Ciągły rozwój konstrukcji budowlanych powoduje doskonalenie istniejących oraz powstawanie nowych rozwiązań materiałowo-konstrukcyjnych, w tym również dotyczących belek zespolonych. W pracy dokonano przeglądu najnowszych badań w tym zakresie. Na ich podstawie wskazano, że największy potencjał rozwoju mają rozwiązania, których parametry wytrzymałościowe i użytkowe są porównywalne z tradycyjnymi konstrukcjami, bazujące na materiałach ekologicznych lub cechujących się niższą energochłonnością i emisyjnością niż stal czy beton, do produkcji których można wykorzystać odpady i surowce pochodzące z recyklingu.
EN
The continuous development of building structures results in the improvement of existing and the emergence of new material and structural solutions, including composite beams. The paper reviews the latest research in this field. On their basis, it was indicated that the greatest potential for development has solutions whose strength and performance parameters are comparable to traditional structures, based on ecological materials or characterized by lower energy consumption and emissivity than steel or concrete, for the production of which waste and recycled raw materials can be used.
W artykule przedstawiono wyniki badań, których celem była ocena wpływu wilgotności wybranych gatunków drewna iglastego na wytrzymałość na zginanie oraz ściskanie wzdłuż i w poprzek włókien, a także wpływ na moduł sprężystości podłużnej przy zginaniu. W każdej próbie przebadano po 12 próbek w stanie suchym oraz po 12 próbek po zawilgoceniu dla drewna sosnowego i świerkowego. W toku przeprowadzonych badań stwierdzono zarówno spadki wytrzymałości w kolejnych próbach, jak i spadki modułu Younga przy zginaniu. Odnotowano też zmianę charakteru zniszczenia próbek w zależności od wilgotności.
EN
The article presents the results of research aimed at evaluating the influence of moisture of selected coniferous wood species on bending strength and compression along and across the grain, as well as the effect on Young's modulus during bending. In each test, 12 dry samples and 12 wet samples were tested for two types of wood: pine and spruce. In the course of the tests, decreases in both strength in subsequent tests as well as decreases in Young's modulus during bending were found. It was also found that the nature of the destruction of the samples changed depending on the humidity.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Bamboo is a fast-growing biobased building material with a high strength-to-weight ratio, and the combination of bamboo and wood provides an environmentally friendly alternative for building construction. A new type of laminated bamboo-timber composite column was proposed to improve the compressive performance of timber columns, which was expected to obtain better mechanical performance. Bamboo scrimber and Douglas fir were combined to form laminated bamboo-timber composite columns for the experimental study. Axial compression tests were carried out on 5 groups of 15 composite columns. The failure modes of the composite columns were assessed. The laws of axial displacement, lateral displacement, axial strain, ultimate bearing capacity and stiffness were analyzed. Finally, the bearing capacity of the composite columns was calculated by referring to the design specification for timber structures. The results indicated that the composite columns exhibited three failure characteristics. The ultimate bearing capacity and stiffness of the bamboo-timber composite columns increased with increasing amount of bamboo scrimber. The ultimate load of the bamboo-timber composite columns was increased by 23.0-94.6%, while the stiffness was increased by 9.1-38.4%. In addition, the bearing capacity of composite columns was calculated according to two standards. The experimental values of the bamboo-timber composite columns are in good agreement with the theoretical values, and the errors are within 8%.
Influence of pine wood sawing technology on material efficiency indicators Coniferous wood processing is one of the basic methods of using natural wood resources. The aim of the work was to determine the impact of the selection of wood cutting technology, which plays an important role in shaping the material indices, especially the volumetric efficiency index. In the case of pine wood processing, group and individual technologies were assessed.. The use of frame saws guarantees the achievement of repeated sorting’s with a quantitative efficiency rate of 69%. The introduction of individual technology based on band saws results in an increase in quantitative sawing efficiency to 72%. The selection of processing technology and the dimensional structure of processed roundwood have a significant impact on the average sawing rate.
