PL: Wzmacnianie historycznych belek drewnianych poprzez wklejenie zbrojenia | EN: Strengthening of historical beams by inserting reinforcement

abstractPL: W niniejszej pracy magisterskiej przedstawiono badania polegające na wzmocnieniu historycznych belek drewnianych poprzez wklejenie zbrojenia. Badania miały za zadanie pokazać wpływ wzmocnienia belek na ich sztywność oraz wytrzymałość na zginanie. Omówiono najczęstsze wady drewna oraz powody niszczenia konstrukcji drewnianych. Opisane zostały metody ich wzmacniania i naprawy – od tradycyjnych, po mniej konwencjonalne. W przeprowadzonych badaniach zaproponowano wzmocnienie belek przez wklejenie na całej ich rozpiętości prętów stalowych o średnicy ∅6 mm oraz ∅8 mm, umieszczonych w strefie rozciąganej w bruzdach wykonanych na powierzchniach bocznych belek. Doświadczenia zostały przeprowadzone na trzech grupach próbek – pierwszą z nich stanowiły belki kontrolne, bez wzmocnienia, grupa A to belki zbrojone prętami ∅6, natomiast grupę B stanowiły belki z wklejonymi prętami średnicy ∅8. Badane próbki pochodziły z rozbiórki wiekowej więźby dachowej. Na każdej z grup przeprowadzono badanie oznaczenia ogólnego modułu sprężystości oraz wytrzymałości na zginanie. Analiza otrzymanych wyników badań pozwoliła stwierdzić, że wzmocnienie belek drewnianych przy użyciu prętów stalowych korzystnie wpływa na ich wytrzymałość na zginanie, dzięki czemu elementy poddane wzmocnieniu mogą przenosić znacznie większe obciążenia. W wyniku wzmocnienia belki zbrojone wykazywały mniejsze ugięcia niż belki niewzmocnione przy działaniu siły zginającej o tej samej wartości. Badania pokazały także możliwość przezbrojenia belek, co może doprowadzić do kruchego zniszczenia, które z punktu bezpieczeństwa konstrukcji nie jest stanem pożądanym przy projektowaniu elementów konstrukcyjnych.

abstractEN: This thesis presents a study involving the strengthening of historic timber beams by inserting reinforcement. The experimental test was to show the effect of strengthening the beams on their stiffness and flexural strength. The most common wood defects and reasons for destruction of wooden structures were discussed. There were described traditional and nonconventional methods of repairing and strengthening wooden structures. It was proposed to strengthen beams by gluing ∅6 mm and ∅8 mm diameter steel rods in the tension zone over their entire length, in the grooves made on the lateral surfaces of the beams. The experiments were carried out on three groups of test samples – the first group consisted of control beams without reinforcement, group A consisted of beams reinforced with ∅6 mm diameter bars, whereas group B consisted of beams with glued-in ∅8 mm diameter bars. The tested samples came from the demolition of aged roof trusses. The total modulus of elasticity and bending strength were tested on each group. The analysis of the obtained test results allowed to conclude that the reinforcement of timber beams with steel bars has a beneficial effect on their bending strength, so that the reinforced elements can carry much higher loads. As a result of the strengthening, the reinforced beams showed less deflection than the unreinforced beams when subjected to a bending force of the same value. The study also showed the possibility of overfitting the beams, what can lead to brittle failure, which is not a desirable condition for designing structural elements from a structural safety perspective.

status: finished