Možnosti dodatečného vyztužování nosníků z lepenéh lamelového dřeva

Abstract

Cílem této práce je prozkoumat možnosti dodatečného vyztužování nosníků z lepeného lamelového dřeva. Kromě úvodního popisu historie, způsobů výroby a použití lepeného lamelového dřeva jsou popsány i možné a používané způsoby vyztužování tohoto materiálu. Práce je zaměřena na vyztužení nosníků pomocí tenkovrstvé uhlíkové tkaniny. Sada vyztužených nosníků z lepeného lamelového dřeva je následně podrobena destruktivnímu i nedestruktivnímu zkoušení. Tyto materiálové zkoušky jsou podrobně vyhodnoceny a porovnány. Výsledky zkoušek jsou použity jako vstupy do konečně prvkových modelů nosníků. Ty jsou vytvořeny tak, aby co nejvíce odpovídaly skutečnému chování nosníků. Shoda mezi nosníky a jejich modely je také podrobně vyhodnocena. V závěru je konstatováno, že samotný vliv výztužné tkaniny na zvýšení únosnosti a snížení průhybů nosníků je nepatrný. Tkanina má však zásadní vliv v závěrečné fázi zatěžování při destrukci nosníků, protože je schopna oddálit kolaps nosníků až o desítky sekund. Podařilo se vytvořit odpovídající konečně prvkové modely nosníků, které se blíží jejich reálnému chování. V závěru jsou učiněna určitá doporučení pro další rozvoj vyztužování nosníků z lepeného lamelového dřeva.

The aim of this work is to investigate the possibilities of additional reinforcement of glued laminated timber beams. In addition to an introductory description of history, methods of production and use of glued laminated timber, the possible and used methods of reinforcing of this material are described. The work focuses on reinforcement of beams using thin carbon fiber fabric. Reinforced glued laminated timber beams are subsequently subjected to destructive and non-destructive testing. These material tests are thoroughly evaluated and compared. The results from these tests are used as inputs to the finite element models of timber beams. These are designed to match the real behavior of beams as much as possible. The models are compared with the results from the destructive tests of real beams. In conclusion, the influence of the thin reinforcing fabric alone on increasing the bearing capacity and reducing the deflections of the beams is negligible. However, the fabric has a fundamental effect in the final phase of loading during the destruction of the beams, where it is able to delay the collapse of the beams for up to several minutes. Finite element models of beams were created which approach the behavior of real beams, and recommendations for further focus in future works were made.