Razvoj novega postopka za ojačitev starih lesenih stropov : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2020

adhesives   adhezivi   CLT panels   CLT plošče   Disertacije   doktorske disertacije   konstrukcijsko steklo   Leseni stropi   lesni vijaki   ojačitev konstrukcij   Ojačitve   self-tapping screws   stropi   structural glass   structural strengthening   timber floors

Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo

Leseni stropi se pogosto ojačujejo na način, da se na spodnjo stran stropnikov, ki lesene strope sestavljajo, prilepijo ali drugače pritrdijo kovinski ali polimerni trakovi. S tem postopkom se zakrije večji del površine, ki določa videz lesenega stropa, in posledično je prvobitni videz lesenega stropa izgubljen. Z razvojem področja steklenih in delno steklenih konstrukcij (kompozitov) ter z napredkom tehnologije proizvodnje stekla in s tem tudi kakovosti tega transparentnega materiala, pa se ponuja neobičajna možnost uporabe stekla tudi za ojačitve, npr. lesenih konstrukcij. Če bi za ojačitev lesenih stropov uporabili steklene elemente, bi v veliki meri ohranili prvobitni videz. Ta ideja odpira številna vprašanja, ki so predmet te doktorske disertacije. V disertaciji je v kontekstu leseno-steklenih konstrukcij obravnavan razvoj postopka za ojačitev starih lesenih stropov s steklenimi elementi v obliki trakov, v natezni coni upogibnega prereza, ki kot prvi korak že zajema uporabo plošč iz križno lepljenega lesa (CLT) v tlačni coni upogibnega prereza. Za zvezo CLT plošče in stropnika so bili upoštevani lesni vijaki, za stik steklenega traku in stropnika pa sta bila upoštevana lepljeni in točkovni (mehanski) stik, ki je bil razvit v sklopu priprave doktorske disertacije. Doktorska disertacija obsega strižne preizkuse lepljenih stikov steklo-les pri različnih vlažnostih lesa in različnih temperaturah. Potrjeno je bilo, da ima lepljeni stik steklo-les potencial za uporabo pri starih lesenih konstrukcijah, ki so lahko podvržene različnim okoljskim pogojem. S strižnimi preizkusi novega točkovnega stika steklo-les je bilo dokazano, da se lahko pod določenimi pogoji stekleni elementi povežejo z lesenimi elementi tudi lesnimi vijaki. Točkovno pritrjevanje steklenih elementov z lesnimi vijaki je neinvaziven, reverzibilen in za videz konstrukcije neškodljiv način. Razviti so bili tudi analitični izrazi za oceno nosilnosti in togosti novega točkovnega stika, vzporedno pa je bila opravljena še numerična analiza togosti točkovnega stika. Z numeričnim izračunom so bili ocenjeni faktorji napetosti v steklu v okolici točkovnega stika pri različnih obremenitvah, s pomočjo katerih se lahko tudi z analitičnim izračunom ocenijo napetosti v točkovno pritrjenem steklenem traku. Najpomembnejši del doktorske disertacije predstavljajo štiritočkovni upogibni preizkusi z novim postopkom ojačanih lesenih stropnikov. Uporabljeni so bili stari leseni stropniki iz dvorca na Zgornji Polskavi, ki so bili iz objekta odstranjeni zaradi številnih poškodb. Mehanske lastnosti lesenih stropnikov so bile določene na podlagi nateznih preizkusov lesenih vzorcev, izdelanih iz lesa uporabljenih starih lesenih stropnikov. Vzporedno so bili opravljeni analitični in numerični izračuni nosilnosti in togosti ojačanih stropnikov z obtežbo, enako obremenitvi pri štiročkovnem upogibnem preizkusu. Predstavljena je tudi parametrična analiza nosilnosti z novim postopkom ojačanih lesenih stropnikov, s pomočjo katerih so bili identificirani najpomembnejši parametri, ki vplivajo na nosilnost ojačanih lesenih stropnikov. Dokazan je bil prispevek steklenih trakov k upogibni togosti lesenih stropnikov. Pod določenimi pogoji lahko stekleni trak poveča tudi nosilnost. Za bolj učinkovitega se je izkazal prilepljen stekleni trak, a tudi s točkovnim stikom pritrjen oz. privit stekleni trak lahko prispeva k nosilnosti lesenega stropnika.

07.08.2023