PL249066B1

PL249066B1 - Glued beam with auxetic chiral core, cross-glued cellular plate with auxetic chiral core and their manufacturing technology

Info

Publication number: PL249066B1
Application number: PL444683A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Smardzewski
Original assignee: Uniwersytet Przyrodniczy W Poznaniu
Priority date: 2023-04-28
Filing date: 2023-04-28
Publication date: 2026-02-23
Also published as: PL444683A1

Abstract

Klejona belka z wklęsłymi auksetycznymi komórkami składająca się z dwóch zewnętrznych, poziomych pasów (1, 2) wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH oraz z dwóch pionowych słupów wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH w jakiej rdzeń belki stanowią wklęsłe komórki wykonane z pojedynczych elementów o falistej geometrii z falistej płyty o grubości t, do elementu płytowego, przy zewnętrznych skrajnych krawędziach zamocowane są pryzmatyczne graniaki o długości równej Lc i wymiarach przekroju Sr x Hr, gdzie Sr=2t oraz wysokość listwy Hr=2t, górna powierzchni listwy jest ścięta pod kątem f, płyta falista oraz listwy na brzegu płyt są wykonane z tarcicy konstrukcyjnej, a w miejscu przegięcia płyty połączone są dowolnym znanym połączeniem stolarskim, najkorzystniej połączeniem miniwczepowym, kąt nachylenia ramion falistego elementu płytowego rdzenia φ jest równy od 1° do 40°, najkorzystniej między 5° do 15°, wilgotność bezwzględna drewna wynosi od 8% do 20%, najkorzystniej 15%, ściany komórkowe czterech sąsiednich komórek po połączeniu tworzą rotujący węzeł o szerokości 2Sr, wewnętrzna szerokość komórki hc jest równa od 5 mm do 200 mm, najkorzystniej od 50 mm do 100 mm, wysokość komórki Hc jest wynikiem złożenia czterech ścian komórki i zależy od szerokości tej ściany Sc. Sposób wytwarzania belki z dwóch zewnętrznych, poziomych pasów (1, 2) wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH oraz z dwóch pionowych słupów wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH tworzy się strukturę przestrzenną w jakiej rdzeń belki stanowią wklęsłe komórki wykonane z pojedynczych elementów o falistej geometrii z falistej płyty o grubości t i do elementu płytowego, przy zewnętrznych skrajnych krawędziach zamocowane są pryzmatyczne graniaki w jakim płyty faliste tworzy się poprzez obróbkę hydrotermiczną lub z wykorzystaniem generatorów częstotliwości, a po uplastycznieniu drewna jest ono zginane w taki sposób aby promień zginania był równy D2/2 przy czym D2 powinno być równe od 100 - 250 mm, najkorzystniej 150 - 200 mm, kąt nachylenia ramion falistego elementu płytowego rdzenia φ jest równy od 1° do 40°, najkorzystniej między 5° do 15°, a listwy pryzmatyczne oraz płyty faliste są łączone dowolnym klejem konstrukcyjnym do drewna, najkorzystniej klejem poliuretanowym albo dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych.Glued beam with concave auxetic cells consisting of two external horizontal strips (1, 2) made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type and two vertical columns made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type, in which the beam core consists of concave cells made of single elements with wavy geometry made of a wavy board of thickness t, prismatic squares with length equal to Lc and cross-section dimensions Sr x Hr are attached to the board element at the outermost edges, where Sr = 2t and the strip height Hr = 2t, the upper surface of the strip is cut at an angle f, the wavy board and the strips on the edge of the boards are made of structural sawn timber, and at the bending point the boards are connected by any known carpentry joint, most preferably by a finger-joint joint, the angle of inclination of the arms of the wavy element board core φ is equal to 1° to 40°, most preferably between 5° to 15°, absolute wood humidity is between 8% to 20%, most preferably 15%, cell walls of four adjacent cells after joining form a rotating node with a width of 2Sr, internal cell width hc is equal to 5 mm to 200 mm, most preferably between 50 mm to 100 mm, cell height Hc is the result of putting together the four cell walls and depends on the width of this wall Sc. A method of manufacturing a beam from two external, horizontal strips (1, 2) made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type and two vertical columns made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type, a spatial structure is created in which the beam core consists of concave cells made of single elements with wavy geometry from a wavy plate of thickness t and prismatic squares are attached to the plate element at the outer extreme edges, in which the wavy plates are created by hydrothermal treatment or using frequency generators, and after plasticization of the wood it is bent in such a way that the bending radius is equal to D2/2, where D2 should be equal to 100 - 250 mm, most preferably 150 - 200 mm, the angle of inclination of the arms of the wavy plate element of the core φ is equal to 1° to 40°, most preferably between 5° to 15°, and the prismatic strips and corrugated sheets are joined with any structural glue for wood, preferably polyurethane glue, or with any carpentry methods using dowels, tongue and groove connectors, nails, screws, etc. construction solutions.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest klejona belka konstrukcyjna z chiralnym auksetycznym rdzeniem, klejona krzyżowo płyta komórkowa z auksetycznym chiralnym rdzeniem i technologia ich wytwarzania. Wynalazek dotyczy zwłaszcza belek drewnianych o strukturze komórkowej z zewnętrznymi pasami poziomymi między którymi przestrzeń wypełniają chiralne komórki uformowane w taki sposób aby tworzyły rotujące węzły zapewniające auksetyczne właściwości rdzenia. Auksetyczne właściwości rdzenia przejawiają się tym, że struktura komórkowa rdzenia wyróżnia się ujemnym współczynnikiem Poissona, co oznacza, że podczas ściskania szerokość rdzenia (L) zmniejsza się, a podczas rozciągania zwiększa się (fig. 1).The invention concerns a glued structural beam with a chiral auxetic core, a cross-laminated cellular board with an auxetic chiral core, and a technology for their production. The invention specifically relates to wooden beams with a cellular structure with external horizontal strips, the space between which is filled with chiral cells formed to form rotating nodes that provide the auxetic properties of the core. The auxetic properties of the core are demonstrated by the cellular structure of the core characterized by a negative Poisson's ratio, meaning that the core width (L) decreases during compression and increases during tension (Fig. 1).

