W artykule opisano przypadek badawczy i aplikacyjny, pozwalający na akceptowalny zakres ingerencji oraz zastosowaną technologię wzmocnienia z użyciem nowoczesnych materiałów w celu zachowania wartości historycznej obiektu. Pojedyncze wdrożenie nowych rozwiązań pozwoli na ocenę skuteczności i przydatności takich metod w ratowaniu unikatowych konstrukcji obiektów historycznych i zabytkowych. Inspiracją do takiego podejścia było docelowe wprowadzenie bezinwazyjnej techniki wzmacniającej, która nie zmieniła cennego i autentycznego wyglądu historycznych konstrukcji, zapewniając jednocześnie im odpowiednią nośność, ponieważ stosowane pierwotnie materiały budowlane nie znajdują swoich odpowiedników w aktualnych przepisach i normach. Przedmiotem artykułu jest żelbetowa klatka schodowa, wykonana w 1910 r., stanowiąca komunikację pionową szpitala, która powinna zostać dostosowana do współczesnych wymagań użytkowych i bezpieczeństwa.
EN
The article describes both, research and application case, allowing for an acceptable range of interference and the strengthening technique in order to preserve the historical value of the object, using the modern materials. Such a single implementation of new solutions will make it possible to assess the effectiveness and usefulness of such methods, saving unique structures of historical and historic buildings. The inspiration for this approach was the targeted introduction of a non-invasive reinforcing technique that will not change the valuable and authentic appearance of historical structures, while providing them with adequate load-bearing capacity, because the originally used building materials do not find their equivalent in current regulations and standards. The subject of the article is a reinforced concrete staircase, made in 1910 that has been used for the vertical communication of the hospital, which should have been adapted to modern safety requirements.
Rosnąca popularność wzmocnień kompozytowych przeznaczonych do elementów betonowych, żelbetowych oraz konstrukcji murowych doprowadziła do bardzo szybkiego rozwoju systemowych materiałów o zróżnicowanych parametrach. W przypadku obiektów zabytkowych ważne jest, aby ewentualne zmiany pierwotnego wyglądu nie ingerowały znacznie w aspekt historyczny i wizualny wzmacnianej konstrukcji. W niniejszym artykule skupiono się na kompozytach wzmacniających z włóknami PBO oraz matrycą na bazie zaprawy mineralnej (PBO-FRCM), które w docelowej postaci przypominają wyglądem tynk. Z tego powodu, w odróżnieniu od kompozytów FRP, kompozyty PBO-FRCM nie zaburzają wyglądu zabytków w nadmiernym stopniu, co jest szczególnie ważne. Autorzy przedstawili podstawowe informacje literaturowe związane z właściwościami kompozytów PBO-FRCM oraz aktualnie przeprowadzane przez siebie badania, które mają na celu zwiększenie efektywności wykorzystania kompozytu. Opisane badania związane są ze wzmacnianiem belek na ścinanie, płyt na zginanie oraz elementów ściskanych.
EN
The growing popularity of composite reinforcements intended for concrete members, RC members and masonry structures has led to the rapid development of systemic materials with varied parameters. In the case of heritage buildings it is important that any alterations in the original appearance do not significantly interfere in the historical and visual aspects of the structure being strengthened. This paper focuses on composites with PBO fibers and a mineral mortar-based matrix (PBO-FRCM), designed for strengthening purposes, which in their ultimate form resemble plaster in their appearance. Consequently, unlike FRP composites, PBO-FRCM composites do not excessively disturb the appearance of monuments, which is highly important. The authors present essential information about the properties of PBO-FRCM composites, derived from the literature on the subject, and their recent research aimed at increasing the effectiveness of composite mobilization. The research covers the shear strengthening of beams, the flexural strengthening of slabs and the strengthening of members in compression.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono badania własne pierścieni ceglanych wzmocnionych przy użyciu systemów FRCM oraz przykład zastosowania na obiekcie zabytkowym. W ramach badań zostały zrealizowane testy na pierścieniach murowanych z cegły pełnej na zaprawie wapienno-trasowej. Modele były obciążane od strony wewnętrznej i wzmacniane od strony zewnętrznej. Takie podejście umożliwiało odzwierciedlenie pracy statycznej dolnych pasm kopuł obrotowych oraz ich pierścieni podporowych. Jako przykład aplikacji przedstawiono wzmocnienie górnego pierścienia kopuły północnej Pawilonu Czterech Kopuł we Wrocławiu. Przeprowadzone badania oraz aplikacja na obiekcie rzeczywistym wykazała wysoką skuteczność zastosowania włókien P.B.O. w systemie FRCM we wzmacnianiu konstrukcji historycznych.
