BADANIA DOŚWIADCZALNE ODKSZTAŁCALNOŚCI WĘZŁÓW SZKIELETOWYCH BUDYNKÓW DREWNIANYCH

Większość obecnie znanych modeli obliczeniowych zawiera uproszczenia, które powodują, że otrzymane dzięki nim wyniki sił wewnętrznych, naprężeń czy przemieszczeń obarczone są pewnymi błędami. Aby uzyskać prawidłowe rozwiązanie analizowanego problemu konieczne jest poznanie rzeczywistego sposobu pracy konstrukcji. Uwzględnianie w obliczeniach węzłów podatnych, ze znanymi wartościami ich podatności, pozwala na otrzymanie rozwiązania dokładnego. Możliwe jest to dzięki badaniom eksperymentalnym. W pracy zostały przedstawione wyniki badań doświadczalnych węzłów w szkieletowych budynkach drewnianych. Badania te przeprowadzono celem wyznaczenia podatności translacyjnej oraz rotacyjnej węzłów. Eksperymenty zostały przeprowadzone na modelach węzłów o zmniejszonych wymiarach poprzecznych w stosunku do rzeczywistych wymiarów elementów drewnianych konstrukcji szkieletowych. Wyniki innych badań doświadczalnych, wykazały, że zarówno eksperymenty na próbkach pełnowymiarowych, jak i małowymiarowych w dobry sposób przedstawiają sposób pracy konstrukcji. Podczas badań rejestrowano wielkości przemieszczeń charakterystycznych punktów w węzłach. Badania podatności translacyjnej i rotacyjnej prowadzone były niezależnie od siebie, na próbkach przedstawiających różne rodzaje węzłów. Podatność translacyjna obliczana była jako stosunek przyrostu przemieszczenia węzła do przyrostu siły obciążającej węzeł. W przypadku węzła z zablokowanym Podatność rotacyjną obliczano jako stosunek przyrostu kąta obrotu elementu obciążanego względem elementu podpierającego do przyrostu momentu zginającego. Podatność translacyjną określano dla dwóch rodzajów węzła, z zablokowanym oraz z możliwym przemieszczeniem w osi działającego obciążenia. Podatność rotacyjną określono natomiast dla różnych grubości obciążanego elementu. Otrzymane wyniki zaprezentowano w postaci wykresów zależności podatność-naprężenia. Powiązanie podatności z naprężeniami podyktowane zostało przeprowadzeniem eksperymentów na próbkach małowymiarowych.

Pełny tekst (pdf)

1.  PN-EN 1993-1-8. Projektowanie konstrukcji stalowych: Projektowanie węzłów.
2.  Kozłowski A.: Kształtowanie szkieletów stalowych i zespolonych o węzłach półsztywnych, Oficyna wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1999.
3.  Broniewicz M.: Prognozowanie charakterystyk M-O [moment-obrót] węzłów typu "T" z rur prostokątnych na podstawie znajomości parametrów geometrycznych połączenia, Konstrukcje Stalowe, Nr 1, 1998, s. 36-38.
4.  Klich R., Wojnar A., Kozłowski A.: Badania doświadczalne węzłów narożnych ram wykonanych z profili cienkościennych, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska, Z. 50 [256], 2008, s. 121-129.
5.  Leijten A.J.M.: Requirements for moment connections in statically indeterminate timber structures, Engineering Structures, vol. 33, 2011, pp. 3027-3032.
6.  Scheibmair F., Quenneville P.: The quick connect moment connection for portal frame buildings – an introduction and case study, World Conference on Timber Engineering, WCTE 2012, Auckland, 2012.
7.  Fournely E., Moutou Pitti R., Bouchair A.: Behavior of Timber Lattice Beam with Semi-Rigid Joints: analytical and experimental study, PRO LIGNO, vol. 8, no 3, 2012, pp. 19-41.
8.  Gupta R., Gebremedhin K.G., Cooke R.J.: Analysis of metal-plate-connected wood trusses with semi-rigid joints, Transactions of the ASAE, vol. 35, no 3, 1992, pp. 1011-1018.
9.  Patton-Mallory M., Gutkowski R.M., Soltis L.A.: Research Paper FPL 448 – Racking Performance of Light-Frame Walls Sheathed on Two Sides. U.S. Department of Agriculture, Forest Product Laboratory, 1983.
10.  Arciszewska-Kędzior A., Kunecky J., Hasníková H., Sebera V.: Lapped scarf joint with inclined faces and wooden dowels: Experimental and numerical analysis, Engineering Structures, vol. 94, 2015, pp. 1-8.
11.  Malesza M., Miedziałowski Cz.: Discrete analytical models of the wood-framed with sheathing building structures and selected experimental test results, Archive of Civil Engineering, vol. 49, no 2, 2003, pp. 213-240.
12.  Baszeń M., Miedziałowski Cz.: Experimental tests of light wood-framed construction, in: Lightweight structures in civil engineering, Wydawnictwo Naukowe Micro-Publisher Jan B. Obrębski, Warszawa 2004, pp. 29-32.
13.  Morlier J., Bos F., Castéra P.: Diagnosis of a Portal Frame using Advanced Signal Processing of Laser Vibrometer Data, Journal of Sound and Vibration, vol. 297, no 1-2, 2006, pp. 420-431.