Strength comparison of joints at window frames

• Autorzy: Hrovatin J. , Prakrat S. , Berginc J. , Šernek M. , Zupančič A. , Oblak L. , Medved S.

Warianty tytułu

PL

Porównanie wytrzymałości połączeń w ościeżnicach okiennych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The strength of joints with a wooden ring, which are protected by international patent was compared with the strength of tenon and dowel joints, and consequently the applicability and suitability for producing such window frames was established. The strength of different implementations of angular joints of window profiles was tested on a tensile-testing machine. It was established that the average ultimate strength of joints with a wooden ring was higher than the ultimate strength of tenon joints, which was chosen as an upper reference limit.

PL

Połączenia na czop są typowym przykładem zastosowania belek kątowych w ościeżnicach okiennych. Wytrzymałość ościeżnicy okiennej zależy także od lepiszcza i powierzchni, na którą je naniesiono. W niniejszym referacie przedstawiono wyniki badań równych połączeń drewnianych, tj. na czop, kołek i pierścień oraz dwóch komercyjnych klejów na bazie dyspersji polioctanowinylowej (PVAc). Drewniane ościeżnice zostały wykonane z drewna sosnowego w lokalnych zakładach. Ramiona próbek miały 450 mm długości i zostały sklejone razem pod kątem prostym. Wilgotność równowagowa próbek wynosiła 12%. Wytrzymałość graniczna belek kątowych różnie zastosowanych w profilach okiennych została przebadana na maszynie do testowania wytrzymałości na rozciąganie. Na końcach ramion próbek wywiercono otwory o średnicy 8.5 mm do zamocowania uchwytów maszyny do testowania wytrzymałości na rozciąganie. Następnie próbki zainstalowano w maszynie i poddano badaniu, zwiększając stopniowo siłę rozciągającą, aż do zniszczenia połączenia. Wartości wytrzymałości granicznej na rozciąganie zostały zmierzone w Newtonach (N) i jednocześnie zapisane. Wyniki badań pokazują, że średnia wytrzymałość graniczna połączenia z drewnianym pierścieniem jest większa niż wytrzymałość graniczna połączenia na czop, przy tym samym przekroju poprzecznym profilu i zastosowaniu tego samego kleju. Co więcej, zgodnie z oczekiwaniami wyniki jasno wskazują, że wytrzymałość połączeń na kołek była najmniejsza z trzech przebadanych profili okiennych. Ustalono, że połączenie z drewnianym pierścieniem jest odpowiednie do zastosowania w produkcji ościeżnic okiennych, ponieważ wytrzymałość tego połączenia okazała się większa niż wytrzymałość połączenia na czop, które jest obecnie przeważnie stosowane w produkcji okien, oraz znacznie większa niż wytrzymałość połączenia na kołek, które również jest stosowane w produkcji masowej. Przewagą połączenia z zastosowaniem drewnianego pierścienia jest jego uniwersalność, tj. niezależność od wymiarów czy przekroju poprzecznego profilu i jego struktury, co oznacza uproszczenie technologii, gdyż przekrój poprzeczny profilu lub jego strukturę można zmienić w każdym momencie, natomiast produkcja złącza kątowego powinna pozostać bez zmian. Okazuje się to szczególnie istotne wtedy, gdy producenci poszukują rozwiązań pozwalających zredukować ulatnianie się gazów cieplarnianych przez okna i w rezultacie stosują wielowarstwową konstrukcję ościeżnic okiennych lub elementy kompozytowe w produkcji ościeżnic okiennych i stojaków ościeżnicy.

Słowa kluczowe

EN

wood; window; joint; strength; mechanical properties

PL

drewno; okno; łącznik; wytrzymałość; właściwości mechaniczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty
• Rocznik: 2013
• Tom: vol. 56, nr 189
• Strony: 127--135
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hrovatin J.

• Academy of Design, Ljubljana, Slovenia

autor

Prakrat S.

• University of Zagreb, Zagreb, Croatia

autor

Berginc J.

• Hifab International, Stockholm, Sweden

autor

Šernek M.

• University of Ljubljana, Ljubljana, Slovenia

autor

Zupančič A.

autor

Oblak L.

• University of Ljubljana, Ljubljana, Slovenia

autor

Medved S.

• University of Ljubljana, Ljubljana, Slovenia

Bibliografia

• 1. Altnok M., Dongel N., Sogutlu C., Doruk S. [2010]: Determination of diagonal compression performance of wooden joinery corner joints with mortise and tenon. Kastamonu Universitesi Orman Fakultesi Dergisi 10: 96–101
• 2. Eckelman C.A. [1970]: The fatigue strength of two-pin moment – resisting dowel joints. Forest Product Journal 20: 42–45
• 3. Eckelman C.A. [1971]: Bending strength and moment-rotation characteristics of two-pin moment resisting dowel joints, Forest Products Journal 21: 35–39
• 4. Hill M.D., Eckelman C.A. [1973]: Flexibility and bending strength of mortise and tenon joints, Furniture Design and Manufacturing 45: 54–61
• 5. Dziegelewski S., Zenkteler M. [1975]: Badania nad polaczeniami szkieletowych konstrukciji mebla z drewna. Folia Forestalia Polonica, seria B 12: 133–156
• 6. Govže A. [2005]: Angular juncture for wooden frame constructions. International Patent No.: PCT/SI2005/000030.
• 7. Korzeniowski A. [1982]: Fit improves properties of joints. Furniture manufacturer 47: 45–46
• 8. Prekrat S., Jazbec A., Pervan S. [2004]: Analysis of the bending moment of innovative corner joints during static testing. Wood research 49: 32–32
• 9. Skogstad H.B., Uvsløkk S. [2010]: Sealing of Window and Door Joints in Timber Frame Buildings and Watertightness. Buildings XI Conference Dec 5th–9th, 2010 Clearwater Beach, Florida. Florida USA: C ASHRAE. (http://www.ornl.gov/sci/buildings/2010/B11%20papers/92_Skogstad.pdf), 7 p.
• 10. Tankut A.N., Tankut N. [2005]: The Effects of Joint Forms (Shape) and Dimensions on the Strengths of Mortise and Tenon Joints. Turkish Journal of Agriculture and Forestry29: 493–498
• 11. Vince H. [1975]: Zhodnotenie lepenych nabytkovych spojov z hladiska ich pevnosti a tuhosti. Drevo roč. (1975)30, 8–14
• 12. Warmbier K., Wilczynski A. [2000]: Strength and stiffness of dowel corner joints – effectof joint dimensions. Folia Forestalia Polonica, seria B, 31: 29–41
• 13. Wang S.Y., Yuang H.B. [1994]: Structural Behavior of Various Joints in Furniture Components Made of Softwood Laminated Veneer Lumber. Mokuzai Gakkaishi 40: 911–921
• 14. Wilczynski A., Warmbier K. [2003]: Effect of joint dimensions on strength of stiffnessof tenon joints. Folia Forestalia Polonica, seria B, 34: 53–66
• 15. Hoffmann-Schwalbe http://www.hoffmann-schwalbe.de/Frames.php?lang=en (15. jul. 2008)