EN
The paper presents research work connected with strengthening of masonry rings using FRCM systems and application example on heritage object. During the laboratory investigations different tests on masonry rings, made with clay brick and trass - lime mortar, were carried out. The models were subjected to load from inside and strengthened from outside. That approach allow to reconstruct the real static behavior of lower part of domes or bottom supporting rings. As a case study, the strengthening of top ring in the north dome in Four Domes Pavilion in Wroclaw was presented. Both laboratory testing and real application showed the high efficiency of using P.B.O fibres in FRCM systems in strengthening of historical structures.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych wpływu wzmocnienia powierzchniowego systemem FRCM na wytrzymałość na ściskanie zarysowanych murów z autoklawizowanego betonu komórkowego (ABK). Badania przeprowadzono na modelach murów z rysą pionową oraz bez zarysowania. Program badań obejmował modele bez wzmocnienia oraz wzmocnione z dwóch i czterech stron, w tym z dodatkowym zakotwieniem wzmocnienia powierzchniowego elementami stalowymi. W modelach wzmocnionych nie odnotowano wzrostu wartości maksymalnego naprężenia niszczącego. Stwierdzono jedynie wzrost poziomu odkształcalności murów wzmocnionych w porównaniu z murami bez wzmocnienia.
EN
This paper describes results from studies on effects of superficial strengthening with FRCM system on compressive strength of autoclaved aerated concrete (AAC) masonry. Tests were carried out on models with one vertical crack and without crack. The research program included walls without any strengthening, strengthened at two or four sides. In addition, models with additional anchorage of superficial strengthening by steel plates were tested. Strengthened masonry did not demonstrate an increase of compressive strength and deformability. Increased deformability was observed for circumferentially strengthened masonry.
The selection of the most proper strengthening method/system with an assessment of its effectiveness is quite complicated in the case of masonry structures, mainly due to their huge diversity in materials. The most popular strengthening materials based on the composite fibres and are laid on the masonry wall using epoxy adhesives (FRP system) or mineral mortars (FRCM system). This article presents a comparison of external strengthening made using different glass-fibre-based materials on the behaviour of specific masonry walls. The walls are made of AAC blocks (Autoclaved Aerated Concrete), commonly used in rather low urban buildings or skeleton construction. As a strengthening material the GFRP sheets and two types of glass meshes are used. The walls are subjected to diagonal compression, which reflects the shearing of the walls. The scope of research describes cracking stage, shear capacity and analysis of the mode of failure of tested walls.
PL
Artykuł przedstawia porównanie efektywności powierzchniowego wzmocnienia materiałami kompozytowymi ścian wykonanych z bloczków z betonu komórkowego (ABK), które poddano ścinaniu w płaszczyźnie. Przeprowadzono badania 14 modeli o wymiarach 805×900×240 mm, z czego 4 były niewzmocnione, a 10 wzmocniono przy użyciu materiałów na bazie włókien szklanych. Zastosowano dwa sposoby wzmocnienia: system FRP, w którym maty szklane (w dwóch ułożeniach) przyklejono do modeli przy użyciu żywicy epoksydowej i system FRCM, gdzie siatki szklane układano na zaprawach mineralnych. W drugim systemie przebadano dwa rozwiązania: nietypowe, wykorzystujące materiały do prac tynkarskich i systemowe dedykowane do wzmacniania murów. Elementy przebadano w układzie ukośnego ściskania, który odzwierciedlał rzeczywisty schemat ścinania ścian. Zaobserwowano, że w przypadku konstrukcji niewzmocnionej pojawienie się ukośnego zarysowania było równoznaczne ze zniszczeniem muru, który rozpadał się na niezależne części. Zniszczenie to miało gwałtowny i nagły charakter, co uznano za niebezpieczny sposób zniszczenia konstrukcji.