PL
Wpływ technologii przetarcia drewna sosnowego na wskaźniki wydajności materiałowej. Przeroby drewna sosnowego odgrywają zasadniczą rolę w obszarze racjonalnego wykorzystania naturalnych zasobów surowca drzewnego. Drewno sosnowe stanowi dominującą grupę surowca odnawialnego na terenie Europy Środkowej. Dobór technologii rozkroju surowca drzewnego odgrywa znaczącą rolę w kształtowaniu wskaźników materiałowych a szczególnie wskaźnika wydajności ilościowej. W przypadku przerobów drewna iglastego dominujące są technologie grupowe oraz indywidualne. Zastosowanie pilarek ramowych gwarantuje uzyskanie powtarzanych sortymentów o wskaźniku wydajności ilościowej rzędu 69% wprowadzenie technologii indywidualnej opartej na pilarkach taśmowych skutkuje zwiększeniem wydajności ilościowej przetarć do poziomu 72%. Znaczny wpływ na średni wskaźnik przetarcia posiada dobór technologii przerobu oraz struktura wymiarowa przetwarzanego drewna okrągłego.
Drewno klejone warstwowo jest obecnie często wykorzystywane w budownictwie. Najczęściej z drewna klejonego warstwowo wykonywane są dźwigary nośne, w których często ze względów architektonicznych istnieje potrzeba wykonania otworów pod różnego rodzaju instalacje. Otwory te osłabiają sztywność. Coraz bardziej powszechnym rozwiązaniem jest wzmacnianie belek drewnianych podłużnymi elementami kompozytowymi. W artykule przeprowadzono obliczenia numeryczne analizujące wpływ podłużnego zbrojenia kompozytowego w formie prętów BFRP na ugięcie belek z drewna klejonego z otworami.
EN
Glued laminated timber is now often used in construction. Most often, glued laminated timber is used to make load-bearing beams, in which there is often a need for architectural reasons to make openings for various types of installations. These openings weaken the stiffness. An increasingly common solution is to reinforce wooden beams with longitudinal composite elements. The paper presents numerical calculations analyzing the influence of longitudinal composite reinforcement in the form of BFRP bars on the deflection of glued laminated timber beams with openings.
In Eurocode 5, the stiffness equation for bolted steel-wood-steel is stated as a function of wood density and fastener diameter only. In this research, an experimental study on various configurations of tested bolted steel-wood-steel (SWS) connections has been undertaken to predict the initial stiffness of each connection. In order to validate the Eurocode 5 stiffness equation, tests on 50 timber specimens (40 glued laminated timbers and 10 laminated veneer lumbers (LVL)) with steel plates were undertaken. The number of bolts was kept similar and the connector diameter, timber thickness, and wood density were varied. The results obtained in the experimental tests are compared with those obtained from the Eurocode 5 stiffness equation. From the analysis, it is signified that the stiffness equation specified in Eurocode 5 for bolted SWS connections does not adequately predict the initial stiffness. The results from Eurocode 5 stiffness equation are very far from the experimental values. The ratio of stiffness equation to experimental results ranges from 3.48 to 4.20, with the average at 3.77, where the equation overpredicted the experimental stiffness value for the connection. There is a need to consider or incorporated other parameters such as geometric configurations in Eurocode 5 stiffness equation to improve the ratio with the experimental data.
Biobased building materials – directions and development prospects. Market of building biomaterials is a dynamically developing branch of the construction sector. The design of buildings and the use of building biomaterials should take into account all factors influencing biomaterials throughout the life cycle of an engineering facility, so that the building can be characterized by high strength and durability. Many political organizations and others promote ecological houses made of building biomaterials as future-proof solutions in construction sector. Building biomaterials are a basic element of green construction, they enable safe disposal, reuse and they are a storehouse of carbon dioxide, which is emitted in the production of conventional materials. Diversified directions of development of ecological and new building materials create potential prospects for their application. The main factor that limits this development is the conservativeness of the construction industry.
Strengthening timber elements using fiber composites increasingly being used in construction. Despite the increasing popularity of this solution, there are still no normative provisions. The article discusses the effectiveness of the most common method used to determine the load capacity of glued laminated timber beams reinforced with BFRP materials. Load capacity values, calculated analytically, were compared with the values determined in experimental tests. The method presented in the article may be helpful from an engineering perspective.
