CZ26812U1 - Vyztužený dřevěný nosník - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká nového řešení vyztuženého dřevěného nosníku pro zesílení dřevěných stavebních konstrukcí namáhaných ohybovým momentem.

Dosavadní stav technikv

Ohýbaný nosník je jedním z nejvíce používaných konstrukčních prvků ve výstavbě ze dřeva. Dřevo jako stavební materiál jev současné době čím dál více využíváno. Používá se pro konstrukční prvky bytové a administrativní výstavby, výrobní i nevýrobní haly, mosty a lávky, vyhlídkové rozhledny. Velkými pozitivy dřevěných konstrukčních prvků jsou nenáročná výroba, příznivý poměr mezi hmotností a pevností, možnost dodatečných úprav na stavbě, snadná montáž a manipulace, vhodný materiál pro výrobu kompozitu. Navíc je dřevo obnovitelná surovina. Naopak mezi nevýhody patří nižší hodnota modulu pružnosti ve srovnání s jinými běžnými konstrukčními materiály a hořlavost.

Zesilovat dřevěné nosníky je možné několika technologicky odlišnými způsoby. Mezi nejčastěji používané způsoby zesílení lze zařadit zvětšení průřezu přidáním dalšího konstrukčního prvku, kdy je nutné zajistit spolupůsobení těchto dvou částí, vlepování ocelových výztuží epoxidovým lepidlem, přidání ocelových příložek nebo lepenou kompozitní výztuží, kterou tvoří uhlíková, skelná, čedičová, bambusová, lněná, konopná a jutová vlákna.

Při velkých zatíženích dřevěných nosníků dochází ke značnému napětí v krajních vláknech dřevěného průřezu a velkým průhybům. V případě, že nosník není vyměněn za. prvek s větším průřezem, přichází na řadu zesílení stávající konstrukce. Nejběžnějším řešením zesílení pomocí ocelové výztuže je vlepovaná ocelová betonářská výztuž epoxidovým lepidlem. Do zesilovaného nosníku se ze spodní strany vyfrézuje drážka pro výztuž. Drážku i ocelovou výztuž je nutné zbavit nečistot, jako jsou piliny, hobliny, rzi a podobně. Pomocí epoxidového lepidla se výztuž vlepí do připravené drážky. Zakrytí výztuže se provede pomocí dřevěných lišt nebo nalepeného prkna stejné šířky jako je šířka zesíleného nosníku. Výztuž přebírá pouze část napětí v dolních vláknech dřevěného prvku.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody odstraňuje vyztužený dřevěný nosník podle předkládaného technického řešení. Jeho podstatou je, že horní plocha nosníku je opatřena dvěma zářezy, kde kolmo na plochu prvního zářezu ležící směrem ke středu nosníku je symetricky vzhledem k podélné ose nosníku vytvořen alespoň jeden první šikmý otvor a proti němu, rovněž kolmo na plochu druhého zářezu ležící směrem ke středu nosníku, je symetricky vzhledem k podélné ose nosníku vytvořen alespoň jeden druhý šikmý otvor. Tyto šikmé otvory jsou vytvořeny ve smykové oblasti, části nosníku blízko podpory, a jsou vyústěny do drážky nebo do drážek vytvořených ve spodní ploše nosníku a vedené podél spodního okraje nosníku. Takto vzniklou soustavou tvořenou prvním šikmým otvorem, drážkou a druhým šikmým otvorem je vedeno ocelové lano s koncovkami s metrickým závitem, které jsou zapuštěny v zářezech. Tyto koncovky jsou opatřeny předepínacím kotvicím systémem, který se skládá z ocelového plechu připevněného v zářezech k plochám se šikmými otvory a opatřeného otvory v místech prvních a druhých šikmých a z pružiny dosedající jedním koncem na ocelové plechy a druhým koncem na podložku umístěnou pod maticí s metrickým závitem, která je navlečena na koncovce. Ocelová lana jsou v drážkách kryta přilepeným prknem opatřeným na spodní straně, kolmo na jeho podélnou osu vytvořenými rovnoběžnými drážkami, které slouží jako ochrana proti odloučení lepeného prkna od spodního okraje nosníku.