Main parameters, which characterize shear strength, are crack distribution, width of diagonal crack opening and angle of inclined crack. There are in this article, comparison crack resistant of testing reinforced concrete (RC) beams on the shear with such variable parameters like presence or absence internal reinforcement, different shear span, and presence or absence external composite reinforcement. Shear span (relative span to effective depth ratio) was acquired the following values: a/d=2, 1.5, 1. For internal reinforcement, rebar’s A240C with diameter 8 mm and steps 100 mm was chosen. The composite FRCM system was like external reinforcement with three stripe of composite fabric with width 70 mm and step 100 mm. Eight RC beams were tested. After testing, we discovered that the most influenced on the serviceability capacity was shear span. Internal transverse reinforcing increased shear strength on the same level and it was independent from shear span and other factors. Only quantity of reinforcing determine level of increasing shear capacity. FRCM system is efficient strengthening system, which significant increase shear crack resistant for RC beams. External FRCM reinforcing increase shear crack resistance on the same percentage and independent from presence or absence internal reinforcement.
Przeprowadzono analizę efektywności zastosowania siatek FRCM we wzmacnianiu ceglanych sklepień koszowych. Wykonano badania doświadczalne oraz numeryczne. Opracowano monogramy ułatwiające analizę efektu wzmocnienia siatkami FRP.
EN
Reinforcing of masonry bucket vaults with FRCM was analysed. Experimental and numerical tests were made. Monograms of effect of using FRCM mats were provided.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono przyczyny i zakres uszkodzeń powstałych po katastrofie budowlanej w zabytkowym kościele pw. św. Jerzego w Hajdukach Nyskich. Zaprezentowano również kilka alternatywnych możliwości wykorzystania tradycyjnych i innowacyjnych metod naprawy oraz wzmacniania konstrukcji uszkodzonych sklepień ceglanych.
EN
Paper presents the causes and scope of damage caused after a construction disaster in a historic church. Several alternative possibilities of using traditional and innovative methods of repairing and strengthening of damaged brick vaults structure were also presented.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono badania kompozytu FRCM (Fabric Reinforced Cementitious Matrix) z włóknami PBO (p-Phenylene Benzobis Oxazole), w których zastosowano metodę pomiaru odkształceń z wykorzystaniem DFOS (Distributed Fibre Optic Sensors). Kompozyty FRCM za pomocą wysoko wytrzymałych włókien PBO pozwalają na osiągnięcie dużego przyrostu nośności wzmacnianych konstrukcji żelbetowych bez szybkiej utraty efektywności w sytuacji pożarowej, co jest główną wadą kompozytów FRP (Fibre Reinforced Polymers). Zastosowana metoda badawcza, wykorzystująca czujniki światłowodowe, pozwala na geometrycznie ciągły pomiar odkształceń, który jest istotny przy ocenie efektywności pracy kompozytów FRCM. Umożliwia też wyznaczenie miejsca zarysowania elementu żelbetowego. W artykule przeprowadzono analizę przydatności tego typu pomiarów oraz przedstawiono perspektywy rozwoju badań kompozytów PBO-FRCM.
