Badania eksperymentalne spalania belek z kompozytu drewno-CFRP w skali rzeczywistej

• Autorzy: Kawecki Bartosz , Pieńko Michał , Lipecki Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2023.07.06

Warianty tytułu

EN

Experimental tests on combustion of wood-CFRP composite beams in a full scale

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki porównawcze miejscowego spalania 24 belek w skali rzeczywistej, obciążonych statycznie, wykonanych z kompozytu drewno-CFRP oraz drewna klejonego. Wytężenie próbek wynosiło 90%, w klasie drewna klejonego GL24h. Mierzone były czas spalania do momentu zniszczenia belki, przyrost ugięcia i temperatura elementu. Podsumowując otrzymane wyniki, zauważalny jest trend pozwalający stwierdzić, że taśmy CFRP stosowane wewnątrz przekroju mogą zwiększać odporność ogniową belek, jednak muszą być chronione przez drewno w czasie oddziaływania ognia.

EN

The paper presents comparative results of the local combustion of 24 full scale beams, statically loaded, made of wood-CFRP composite and glue laminated timber. An effort of the samples was 90%, in the class of glue laminated timber GL24h. The combustion time until beams’ failure, deflection increment and element temperature were measured. Summarising the gathered results, a trend allowing to conclude that CFRP tapes used inside the cross-section can increase the fire resistance of the beams is noticeable, but they must be protected by the wood during fire exposure.

Słowa kluczowe

PL

belka kompozytowa; belka drewno-CFRP; belka z drewna klejonego; reakcja na ogień; spalanie przy obciążeniu statycznym; badanie ogniowe; stanowisko badawcze; badanie pełnowymiarowe

EN

composite beam; wood–CFRP beam; glulam beam; reaction to fire; combustion under static load; fire test; test stand; full-scale test

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 7
• Strony: 29--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., il.

Twórcy

autor

Kawecki Bartosz

• Politechnika Lubelska, Wydział Budownictwa i Architektury

• https://orcid.org/0000-0001-8134-5956

autor

Pieńko Michał

• Politechnika Lubelska, Wydział Budownictwa i Architektury

• https://orcid.org/0000-0002-9653-8539

autor

Lipecki Tomasz

• Politechnika Lubelska, Wydział Budownictwa i Architektury

• https://orcid.org/0000-0002-2867-773X

Bibliografia

• [1] Nowak T. Zastosowanie materiałów kompozytowych do wzmacniania konstrukcyjnych elementów drewnianych, Materiały Budowlane. 2019; 1: 22 - 26.
• [2] Sobczak-Piąstka J. Metoda badania belki zginanej wykonanej z drewna klejonego ze zbrojeniem mieszanym, Materiały Budowlane. 2021; 1: 30 - 32.
• [3] Bakalarz M.M., Kossakowski P.G. Strengthening of Full-Scale Laminated Veneer Lumber Beams with CFRP Sheets, Materials. 2022; 15.
• [4] Halicka A., Ślósarz S. Analysis of behavior and failure modes of timber beams prestressed with CFRP strips, Composite Structures. 2022; 301: 116171.
• [5] Kawecki B. Selection of the parameters for numerical models of full girders made of wood-polymer composites reinforced with fibres (in Polish), Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin, Poland. http://bc.pollub.pl/dlibra/publication/13966, 2021.
• [6] Kawecki B., Podgórski J. The Effect of Glue Cohesive Stiffness on the Elastic Performance of Bent Wood-CFRP Beams. Materials. 2020; 13: 1 - 230.
• [7] Kawecki B. Guidelines for FEM modelling of wood-CFRP beams using ABAQUS, Archives of Civil Engineering. 2021; 67: 175 - 191.
• [8] Kawecki B., Podgórski J. 3D ABAQUS simulation of bent softwood elements, Archives of Civil Engineering. 2020; 66: 323 - 337.
• [9] Kawecki B. Numerical Modelling and Experimental Testing on Polyurethane Adhesively Bonded Joints Behaviour in Wood-Wood and Wood-Carbon Fibre Reinforced Polymer Layouts, Advances in Science and Technology Research Journal. 2023; 17: 36 - 52.
• [10] Firmanti A., Subiyanto B., Takino S., Kawai S. The critical stress in various stress levels of bending member on fire exposure for mechanical graded lumber, Journal of Wood Science. 2004; 50: 385 - 390.
• [11] Firmanti A., Subiyanto B., Kawai S. Evaluation of the fire endurance of mechanically graded timber in bending, Journal of Wood Science. 2006; 52: 25 - 32.
• [12] Qin R., Zhou A., Chow C.L., Lau D. Structural performance and charring of loaded wood under fire, Engineering Structures. 2021; 228: 111491.
• [13] Schmid J., König J., Köhler J. Fire-exposed cross-laminated timber - Modelling and tests, 11th World Conference on Timber Engineering 2010, WCTE. 2010; 4: 3268 - 3276.
• [14] Lineham S.A., Thomson D., Bartlett A.I., Bisby L.A., Hadden R.M. Structural response of fire-exposed cross-laminated timber beams under sustained loads. Fire Safety Journal. 2016; 85: 23 - 34.
• [15] Fahrni R., Klippel M., Just A., Ollino A., Frangi A., Fire tests on glued-laminated timber beams with specific local material properties, Fire Safety Journal. 2019; 107: 161 - 169.
• [16] Wang Y., Zhang J., Mei F., Liao J., Li W. Experimental and numerical analysis on fire behaviour of loaded cross-laminated timber panels. Advances in Structural Engineering. 2020; 23: 22 - 36.
• [17] Yang T.H., Wang S.Y., Tsai M.J., Lin C.Y., Chuang Y.J. Effect of fire exposure on the mechanical properties of glued laminated timber. Materials and Design. 2009; 30: 698 - 703.
• [18] Quiquero H., Chorlton B., Gales J. Performance of adhesives in glulam after short term fire exposure. International Journal of High-Rise Buildings. 2018; 7: 299 - 311.
• [19] Chorlton B., Gales J. Mechanical performance of laminated veneer lumber and glulam beams after short-term incident heat exposure. Construction and Building Materials. 2020; 263: 120129.
• [20] Ogawa H. Architectural application of carbon fibers development of new carbon fiber reinforced glulam. Carbon. 2000; 38: 211-226.
• [21] Martin Z.A., Tingley D.A. Fire resistance of FRP reinforced glulam beams, Proceedings of the World Conference on Timber Engineering. 2000.
• [22] PN-EN 14080:2013 Timber structures. Glued laminated timber and glued solid timber. Requirements, in: Polski Komitet Normalizacyjny, Warsaw, Poland.
• [23] Sulik P. Prędkość zwęglania wybranych krajowych gatunków drewna, Materiały Budowlane. 2022; 1: 101 - 104.
• [24] PN-EN 1995-1-2:2008 Eurocode 5: Design of timber structures - Part 1-2: General - Structural fire design, in: Polski Komitet Normalizacyjny, Warsaw, Poland.
• [25] PN-EN 1363-1:2020 Fire resistance tests - Part 1: General requirements, in: Polski Komitet Normalizacyjny, Warsaw, Poland.
• [26] Krajnc N. Wood Fuels Handbook, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Pristina, 2015.
• [27] Cichy W., Witczak M., Walkowiak M. Fuel properties of woody biomass from pruning operations in fruit orchards, BioResources. 2017; 12: 6458 - 6470.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).