Publikacje

Streszczenie:

W artykule opisano wyniki badań doświadczalnych oraz akustycznych przeprowadzonych dla wzmocnionych drewnianych belek poddanych zginaniu ze ścinaniem pod obciążeniem wielokrotnie zmiennym. Zastosowane zbrojenie jest traktowane jako innowacyjna metoda wzmocnienia wysokiej ciągliwości charakteryzująca się niższymi kosztami w porównaniu do innych dostępnych metod możliwa do wykorzystania w elementach niższej jakości tarcicy konstrukcyjnej.
Na podstawie badań doświadczalnych uzyskano wzrost nośności z wykorzystaniem procentu zbrojenia wstępnie sprężonego równego 1,76% na poziomie około 54%, a sztywności aż około 12%. W przypadku zbrojenia wstępnie sprężonego na poziomie 1,18% - wzrost nośności – około 47%, sztywności – około 8%. Stwierdzono, że badania mogą umożliwić poszerzenie aktualnej wiedzy na temat nowych belek z drewna klejonego warstwowo wzmacnianych wstępnie sprężonymi prętami z włókien bazaltowych oraz rozwój konserwacji konstrukcji drewnianych. Wyniki pokazują, że wstępnie sprężone pręty bazaltowe mają korzystny wpływ na nośność, sztywność i mogą poprawić ostateczne ugięcie belek drewnianych.
W trakcie realizowanych badań prowadzono pomiary metodą emisji akustycznej. Po analizie zarejestrowanych sygnałów stwierdzono występowanie różnic dotyczących charakterystyk sygnałów dla belek niewzmocnionych i wzmocnionych. Oceniono, że metoda emisji akustycznej może być przydatna techniką do wykrywania pękania elementów drewnianych pod obciążeniem.