EN
This paper discusses the research on FRCM (Fabric Reinforced Cementitious Matrix) composite with PBO (p-Phenylene Benzobis Oxazole) fibres, in which the Distributed Fibre Optic Sensors (DFOS) were used for strain measurements. FRCM composites with high strength PBO fibres allow to gain high load bearing capacity increases of the strengthened RC structure without losing the effect in case of fire situation, as it happens with FRP composites (Fibre Reinforced Polymers). The used research method allows to obtain geometrically continuous strain measurement that is important in FRCM composite effectiveness evaluation. Additionally, it allows to find a place of RC element cracking. Suitability analysis of this kind of research method has been carried out and future perspectives on PBO-FRCM composites research are presented.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono kompozyty PBO-FRCM jako skuteczną metodę wzmacniania konstrukcji żelbetowych. Dokonano przeglądu aktualnych badań dotyczących mechanizmów zniszczenia wzmocnień. Dodatkowo przeanalizowano możliwość zastosowania zakotwień siatek PBO, które mogą zwiększyć efektywność wzmocnienia. Przedstawiono również dalsze perspektywy rozwoju badań nad zakotwieniami siatek w kompozytach PBO-FRCM.
EN
In the paper the PBO-FRCM composites used as a successful method of reinforced concrete structures strengthening are presented. Current research concerning strengthening failure modes are shown. Additionally, the possibility of applying PBO fabric anchoring leading to strengthening efficiency increase is discussed. Finally, the prospects for future research on PBO-FRCM fabric anchoring are given.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Utrzymanie w należytym stanie konstrukcji budowlanych, szczególnie historycznych, które przez lata ulegały częściowej lub znacznej destrukcji, to zadanie, przed którym coraz częściej stają konserwatorzy, architekci i konstruktorzy zajmujący się obiektami historycznymi. Na skutek różnych przyczyn, związanych m.in. z przemieszczeniami podpór, zmianami warunków gruntowo-wodnych, wpływem czynników atmosferycznych, zmianą wilgotności, niewłaściwą geometrią i przekrojami elementów, starzeniem materiałów, zjawiskami reologicznymi czy wpływem wyjątkowych sytuacji obciążeniowych elementy konstrukcyjne wymagają napraw i wzmocnień. Doskonałą alternatywą dla tradycyjnych metod, materiałów i technologii są materiały kompozytowe.
EN
Maintaining in good condition structures, especially historical ones, which have been subject to partial or significant destruction over the years is a task that conservators, architects and constructors are becoming more and more often used. Due to various reasons, related to: displacement of supports, changes in soil and water conditions, influence of atmospheric factors, change of humidity, inappropriate geometry and cross-sections of elements, aging of materials, rheological phenomena or impact of exceptional load situations, structural elements require repairs and reinforcements. Composite materials are an excellent alternative to traditional methods, materials and technologies.
The composite materials as FRP (Fiber Reinforced Polymers), which are characterized by benefits resulting from the combination of high strength reinforcement (as carbon, glass, steel or aramid fibers) with synthetic matrix are increasingly used to reinforce existing structures. Reinforcing System as FRCM (Fibre Reinforced Cementitious Matrix), which includes, among others, Ruredil X Mesh Gold System, is much less commonly used. However, the uniform and practical methods for calculating composite reinforced structures are not determined. Especially when considering the real conditions of structure exploitation, which requires further research in this field. In the paper the initial loading level influence on the efficiency of reinforced concrete beams strengthen using system Ruredil X Mesh Gold was investigated.