PL
Wzmacnianie elementów drewnianych z wykorzystaniem kompozytów włóknistych jest coraz szerzej stosowanym rozwiązaniem w budownictwie. Pomimo zwiększającej się popularności rozwiązania nadal brakuje przepisów normatywnych. W artykule oszacowano przydatność powszechnie znanej metody określania nośności wzmacnianych elementów drewnianych do obliczania belek z drewna klejonego warstwowo wzmacnianych materiałami BFRP. Porównano wartości nośności obliczone analitycznie z wartościami wyznaczonymi w badaniach eksperymentalnych. Metoda przedstawiona w artykule może być pomocna z inżynierskiego punktu widzenia.
W latach 1577–1590 wybudowano w Rościsławicach dla miejscowych luteran masywny kościół jednonawowy z chórem od wschodu, wieżą od zachodu i zakrystią od północy. Po konwencji z Altranstädt w 1707 do korpusu dobudowano nawy boczne i loże o konstrukcji szkieletowej, a całość pokryto jednym wspólnym dachem mansardowym. Architekturę szkieletową i technikę budowlaną tej rozbudowy wybrano jako temat badawczy, który dotychczas nie był omawiany w literaturze. W tym celu przeprowadzono badania architektoniczne, którym towarzyszyły analizy dendrochronologiczne. W ich wyniku udało się określić specyficzne cechy architektury i konstrukcji. Wstępna analiza wykazuje, że podczas rozbudowy kościoła zastosowano kilka postępowych rozwiązań. Należą do nich m.in.: szkieletowa konstrukcja piętrowa, nadrzędne znaczenie lokalizacji i wielkości otworów drzwiowych i okiennych przy rozmieszczeniu słupów i rygli w ścianach, usztywnienie ścian przez zastrzały jedynie w segmentach skrajnych, prawdopodobne otynkowanie całej konstrukcji ścian już w chwili ich wzniesienia, a także dach mansardowy.
EN
Between 1577 and 1590 a massive single-aisle church was built in Rościsławice for the local Lutherans, with a choir on the eastern side, a tower on the western side, and a vestry on the northern side. After the Altranstädt Convention in 1707, aisles and loges were integrated into the body using a half-timbered construction and the entirety was covered with a mansard roof. The half-timbered technique of this extension was chosen as a research topic which has not yet been discussed in the literature. For this purpose, architectural research was carried out, supplemented with dendrochronological analyses. As a result specific architectural and structural features were identified. A preliminary analysis shows that several progressive solutions were applied during the extension of the church. These include the half-timbered story structure, the supreme importance of the location and size of door and window openings in the arrangement of posts and beams in the walls, stiffening the walls using bracing only in the extreme segments, the presumed plastering of the entire structure of half-timbered walls already at the time of their construction, and the mansard roof.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia docieplania ceglanych ścian zewnętrznych i muru pruskiego od strony wewnętrznej. Zewnętrzne ściany ceglane budynków o charakterze zabytkowym, podobnie jak ściany budynków wzniesione w konstrukcji tzw. muru pruskiego, wymagają zachowania dekoracyjnych walorów fasady. Projektowanie remontu takich przegród wymaga wiedzy z dziedziny budowy takich przegród, ich stanu wilgotnościowego, wpływu stosowanych materiałów i warunków eksploatacji na prognozowane zmiany ilości wody w poszczególnych częściach ściany.
EN
The article presents some of the issues related to the thermal insulation of external brick walls and the Prussian wall from the inside. The external brick walls of historic buildings, like the walls of buildings erected in the so-called technology half-timbered buildings require the decorative qualities of the façade. Designing insulation from the inside of such walls, requires knowledge of the construction of such partitions of their moisture status of the existing part, the impact of thermal insulation material and operating conditions on the projected changes in the amount of water in individual parts of the wall.