B I B L I O G R A F I A1. Chengwen Z., Qing Ch., Haoyu W., Yijie L., Jiashun S.: Experimental study on the flexural behaviour of timber beams strengthened with high ductility and low cost hybrid fibre sheets. Construction and Building Materials, nr 322/2022.
2. Chen Z., Ni C., Dagenais C., Kuan S.: Wood ST: A Temperature-Dependent Plastic-Damage Constitutive Model Used for Numerical Simulation of Wood-Based Materials and Connections, J. Struct. Eng., nr 146/2020).
3. Naghipour M., Nematzadeh M., Yahyazadeh Q.: Analytical and experimental study on flexural performance of WPC–FRP beams. Constr. Build. Mater., nr 25/2011.
4. ICOMOS (International Council on Monuments and Sites), Principles for the conservation of heritage sites in China, Beijing 2015.
5. ICOMOS, The Nara Document on Authenticity, 1994.
6. Davies I.J., Hamada H.: Flexural properties of a hybrid polymer matrix composite containing carbon and silicon carbide fibres. Adv. Compos. Mater, nr 10/2001.
7. Haga O., Koyama H., Kawada K.: Mechanical properties of a new type super hybrid material. Adv. Compos. Mater, nr 5/1996.
8. Narayanamurthy V., Chen J.F., Cairns J., Ramaswamy A.: Effect of shear deformation on interfacial stresses in plated beams subjected to arbitrary loading. Int. J. Adhes. Adhes., nr 31/2011).
9. Glišović I., Stevanović B., Petrović M.: Bending Behaviour of Glulam Beams Reinforced with Carbon Frp Plates. J. Civ. Eng. Manage., nr 21/2015).
10. Davalos J.F., Madabhusi-Raman P., Qiao P.Z.: Wolcott Compliance rate change of tapered double cantilever beam specimen with hybrid interface bonds. Theor. Appl. Fract. Mech., nr 29/1998.
11. Schober K.U., Harte A.M., Kliger R., Jockwer R., Xu Q., Chen J.-F.: FRP reinforcement of timber structures. Constr. Build. Mater., nr 97/2015).
12. Ferrier E., Labossière P., Neale K.W.: Mechanical Behavior of an Innovative Hybrid Beam Made of Glulam and Ultrahigh-Performance Concrete Reinforced with FRP or Steel. J. Compos. Constr., nr 14/2010.
13. Vahedian A., Shrestha R., Crews K.: Experimental and analytical investigation on CFRP strengthened glulam laminated timber beams: Full-scale experiments. Compos. B Eng., nr 164/2019.
14 Raftery G.M., Harte A.M.: Nonlinear numerical modelling of FRP reinforced glued laminated timber. Compos. B Eng., nr 52/2013).
15. Basterra L.A., Balmori J.A., Morillas L., Acuña L., Casado M.: Internal reinforcement of laminated duo beams of low-grade timber with GFRP sheets. Constr. Build. Mater., nr 154/2017).
16. Gómez E.P., González M.N., Hosokawa K., Cobo A.: Experimental study of the flexural behavior of timber beams reinforced with different kinds of FRP and metallic fibers. Compos. Struct., nr 213/2019.
17. Corradi M., Mouli Vemury C., Edmondson V., Poologanathan K., Nagaratnam B.: Local FRP reinforcement of existing timber beams. Compos. Struct., nr 258/2021.
18. Dagher H., Gray H., Davids W., Silva-Henriquez R., Nader J.: VARIABLE PRESTRESSING OF FRP-REINFORCED GLULAM BEAMS: METHODOLOGY AND BEHAVIOR. WCTE World Conference Timber Engineering 2010.
19. Dagher H.J., Abdel-Magid B., Lindyberg R., Poulin J. and Shaler S.: Static bending test results of Douglas-fir and western hemlock FRP-reinforced glulam beams. AEWC Report, nr 98/1998..
20. Wdowiak-Postulak A, Gocál J, Bahleda F, Prokop J.: Load and Deformation Analysis in Experimental and Numerical Studies of Full-Size Wooden Beams Reinforced with Prestressed FRP and Steel Bars. Applied Sciences, nr 13/2023.
21. Triantafillou T.C., Deskovic N.: Prestressed FRP sheets as external reinforcement of wood members. Journal of Structural Engineering, nr 118/1992.
22. Guan Z.W., Rodd P.D., Pope. D.J.: Study of glulam beams pre-stressed with pultruded GRP. Computers and Structures, nr 83/2005.
23. Rescalvo F.J., Valverde-Palacios I., Suarez E., Roldan A., Gallego A.: Monitoring of carbon fiber-reinforced old timber beams via strain and multiresonant acoustic emission sensors. Sensors, nr 18/2018.
24. Rescalvo F.J., Suarez E., Valverde-Palacios I., Santiago-Zaragoza J.M., Gallego A.: Health monitoring of timber beams retrofitted with carbon fiber composites via the acoustic emission technique. Compos. Struct., nr 206/2018.
25. Kowalski S.J., Moliński W., Musielak G.: The identification of fracture in dried wood based on theoretical modelling and acoustic emission. Wood Sci. Technol., nr 38/2004.
26. Ritschel F., Brunner A.J., Niemz P.: Nondestructive evaluation of damage accumulation in tensile test specimens made from solid wood and layered wood materials. Compos. Struct., nr 95/2013.
27. PN-EN 13183-2:2004 – Wilgotność sztuki tarcicy - Część 2: Oznaczanie wilgotności za pomocą elektrycznego wilgotnomierza oporowego.
28. PN-D-94021:2013-10 Tarcica konstrukcyjna iglasta sortowana metodami wytrzymałościowymi.
29. PN-EN 14080:2013-07 Konstrukcje Drewniane—Drewno Klejone Warstwowo i Konstrukcyjne Sklejone Drewno Lite—Wymagania. Polish Committee for Standardization: Warsaw, Poland, 2013.
30. PN-EN 408+A1:2012
Timber Structures—Structural Timber and Glued Laminated Timber—Determination of Some Physical and Mechanical Properties. Polish Committee for Standardization: Warsaw, Poland, 2012.
31. Wdowiak A., Brol J.: Effectiveness of Reinforcing Bent Non-Uniform Pre-Stressed Glulam Beams with Basalt Fibre Reinforced Polymers Rods. Materials, nr12/2019.

Wykorzystanie metody emisji akustycznej do badań wzmocnionych belek z drewna klejonego warstwowo pod obciążeniem wielokrotnie zmiennym