PL
Materiały kompozytowe FRP (Fiber Reinforced Polymers), które łączą w sobie korzyści wynikające z połączenia wysokiej wytrzymałości zbrojenia (włókien węglowych, szklanych, stalowych czy aramidowych) z syntetyczną matrycą są coraz powszechniej stosowane do wzmocnień konstrukcji. System wzmacniania FRCM (Fibre Reinforced Cementitious Matrix), do których należy m.in. system Ruredil X Mesh Gold, jest znacznie mniej powszechny. Do tej pory nie określono jednolitych i praktycznych metod obliczania konstrukcji wzmocnionych kompozytami, szczególnie przy uwzględnieniu rzeczywistych warunków eksploatacji konstrukcji, co wymaga przeprowadzenia dalszych badań w tym kierunku. Niniejszy artykuł poświęcono badaniom wpływu obciążenia początkowego o różnej intensywności na efektywność wzmocnienia żelbetowych belek przy użyciu systemu Ruredil X Mesh Gold.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule porównano wyniki badań doświadczalnych z obliczeniami teoretycznymi wg normy ACI 549.4R-13 nośności teowych belek żelbetowych wzmocnionych na ścinanie za pomocą kotwionych materiałów kompozytowych PBO-FRCM. Omówiono model teoretyczny i przeprowadzono dyskusję wyników.
EN
The article presents a comparison of experimental results with theoretical calculations according to the ACI 549.4R-13 standard load capacity of T-shaped reinforced concrete beams strengthened in a shear using composite materials PBO-FRCM with anchorage. Theoretical model and the results were discussed.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wzmocnienie murowanych sklepień można wykonać na wiele sposobów. Kiedyś podstawowym rozwiązaniem było wykonanie opaski żelbetowej lub iniekcja zarysowań. Obecnie coraz częściej sięga się po inne, nowoczesne rozwiązania, do których należy zaliczyć zszycie rys prętami zbrojeniowymi lub zastosowanie laminatów FRP czy materiałów kompozytowych na matrycy cementowej FRCM. W artykule opisano nowoczesne sposoby wzmacniania murowanych sklepień.
EN
Repair of brick vaults can be made in many ways. In the past, the basic solution was to make the band of reinforced concrete or injection of cracks. Nowadays, more and more modern solutions are being applied, which include using of stich reinforced bars or FRP laminates or composite materials FRCM based on the cement matrix. The article describes the modern methods of brick vaults repair.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono przyczyny i metody wzmacniania konstrukcji z betonu, ze szczególnym uwzględnieniem płyt żelbetowych. Dokonano przeglądu metod wzmacniania, z podziałem na tradycyjne i nowoczesne. Podano podstawowe zasady wzmacniania przez zwiększanie przekroju poprzecznego i łączenie betonu z materiałami kompozytowymi FRP i FRCM.
EN
In the paper the reasons and methods of strengthening of concrete structures with special regard to reinforced concrete slabs are presented. The overview of strengthening methods divided into traditional and modern ones was carried out. Some basic rules of strengthening with an increasing of the section area and applying of FRP and FRCM composite materials were given.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono możliwość wykorzystania włókien PBO jako wzmocnień belek żelbetowych. Włókna PBO wchodzą w skład systemu wzmacniania FRCM (Fibre Reinforced Cementitious Matrix), który jest dobrą alternatywą dla znanych systemów FRP (Fibre Reinforced Polymers), głównie w obiektach, gdzie może występować podwyższona temperatura. System PBO-FRCM działa inaczej niż systemy na bazie żywic epoksydowych, co jest związane z zastosowaniem zaprawy mineralnej jako matrycy. Autorzy zwrócili uwagę na główne problemy związane z zastosowaniem systemu PBO-FRCM, takie jak odpowiednie zakotwienie kompozytu oraz przedwczesne odspajanie się włókien od matrycy.
EN
The article discusses the use of PBO fibers as a reinforcement of reinforced concrete beams. PBO fiber are a part of the FRCM (Fibre Reinforced Cementitious Matrix) system which is a good alternative to known FRP (Fibre Reinforced Polymers) systems, especially for buildings where there may be high temperatures. The PBO-FRCM shows a different type of work than systems based on epoxy resins, which is associated with the use of mineral mortar as a matrix. The authors pointed out the major problems associated with the use of this type of system that is appropriate anchorage of composite and premature debonding of the fibers from the matrix.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Konstrukcje żelbetowych obiektów historycznych są szczególnie narażone na uszkodzenia ze względu na nie najlepszą jakość i stan betonu, ekstremalne obciążenia i szkodliwy wpływ otoczenia. Dzięki temu wymagają stosowania ochrony profilaktycznej oraz podejmowania działań naprawczych i wzmacniających o długotrwałym działaniu. W artykule zaprezentowano koncepcje naprawy konstrukcji historycznego żelbetowego sklepienia wykonanego ponad niecką basenową w obiekcie zabytkowej pływalni w Bolesławcu za pomocą materiałów kompozytowych FRCM.