Oproti nevyztuženému nosníku je vyztužený nosník tužší, vykazuje větší únosnost a menší průhyby. Za předpokladu stejné výšky a šířky obou nosníků je možné pomocí nosníku s výztuží překlenout větší rozpětí. V případě stejného rozpětí porovnávaných nosníků je možná úspora dřeva

-1 CZ 26812 Ul u nosníku s výztuží. Další výhodou je jednoduchá demontáž spojovaných částí a tím i snadná recyklovatelnost.

Objasnění obrázků na výkresech

Vyztužený dřevěný nosník bude dále blíže popsán pomocí přiložených výkresů. Obr. 1 představuje řez dřevěným nosníkem po délce v místě vyztužení. Obr. 2 zobrazuje boční pohled na zářez s koncovkou lana. Obr. 3 zobrazuje axonometrický pohled na systém kotvení dvojice ocelových lan. Na Obr. 4 je znázorněn řez nosníkem v axonometrii s rozloženými vrstvami prvků umístěnými na jeho spodní straně.

Příklady uskutečnění technického řešení

V horní ploše vyztuženého dřevěného nosníku, Obr. 1, je vytvořen první zářez 7.1 a druhý zářez

7.2. Kolmo na plochu prvního zářezu 7.1, která leží směrem ke středu nosníku 1, je symetricky vzhledem k podélné ose nosníku I vytvořen alespoň jeden první šikmý otvor 8.1 a proti němu, také kolmo na plochu druhého zářezu 7.2 ležící směrem ke středu nosníku 1, je symetricky vzhledem k podélné ose nosníku i vytvořen alespoň jeden druhý šikmý otvor 8.2. První šikmý otvor 8.1 a druhý šikmý otvor 8.2 jsou vytvořeny ve smykové oblasti části nosníku I blízko podpory a jsou vyústěny do drážky 10. Drážka 10 je vytvořená ve spodní ploše nosníku I a je vedená podél spodního okraje nosníku I. Prvním šikmým otvorem 8.1, drážkou 10 a druhým šikmým otvorem 8.2 je vedeno ocelové lano 2 s koncovkami 9 s metrickým závitem. Tyto koncovky 9 jsou zapuštěny v zářezech 7.1 a 72, kde jsou opatřeny předepínacím kotvicím systémem. V praxi je hloubka prvního zářezu 7.1 a druhého zářezu 7.2 rovná maximálně 1/6 výšky nosníku I. Předepínací kotvicí systém se skládá z ocelového plechu 3 připevněného v zářezech 7.1, 7.2 k plochám se šikmými otvory 84, 82, kteiý má v místech těchto šikmých otvorů 8.1 a 8.2 otvory, z pružiny 4 dosedající jedním koncem na ocelové plechy 3 a druhým koncem na podložku 5 umístěnou pod maticí 6 s metrickým závitem. Tato matice 6 je navlečena na koncovce 9. Na Obr. 2 je uveden boční pohled na první zářez 74 s prvním šikmým otvorem

8.1 a s předepínacím kotvicím systémem. Obr. 3 představuje axonometrický pohled na první zářez 7.1 a na předepínací kotvicí systémy v případě, že jsou v nosníku I vytvořeny dva šikmé otvory. Ocelová lana 2 jsou v drážkách 10 kryta přilepeným dřevěným prknem 11, v němž jsou na spodní straně, kolmo na jeho podélnou osu, vytvořeny rovnoběžné drážky 12, jejichž účelem je zamezit odloučení lepeného prkna 11 od spodního okraje nosníku I. Pohled na spodní stranu dřevěného nosníku 1 je uveden na Obr. 4.

V rozloženém stavu je zde příklad, kdy je tato spodní strana opatřena dvěma drážkami 10, do nichž zapadají dvě lana 2, která jsou pak zakryta lepeným prknem 11 s rovnoběžnými drážkami

12.