Due to the increasing use of fibre composites in the construction industry, wooden beams reinforced with composite elements in various forms are becoming a popular solution. In order to repair the existing structure or to increase the load capacity of new elements, various types of reinforcing elements in the form of tapes and bars are introduced into the cross-section. For unconventional methods to have applicational significance, it should be possible to estimate the deflection of the designed structural element (it is necessary to check SLS with the use of non-complex analytical methods. The method used to estimate the deflection of wooden beams reinforced with composites gives good results for elements reinforced with bars and several tapes glued to the lower lamella.
The article discusses results of pull-off adhesion strength tests on poly-p- phenylene benzobisoxazole (PBO) mesh bonded to fir timber beams using epoxy resin. The tests were performed in accordance with the PN-EN 1542 standard. Timber elements reinforced with PBO fibres were subjected to pull-off tests to measure the adhesive strength of the mesh to the beams.The factors occurring during the test were also characterized, which may affect its results such as the method of application of the tearing force, selection of epoxy glue, surface preparation of the tested elements, occurrence of material defects in the wood and types of substrate destruction. The experimental data show that failure of the timber layer was not observed in all the specimens tested.
PL
W artykule omówiono wyniki badań wytrzymałości na odrywanie siatki poli-p- fenyleno benzobisoksazolu (PBO) przyklejonej do belek drewnianych za pomocą żywicy epoksydowej. Badania przeprowadzono zgodnie z normą PN-EN 1542. Elementy drewniane wzmocnione siatką PBO i poddano próbie przyczepności, mając na celu określenie wytrzymałości na oderwanie siatki PBO przyklejonej do powierzchni belek w miejscach występowania wad materiałowych oraz w miejscach bez wad. Scharakteryzowano również czynniki występujące podczas badań, które mogą wpłynąć na ich wyniki, takie jak sposób przyłożenia siły odrywającej, dobór kleju epoksydowego, przygotowanie powierzchni badanych elementów, występowanie wad materiałowych w drewnie i rodzaje zniszczenia podłoża. Uzyskane wyniki wykazują, że nie we wszystkich badanych przypadkach nastąpiło zniszczenie w warstwie drewna.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This study presents a newly developed timber-glass point connection intended to strengthen existing timber elements in a reversible and visually unobtrusive manner. The new connection consists of an aluminium insertion, two-component struc-tural bonding epoxy resin adhesive, and self-tapping screws. The connection offers the possibility of easy attachment and detachment of the glass element from the strengthened timber element. Seven timber-glass specimens were constructed to perform an experimental investigation of the shear load-bearing capacity and load-slip behaviour of the connection. The aluminium insertion is bonded to a tempered glass strip with a hole and is screwed to the spruce timber block. The timber-glass connection preparation process is thoroughly presented. A special testing apparatus was developed to perform the experiments on a hydraulic universal testing machine. The experimental results are evaluated using analytical expressions and a finite-element simulation. The average connection load-bearing capacity obtained from the experiments of the analysed specimen was 13.31 kN, and the average slip modulus was 20.48 kN/mm. All connections failed on account of self-tapping screw failure, whereas the tempered glass strips remained undamaged.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Tytułowy zamysł szybkościowego budownictwa drewnianego ujęto w chronologicznym wywodzie, począwszy od jego początków (XI wiek n.e.) aż po najnowsze zjawiska czerpiące z postępu technologicznego. Wywód systematyzuje też podejścia do szybkościowego budownictwa drewnianego w ciągu ostatniego tysiąclecia.
EN
New timber technologies support the recent shift towards ‘quick building’, which has been analyzed on wider historic background. The oldest traces of the ‘quick building’ idea (the 11th century CE) are presented in the article, and the latest market trends are also shown, if relevant. The historic and present-day concepts of ‘quick building’ with timber, are explained and classified.
Obecnie zastosowanie kompozytów włóknistych staje się coraz powszechniejsze w wielu obszarach budownictwa. Wzmocnienie elementów konstrukcyjnych na etapie produkcji za pomocą materiałów FRP daje korzyści związane z redukcją wymiarów konstrukcji lub możliwością zastosowania większych przęseł. Wzmacnianie elementów z żelbetu jest bardzo popularne, natomiast zbrojenie elementów drewnianych jest w fazie rozwoju. Wiele prac koncentruje się na wykorzystaniu taśm i mat FRP, a badania nad wykorzystaniem prętów BFRP do wzmocnienia drewna są rzadkością. W pracy wykonano eksperymentalne badania belek z drewna klejonego zbrojonego prętami bazaltowo-epoksydowymi BFRP. Pręty zostały wklejone w przekroju w różnych konfiguracjach.