EN
Construction of the historical buildings made from reinforced concrete are particularly exposed to damage due to the quality and state of the construction material – concrete, extreme loadings and the damaging influence of the environment, which require protection preventive and taking corrective action and strengthening. Authors presents repair concept of this type of construction – historical reinforced concrete vaults made over basin pool area in the historic swimming pool building in Bolesławiec using FRCM composites materials.
Zginanie z płaszczyzny murowanych ścian może być skutkiem obciążenia eksploatacyjnego (meble, zawieszone urządzenia, obciążenie tłumem ścian działowych), wyjątkowego (uderzenie pojazdu, wybuch gazu), obciążenia wiatrem (osłonowe ściany zewnętrzne) oraz parciem wody i/lub naporem gruntu. Charakter zniszczenia takich ścian jest podobny do zniszczenia płyt żelbetowych i polega na powstaniu poziomych, pionowych oraz ukośnych zarysowań, które dzielą płytę na mniejsze części. Sposób zarysowania oraz szacowanie nośności ścian murowanych zginanych z płaszczyzny określa się na podstawie teorii linii uplastycznienia lub metody linii załomów, uwzględniającej ortotropię sztywności muru. W przypadku niewystarczającej nośności ścian można zastosować wzmocnienie w postaci zbrojenia usytuowanego w spoinach wspornych (na etapie projektowania) lub zamocowanego do powierzchni bocznych ścian (na etapie projektowania i w trakcie użytkowania konstrukcji). Dotychczas najczęściej jako zbrojenie stosowano siatki stalowe, natomiast ostatnio coraz szerzej wykorzystuje się siatki z materiałów kompozytowych.
EN
Bending the plane of the walls made out of bricks may be a result of exploitation load (furniture, devices hanged on the wall, crowd-load imposed on separation walls), unforeseen load (wall hit by a vehicle, gas explosion), wind load (external protective walls) and of water/ground pressure. Character of destruction, when it comes to such walls, is similar as in case of ferroconcrete slabs, and it is a result of horizontal, vertical and skew cracks, dividing the slab into smaller fragments. The way in which the slabs are cracked and estimates related to capacity of the bent brick-made walls are determined on the basis of the yield lines or bend lines method, which takes orthotropia of the walls into account. In case when the wall-capacity is not sufficient, the walls may be reinforced by reinforcements placed in the supporting joints (at the design stage) or supporting elements mounted to the side surfaces of the walls (at the design stage and during the prospective usage of the building). So far, the reinforcement was composed mainly out of steel nets. Composite nets have been used recently more and more often.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono technologię wzmacniania elementów betonowych za pomocą siatki PBO łączonej z betonem za pomocą zaprawy mineralnej. Przedmiotem zainteresowania autorów jest możliwość wykorzystania tego typu systemu do wzmacniania na ścinanie belek żelbetowych, tarcz żelbetowych oraz elementów ściskanych. W artykule przedstawiono doświadczenia autorów we wzmacnianiu tego typu elementów za pomocą siatki PBO na zaprawie mineralnej.
EN
In the paper a technology of reinforced concrete elements strengthening with PBO mesh bonded with a mineral mortar was presented. The possibilities of application of this system in shear strengthening of reinforced concrete beams, plane-loaded plates and compressed elements are in the range of interests of the authors. In the paper authors experiences in strengthening of such type elements with PBO mesh bonded with mineral mortar were described.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.