KONSTRUKCE Media, s. r. o.Com4In Group
ISSN 1803-8433
English - Google Translate Česky - Překladač Google French - Google Translate Italian - Google Translate German - Google Translate Polish - Google Translate Spanish - Google Translate Swedish - Google Translate   |   Přihlásit se   
Nacházíte se:  Úvod    Realizace    Výroba a montáž konstrukcí    Složený sloup z dřevěných fošen s trojúhelníkovým příčným řezem

Složený sloup z dřevěných fošen s trojúhelníkovým příčným řezem

Publikováno: 27.3.2017
Rubrika: Výroba a montáž konstrukcí

Příspěvek prezentuje nový typ dřevěného konstrukčního prvku. Hlavní myšlenkou konstrukčního návrhu je možnost využití krajinového řeziva a tím efektivní zvýšení výtěžnosti dřevní hmoty a zároveň snížení množství odpadového dřeva. Konstrukční prvek je tvořen dřevěnými fošnami, které jsou navzájem spojeny pomocí ocelových spojovacích prostředků. Příčný profil tohoto složeného prvku tvoří dutý rovnostranný trojúhelník. Návrh nového dřevěného prvku předpokládá rychlou a nenáročnou výrobu i montáž. Složený prvek v podobě sloupu byl také podroben laboratorní tlakové zkoušce.

Tlačený, tažený nebo ohýbaný prut je jedním z nejvíce používaných konstrukčních prutů ve výstavbě ze dřeva. Výraznými pozitivy dřevěných konstrukčních prutů jsou nenáročná výroba, příznivý poměr mezi hmotností a pevností, možnost dodatečných úprav na stavbě, snadná montáž a manipulace. Dřevo je vhodným materiálem pro výrobu kompozitu.

U štíhlých tlačených prutů je jejich únosnost limitována vzpěrem. Zvýšení únosnosti prutů lze docílit především snížením jejich štíhlosti. Toho lze dosáhnout dvojím způsobem: snížením jejich účinné, tedy vzpěrné, délky nebo zvýšením poloměru setrvačnosti ke kritické ose vzpěru. Zvýšení poloměru setrvačnosti lze dosáhnout zvětšením rozměru prvku nebo použitím složených a členěných tlačených prvků. Při porovnání složeného a plného průřezu o stejné průřezové ploše lze konstatovat, že složený průřez má vyšší moment setrvačnosti a průřezový modul.

TROJÚHELNÍKOVÝ SLOŽENÝ SLOUP

Podstatou konstrukčního návrhu složeného prvku je, že sestává ze tří dřevěných fošen o shodném příčném průřezu ve tvaru rovnoramenného lichoběžníku s úhlem 60° mezi rameny a delší základnou. Tyto tři dřevěné fošny jsou uspořádány do tvaru rovnostranného trojúhelníka s dutým příčným průřezem. V každém spojovaném místě jsou v každé fošně vytvořeny dva průběžné otvory.

Do těchto otvorů jsou z vnitřní strany dutého průřezu vloženy svorníky, které jsou uprostřed své délky odkloněny od své podélné osy o 60°. Konce svorníků jsou opatřeny podložkou a maticí, jak je patrné z obr. 1.

V jednom možném provedení jsou otvory na svém vnějším konci opatřeny zapuštěním. V této úpravě otvoru je uložena podložka s maticí a zapuštění je pak zakryto dřevěnou zátkou. Zapuštění spojovacího prostředku společně s dřevěnou zátkou zvyšují požární odolnost dřevěného prvku a zlepšují jeho estetickou hodnotu.

Z hlediska úspory materiálu a tedy i nákladů je výhodné, jsou-li dřevěné díly realizovány z krajinového řeziva, které je obvykle odpadové. Další výhodou je jednoduchá demontáž spojovaných částí a tím i snadná recyklovatelnost. Složený prut oproti klasickému prutu s jádrovou dření není ve velké míře ovlivněn výsušnými trhlinami.

Za předpokladu stejně velkých ploch čtverce a rovnoramenného trojúhelníku je trojúhelníkový průřez z hlediska momentu setrvačnosti výhodnější nežli průřez čtvercový. S vyšším momentem setrvačnosti roste také únosnost prutu ve vzpěrném tlaku.

Na obr. 2 je znázorněn speciálně upravený ocelový svorník, který je uprostřed odkloněn od své podélné osy o 60°.

POPIS TESTOVANÉHO SLOUPU

Dřevěný složený sloup byl složen z dřevěných fošen tloušťky 40 mm a délky základny lichoběžníkového prořezu 260 mm. Spojovacími prostředky byly ocelové svorníky průměru 10 mm opatřené velkoformátovými podložkami a maticemi M10. Vzdálenost spojovacích prostředků po výšce sloupu byla 950 mm. Celkem bylo pro spojení fošen použito 12 svorníků. Výška sloupu byla 3 metry.

