukcji drewnianych z uwzględnieniem trwałości. Na tej podstawie wskazano najważniejsze zagrożenia, a także przedstawiono zbiór podstawowych zasad projektowych. Następnie zaprezentowano identyfikację czynników ryzyka i sposoby zapobiegania im na podstawie przykładów z zaprojektowanej konstrukcji drewnianej centrum badawczo-rozwojowego.
EN
The paper presents the analysis of basic design tools in the form of standards and literature, that enable the design of timber structures taking durability into account. On this basis, the most important threats were identified and a set of basic design principles was introduced. Then, the identification of risk factors and methods of preventing them were presented, that was based on examples from the designed timber structure of the research and development center.
Rozwijająca się technologia maszyn sterowanych numerycznie do obróbki drewna przyczyniła się do rozwoju nowych rodzajów połączeń ciesielskich. Przykładem takiego połączenia jest rounded dovetail connection (RDC). Rozwiązanie to, ze względu na swoje zalety, takie jak estetyka i łatwość montażu, może stanowić alternatywę dla powszechnie stosowanych okuć i złączy ciesielskich. Jednak w literaturze, aktach normatywnych oraz wytycznych do projektowania brakuje danych związanych z nośnością połączenia na rozciąganie. W pracy przedstawiono stan wiedzy, opisano stanowisko badawcze, metodologię oraz zaprezentowano wyniki badań przeprowadzonych na próbkach wykonanych z konstrukcyjnego drewna litego łączonego na złącza klinowe w skali rzeczywistej. Na podstawie przyjętych kryteriów oceniono nośność oraz porównano z gęstościami poszczególnych próbek. Uzyskane wyniki pokazały, że połączenie to charakteryzuje się pewną nośnością na rozciąganie. Badania stanowiły wstęp do dalszych analiz związanych z próbą wzmocnienia połączenia za pomocą wkrętów ciesielskich z pełnym gwintem.
EN
The advancing technology of numerically controlled machines for woodworking has contributed to the development of new types of carpentry joints. One such example is the rounded dovetail connection (RDC). Due to its advantages, such as aesthetics and ease of assembly, this solution can serve as an alternative to commonly used fittings and carpentry joints. However, there is a lack of data on the tensile strength of this connection in the literature, normative documents, and design guidelines. This paper presents the state of knowledge, describes the research setup, and presents the results of tests conducted on samples made of solid structural timber connected with wedge joints on a real scale. Based on the accepted criteria, the tensile strength was assessed and compared with the densities of the individual samples. The results indicated that this connection exhibits a certain tensile strength. The study served as a preliminary step for further analyses related to attempts to strengthen the connection using full-threaded self taping screws.
In Poland, until 2010, a number of buildings were built with the support structure of roofs in the form of timber trusses connections with punched metal plate fasteners. Standardisation changes, i.e. the introduction of Eurocodes in 2010, resulted in, among other things, increasing the values of recommended climatic loads. Due to the above, in structures built several years ago, the load capacity limit for both timber and fasteners is exceeded. Modernisation of structures with these trusses usually leads to the need to strengthen existing nodes. The issue of strengthening connections with punched metal plate fasteners is poorly recognised in experimental (failure) tests, and thus there are no detailed standard guidelines. The purpose of the experimental tests was to identify the behaviour of tension connections on metal plate fasteners and to evaluate the impact of the additional reinforcement in the form of perforated plates and screws. The analysis of the results obtained from the experimental tests allows us to conclude that the reinforced nodes achieved a much higher ultimate load than the one resulting from the design calculations.
PL
W Polsce do 2010 roku wybudowano szereg obiektów z konstrukcją nośną dachów w postaci drewnianych wiązarów z węzłami na płytki kolczaste. Zmiany normalizacyjne, tj. wprowadzenie w 2010 r. eurokodów dotyczących obciążeń, spowodowało między innymi zwiększenie wartości zalecanych obciążeń klimatycznych. W związku z powyższym w konstrukcjach wybudowanych kilka lat temu dochodzi do przekroczenia limitu nośności zarówno dla drewna, jak i łączników. Modernizacja obiektów z wiązarami drewnianymi, z reguły prowadzi do konieczności wzmacniania istniejących węzłów. Zagadnienie wzmacniania złączy na płytki kolczaste jest słabo rozpoznane w badaniach doświadczalnych (niszczących), a tym samym brak jest szczegółowych wytycznych normowych. Celem przeprowadzonych badań doświadczalnych było rozpoznanie zachowania się rozciąganych złączy na płytki kolczaste oraz oceny wpływu zastosowanego dodatkowego wzmocnienia w postaci płytek perforowanych i wkrętów. Analiza otrzymanych wyników badań doświadczalnych upoważnia do stwierdzenia, że wzmocnione węzły osiągnęły znacznie większe obciążenie granicznie niż to, które wynikało z obliczeń projektowych.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule dokonano przeglądu i oceny dostępnych rozwiązań konstrukcyjnych oraz wybranych zagadnień fizyki budowli dotyczących budownictwa modułowego realizowanego na bazie drewna, które wpisuje się w trendy budownictwa zrównoważonego. Przedstawiono innowacyjną metodę łączenia elementów za pomocą poliuretanowych złączy podatnych (PZP), zdolnych do przenoszenia obciążeń i dużych deformacji z zachowaniem ich szczelności, która dodatkowo pozwala na demontaż konstrukcji. Porównano wartości współczynnika przenikania ciepła U [W/m2K] zewnętrznej pionowej przegrody modułu z drewna w zależności od zastosowanego rozwiązania.
EN
The article reviews and evaluates available construction solutions and selected building physics issues for modular construction based on wood, which meets the trends of sustainable construction. An innovative method of connecting elements using Polyurethane Flexible Joints (PZP) is presented, capable of carrying loads and large deformations while maintaining their tightness, which additionally allows for the disassembly of the structure. The values of the heat transfer coefficient U [W/m2K] were compared for the external vertical partition of the module depending on the solution used.
The paper presents the research results on using eco-friendly impregnation materials to reduce cracking in load-bearing timber elements. The behaviour of pine elements was studied when impregnation materials based on linseed oil were used. Statistical data are given on the reduction in the growth rate of the length and width of cracks, dependent on the number of protective layers of the finishing material. The effect of the absence of cracks on timber elements during atmospheric drying is described, considering the use of a three-layer paint and varnish coating. The effect of the increase in timber structures’ durability and corresponding cost and material consumption reduction in timber structures have been proven.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedmiotem artykułu są zagadnienia dotyczące kształtowania przestrzeni proekologicznej z elementów z drewna klejonego w technologii CLT na przykładzie budynku mieszkalno-usługowego. Elementy z drewna klejonego krzyżowo charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami technicznymi. Budowanie z drewna jest ekologiczne i przyjazne środowisku. Elementy są biodegradowalne, a ich produkcja nie wymaga dużego zużycia energii. Drewno jest powszechnie dostępne, nie wymaga pracochłonnych procesów technologicznych oraz charakteryzuje się małą emisją CO2. Elementy z drewna klejonego krzyżowo stosuje się do wznoszenia budynków niskich, średnio-wysokich oraz wysokich.
EN
The paper deals with the issues related to creating ecologically friendly space with the use of glued timber elements in CLT technology. The discussion is based on the example of a residential and commercial building. Cross laminated timber elements have very good technical properties. Timber construction is ecological and environmentally friendly. The elements are biodegradable and their production does not require much energy input. In addition to being widely available, timber does not need labour-intensive technological processes and generates low CO2 emissions. Cross laminated timber elements can be used to construct low-, medium- and high-rise buildings.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.