EN
Nowadays, the use of fiber composites is becoming more and more common in many areas of construction. Strengthening the structural elements at the production stage using FRP materials gives benefits related to reducing the dimensions of the structure or the possibility of using larger spans. The strengthening of reinforced concrete elements is very popular, while wooden elements are becoming more and more popular as well. Many works focus on the use of FRP tapes and mats, while research on the use of BFRP rods for wood reinforcement is scarce. In the work, experimental studies of beams made of glued laminated timber reinforced with BFRP basalt-epoxy rods were carried out. The rods have been glued in cross-section in various configurations. The comparison showed a beneficial effect of the use of bars on static work.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The design of timber structures according to the current generation of Eurocodes results in new requirements being set for the authors of architectural and building designs with respect to the reliability management of such structures. The reliability problems should be formulated in the building permit design in an unequivocal manner, obliging the authors of the detailed design, as well as the contractors to deliver structures, which have all the operational parameters fully conforming to the expectations of the investor. Substantive and formal basics in this regard are formulated in the Eurocodes: PN-EN 1990, PN-EN 1991, PN-EN 1995 as well as in the related European codes. The reliability management problems of contemporary timber structures are related to the cubature buildings of different life spans, including buildings subjected to the climate loads characterised by several hundred year-long return periods.
PL
Projektowanie konstrukcji drewnianych wg współczesnej generacji norm europejskich stawia przed autorami projektów architektoniczno-budowlanych nowe wymagania w zakresie zarządzania niezawodnością takich obiektów. Problemy niezawodności należy sformułować w projekcie budowlanym w sposób jednoznaczny, zobowiązujący autorów projektów wykonawczych, a także firmy wykonawcze do dostarczenia konstrukcji o parametrach eksploatacyjnych zgodnych z oczekiwaniami inwestora. Podstawy merytoryczne i formalne w tym zakresie są sformułowane w Eurokodach: PN-EN 1990, PN-EN 1991, PN-EN 1995 oraz w europejskich normach pokrewnych. Problemy zarządzania niezawodnością współczesnych konstrukcji drewnianych odniesiono do przypadków budynków kubaturowych o zróżnicowanym okresie użytkowania, w tym poddanym oddziaływaniom klimatycznym o okresie powrotu nawet kilkuset lat.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wykorzystanie potencjału drewna w budownictwie ograniczone jest przez zapisy prawne. W artykule omówiono genezę powstania tych przepisów oraz rozważono przyszłe zmiany, które umożliwiłyby większe wykorzystanie drewna w budownictwie, przede wszystkim w wielorodzinnym budownictwie mieszkaniowym.
EN
Full use of timber potential in construction is limited by legal provisions. The article discusses the origins of these regulations and considered future changes that would allow for greater use of timber in construction, in particular in multi-family housing.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The publication, consisting of 2 parts, constitutes a supplement to the content of papers [1, 2], which describe all aspects related to testing fire resistance of timber elements in detail. The work focuses on fire classification of timber elements in terms of fire resistance. Part 2 describes detailed rules of classifying timber elements of specific types, e.g. columns, floors, walls, doors etc. and offers a summary.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The publication, consisting of 2 parts, constitutes a supplement to the content of papers [1, 2], which describe all aspects related to testing fire resistance of timber elements in detail. The work focuses on fire classification of timber elements in terms of fire resistance. Part 1, after the introduction, extensively discusses performance criteria and general rules of classifying timber elements.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents advantages and disadvantages of numerical analysis and computer modelling of timber elements, especially those strengthened with FRP materials. Development of advanced models using 3D finite elements may facilitate stress analysis in different materials. It is important to note that timber is modelled as a homogenous material which is a considerable simplification. On the other hand though, numerical modelling enables analysis of stress occurring in places which could not be analysed in laboratory testing.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.