Při realizaci uvedeného dřevěného nosníku se postupuje tak, že se nejprve na jeho horní straně vytvoří první zářez 74 a druhý zářez 72. Do nosníku i se pak ve smykové oblasti, části nosníku blízko podpory, vyvrtá první šikmý otvor 8.1 a druhý šikmý otvor 8.2 o průměru o cca 1 mm větším než je průměr lana 2. Z dolní strany nosníku I se vyfrézují drážky 10 pro lano 2. Šířka drážek 10 je také cca o 1 mm větší, než průměr lana 2. Do šikmých otvorů 8.1 a 82 a drážek 10 se provleče ocelové lano 2 s lanovými koncovkami 9 opatřenými metrickým závitem. Do prvního zářezu 74 a do druhého zářezu 72 se vloží ocelový plech 3 s otvory, do kterých se provleče lano

2. Na lanové koncovky 9 se navleče pružina 4 s potřebnou tuhostí. Dále se navleče ocelová podložka 5 a celý tento lanový terminál se dopne maticí 6. Pružina 4 zajistí předpětí v lanu 2, jinak by vzhledem k sesychání a dotlačování dřeva toto předpětí vymizelo. Ze spodní strany nosníku I se epoxidovým lepidlem přilepí prkno ÍL Toto prkno 14 se z jedné strany, která bude jeho spodní stranou, opatří drážkami 12. Ty mají za úkol omezit napětí, které by mohlo způsobit oddělení obou lepených vrstev, tedy spodní strany nosníku 1 a prkna 11.

-2CZ 26812 Ul

Průmyslová využitelnost

Vyztužení dřevěného nosníku předpjatým ocelovým lanem je určeno pro nosné prvky občanských, administrativních a průmyslových staveb. Lze ho také použít i pro dopravní stavby jako jsou mosty a lávky.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Vyztužený dřevěný nosník, vyznačující se tím, že homí plocha nosníku (1) je opatřena prvním zářezem (7.1) a druhým zářezem (7.2), kde kolmo na plochu prvního zářezu (7.1) ležící směrem ke středu nosníku (1) je symetricky vzhledem k podélné ose nosníku (1) vytvořen alespoň jeden první šikmý otvor (8.1) a proti němu, rovněž kolmo na plochu druhého zářezu (7.2) ležící směrem ke středu nosníku (1), je symetricky vzhledem k podélné ose nosníku (1) vytvořen alespoň jeden druhý šikmý otvor (8.2), kde první šikmý otvor (8.1) a druhý šikmý otvor (8.2) jsou vytvořeny ve smykové oblasti, části nosníku (1) blízko podpory, a jsou vyústěny do drážky (10) vytvořené ve spodní ploše nosníku (1) vedené podél spodního okraje nosníku (1), a takto vzniklou soustavou tvořenou prvním šikmým otvorem (8.1), drážkou (10) a druhým šikmým otvorem (8.2) je vedeno ocelové lano (2) s koncovkami (9) s metrickým závitem, které jsou zapuštěny v prvním zářezu (7.1) a ve druhém zářezu (7.2) a jsou zde opatřeny předepínacím kotvicím systémem, skládajícím se z ocelového plechu (3) připevněného v zářezech (7.1, 7.2) k plochám se šikmými otvory (8.1, 8.2) a opatřeného otvory v místech prvních šikmých otvorů (8.1) a druhých šikmých otvorů (8.2), z pružiny (4) dosedající jedním koncem na ocelové plechy (3) a druhým koncem na podložku (5) umístěnou pod maticí (6) s metrickým závitem, která je navlečena na koncovce (9), přičemž ocelová lana (2) jsou v drážkách (10) kryta přilepeným prknem (11) opatřeným na spodní straně kolmo na jeho podélnou osu vytvořenými rovnoběžnými drážkami (12) proti odloučení lepeného prkna (11) od spodního okraje nosníku (1).