EXPERIMENT

Třímetrový sloup byl z vrchu zatěžován tlakovým namáháním až do bodu maximální tlakové síly zkušebního lisu, která dosahuje 630 kN (63 tun). Ani při takto velkém zatížení nebyla překročena mez únosnosti. Došlo pouze k oddálení použitých fošen v oblastech, kde nebyl prvek spojen ocelovými svorníky. Experiment probíhal v mechanické laboratoři Univerzitního centra ČVUT v Buštěhradě. Testovaný sloup během poexperimentu je zachycen na obr. 3. Obr. 4. reprezentuje průběh svislého posunu horního tlačeného konce sloupu v závislosti na síle. Při maximální dosažené síle 630 kN byl svislý posun roven 11,7 mm.

ZÁVĚR

V příspěvku je prezentován složený dřevěný sloup trojúhelníkového průřezu. Testovaný konstrukční prvek vychází z užitného vzoru [1] a funkčního vzorku [2], jejichž právní ochrana je ve vlastnictví Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT. Dřevěný složený sloup odolal zatížení 630 kN, což je maximální síla zkušebního lisu. Při této síle nedošlo k překročení meze únosnosti, ale dřevěné fošny se od sebe oddálily o 10 mm. Lze tedy konstatovat, že byla překročena mez použitelnosti konstrukčního prvku.

LITERATURA:
[1] Hataj, M., Kuklík, P.: Dřevěný složený prut, Užitný vzor, Úřad průmyslového vlastnictví, 28798, 2015-11-10.
[2] Hataj, M.: Dřevěný složený sloup, [Funkční vzorek], 2015. Materiál byl prezentován na konferenci Dřevostavby 2016 ve Volyni. Tento příspěvek vznikl za podpory Univerzitního centra energeticky efektivních budov. Výzkum byl podpořen grantem SGS14/178/ OHK1/3T/11.

Composite Column from Wooden Planks with Triangular Cross Section
In this paper, a new type of timber structural element is presented. The main idea behind the design is the possibility to use a waney edged timber, thereby effectively increasing the yield of timber while reducing the amount of timber waste. A hollow equilateral triangle constitutes the cross-section of the subjected composite element. The design of a new timber element type assumes a rapid and inexpensive production and its consequent installation. The timber element presented herein was laboratory tested.

Bookmark
Ohodnoďte článek:

Fotogalerie
Obr. 1a – Trojúhelníkový průřez složeného sloupuObr. 1b – Trojúhelníkový průřez složeného sloupuObr. 2a – Speciální ocelový svorníkObr. 2b – Speciální ocelový svorníkObr. 3 – Deformace složeného sloupu během experimentuObr. 4 – Závislost posunu na síle

NEJčtenější souvisejicí články (v posledních 30-ti dnech)

Stavební ocelové konstrukce vyšší třídy provedení (EXC3, EXC4) a technické podmínky jejich výroby v ČRStavební ocelové konstrukce vyšší třídy provedení (EXC3, EXC4) a technické podmínky jejich výroby v ČR (112x)
Současné období (tj. roky 2009 – 2014) je v oboru stavebních ocelových konstrukcí (dle NANDO 2/4) charakterizováno zásad...
PROTAH – certifikovaný systém konstrukčních táhelPROTAH – certifikovaný systém konstrukčních táhel (55x)
PROTAH je systém konstrukčních táhel a doplňků pro použití v konstrukcích pozemních a inženýrských staveb. Systém PROTAH...
Objekt Jaguar Body In White (BiW)Objekt Jaguar Body In White (BiW) (33x)
Slávnostným odhalením základného kameňa sa 13. septembra v Nitre oficiálne začala výstavba nového závodu automobilky Jag...

NEJlépe hodnocené související články

Rozšíření centrálního tankoviště ropy v Nelahozevsi – VII. etapaRozšíření centrálního tankoviště ropy v Nelahozevsi – VII. etapa (5 b.)
Změna legislativy, resp. zákona č. 254/2001 Sb., o vodách, který požaduje provádění revize a zkoušky těsnosti nádrží na ...
Stav ocelových mostů po sto letech užíváníStav ocelových mostů po sto letech užívání (5 b.)
Jedním z hnacích motorů prudkého industriálního rozvoje v českých zemích na přelomu devatenáctého a dvacátého století by...
Obnova věže Staroměstské radniceObnova věže Staroměstské radnice (5 b.)
Zakázku na obnovu věže Staroměstské radnice získalo sdružení firem AVERS spol. s r. o. a Subterra a. s. na konci roku 20...

NEJdiskutovanější související články

Most přes Rouštanský potok na obchvatu RouštanMost přes Rouštanský potok na obchvatu Rouštan (1x)
Silnice I/34 (Havlíčkův Brod – Svitavy) je jednou z páteřních komunikací severní části Českomoravské vysočiny. Na své tr...
Trimaran – komerční a kongresové centrum v Praze na PankráciTrimaran – komerční a kongresové centrum v Praze na Pankráci (1x)
Předmětem článku je projekt, výroba, montáž a předpínání ocelové superkonstrukce nového objektu Trimaran v Praze na Pank...
Lávka přes řeku Svratku v Brně‑KomárověLávka přes řeku Svratku v Brně‑Komárově (1x)
Lávka pro pěší celkové délky 60,40 m je popsána s ohledem na architektonické a konstrukční řešení a postup stavby. Konst...

Server Vodohospodářské stavby

Rekonstrukce Vodního díla Nechranice

Rekonstrukce Vodního díla Nechranice