Spoje s deskami s prolisovanými trny

Abstract

Disertační práce se zabývá problematikou spojů dřevěných konstrukcí prováděných pomocí desek s prolisovanými trny (punched metal plate fasteners). Úvodem práce jsou popsána teoretická východiska analytických modelů dnešních norem a geometrie spojů a je uvedeno několik informací z historie spojování konstrukcí pomocí desek s prolisovanými trny. Cílem disertační práce je ověřit vybrané části analytických postupů podle Eurokódu 5 (ČSN EN 1995-1-1) pro pevnost připojení a únosnost materiálu ve spoji desek s prolisovanými trny.Součástí práce je kompletní zpracování statistických souborů zkoušek desek s prolisovanými trny podle ČSN EN 14545 a rozbor statistiky použité pro vyhodnocení zkoušek.Výsledky případné modifikace analytických postupů budou použity přímo ve výpočetním systému (profesionálním programu pro řešení střešních konstrukcí spojovaných deskami s prolisovanými trny). Celkem bylo provedeno 356 zkoušek pro pevnost připojení desek s prolisovanými trny do dřeva a pro únosnost materiálu desek. Pro další vyhodnocení bylo použito celkem 227 zkoušek.Cílem disertační práce bylo statisticky zpracovat výsledky zkoušek desek s prolisovanými trny BV15 (tl.1.5 mm) a BV20 (tl 2.0 mm). Na základě výsledků zkoušek ověřit postupy pro vyhodnocování uvedené v ČSN EN 14545. Dále ověřit vybrané části analytických postupů podle Eurokódu 5 (ČSN EN 1995-1-1) a ČSN EN 14545 pro pevnost připojení a únosnost materiálu ve spoji desek s prolisovanými trny.Metodika vyhodnocení výsledků zkoušek desek s prolisovanými trny podle ČSN EN 14545 vychází z lognormálního rozdělení náhodné proměnné a použití globální míry rozptylu pro zkoušky se stejným charakterem porušení. Obdobná metodika byla použita i v prEN 14545 (návrhu normy), pouze vycházela z předpokladu normálního rozdělení. Obě tyto metodiky lze považovat za správné, některé dílčí vztahy byly pro přehlednost upraveny.Pro výpočet konstant, které vstupují do analytického řešení charakteristických pevností pro připojení desky do dřeva, bylo z konkrétních zkoušek desek s prolisovanými trny BOVA prokázáno, že uvedené řešení může významně nadhodnocovat naměřené pevnosti. Byl navržen postup, který tento nedostatek řeší a který je možno zapracovat přímo do normy ČSN EN 14545.

Doctoral thesis deals with the issue of timber structures joints performed by means of punched metal plate fasteners. The introduction of this work includes theoretical basis of analytical models resulting from current standards, geometry of the joints and several pieces of information related to the history of connecting structures by means of punched metal plate fasteners.The aim of this doctoral thesis is to verify selected parts of analytical methods according to Eurocode 5 (ČSN EN 1995-1-1) for connection strength and material resistance in the joint of punched metal plate fasteners.The work also contains a complete processing of statistical tests sets of punched metal plate fasteners according to ČSN EN 14545 and an analysis of statistics used to evaluate tests.Results of any modification of the analytical procedures will be used directly in a computer system (a professional program for roof structures connected by punched metal plate fasteners).A total of 356 tests were carried out in order to obtain strength of the metal plate fasteners connection punched into timber and material resistance of the plate. For further evaluation was used a total of 227 tests.The aim of this work was to statistically process the test results of punched metal plate fasteners BV15 (thickness 1.5 mm) and BV20 (thickness 2.0 mm), to verify the procedures for the evaluation specified in ČSN EN 14545 according to the tests results and furthermore to verify selected parts of analytical methods according to Eurocode 5 (ČSN EN 1995-1-1) and ČSN EN 14545 for connection strength and material strength in the metal plate fasteners connection.The methodology of the test results evaluation of the metal plate fasteners connection according to ČSN EN 14545 is based on the log-normal distribution of a random variable and the use of the global rate of variance for the tests with the same character of damage. A similar methodology was used in prEN 14545 (draft standard) which is based only on an assumption of normal distribution. Both of these methods can be considered correct, some of individual relationships were adjusted for clarity.To calculate the constants entering the analytical solution of the characteristic strengths for connecting the plate with timber was shown that this solution can significantly overestimate the measured strengths in case of the specific tests of metal plate fasteners connection BOVA. A procedure addressing the deficiency was designed and it can be incorporated directly into the standard ČSN EN 14545.