Znane konstrukcje warstwowych belek klejonych, zwłaszcza typu BSH (Brettschichtholz), C16, C24 (Klasa wytrzymałości), KVH (Konstruktionsvollholz) nie posiadają struktury komórkowej i charakteryzują się dużym zużyciem drewna. Wśród konstrukcji klejonych belek z drewna nie występują także struktury z komórkowym rdzeniem, a zwłaszcza z rdzeniem o właściwościach auksetycznych.Common laminated beam structures, especially BSH (Brettschichtholz), C16, C24 (Strength Class), and KVH (Konstruktionsvollholz), lack a cellular structure and are characterized by high wood consumption. Structures with a cellular core, especially those with an auxetic core, are also absent from glued timber beam structures.

Znane konstrukcje warstwowych belek klejonych, zwłaszcza typu BSH (Brettschichtholz), C16, C24 (Klasa wytrzymałości), KVH (Konstruktionsvollholz) nie posiadają struktury komórkowej i charakteryzują się dużym zużyciem drewna. Wśród konstrukcji klejonych belek z drewna nie występują także struktury z komórkowym rdzeniem, a zwłaszcza z rdzeniem o właściwościach auksetycznych. Upraszczając takie struktury to warstwowy laminat drewniany, w którym poszczególne warstwy połączone są klejem.Common laminated beam structures, especially BSH (Brettschichtholz), C16, C24 (Strength Class), and KVH (Konstruktionsvollholz), lack a cellular structure and are characterized by high wood consumption. Structures with a cellular core, especially those with an auxetic core, are also absent from glued beam structures. Simply put, such structures are a layered wood laminate in which the individual layers are bonded with adhesive.

Znany jest wzór użytkowy CN209723212 w jakim płyta środkowa jest łączona i klejona za pomocą prostych pasków łączonych na mikrowczepy grubych płyt z litego drewna; Taka operacja zapewnia odporność na zginanie i odporność na odkształcenia laminowanego drewna; bloki ułożone po obu stronach każdej listwy prostej płyty z litego drewna zwiększają powierzchnię łączenia pomiędzy każdymi dwoma sąsiednimi listwami łączonymi na mikrowczepy płyt z litego drewna. Płyta górnej warstwy i płyta dolnej warstwy są umieszczone na górze i na dole płyty środkowej.Utility model CN209723212 is known in which a middle board is joined and glued using straight strips of finger-jointed thick solid wood boards. This operation provides bending resistance and deformation resistance to the laminated wood. Blocks arranged on both sides of each straight strip of solid wood board increase the joining surface between any two adjacent finger-jointed strips of solid wood boards. The upper layer board and the lower layer board are placed at the top and bottom of the middle board.

Znane są także płyty komórkowe, w jakich wewnętrzna warstwa wytworzona jest jako usztywniające strukturę wypełnienie. Ustroje takie nie są jednak przeznaczone do przenoszenia obciążeń i nie mogą pełnić funkcji konstrukcyjnych.Cellular panels are also known, in which the inner layer serves as a stiffening filler. However, such structures are not designed to carry loads and cannot perform structural functions.

Celem wynalazku było stworzenie belki, która przy zachowaniu wytrzymałości i innych właściwości mechanicznych tradycyjnej belki klejonej pozwoliłaby na oszczędność materiału drzewnego oraz wykorzystanie tańszych drzewnych zamienników przy jednoczesnym obniżeniu wagi konstrukcji belki.The aim of the invention was to create a beam that, while maintaining the strength and other mechanical properties of a traditional glued beam, would allow for saving wood material and the use of cheaper wood substitutes while reducing the weight of the beam structure.

Klejona belka z wklęsłymi auksetycznymi komórkami składa się z dwóch zewnętrznych, poziomych pasów wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH oraz z dwóch pionowych słupów wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH (fig. 1). Wymiary belki są następujące: długość L do 14 m, szerokość S od 80 mm do 240 mm i skalowana jest co 20 mm i wysokość H od 140 mm do 1400 mm i skalowana jest co 20 mm. Grubość pasów i słupów Sb powinna być równa od 20 mm do 160 mm i skalowana jest co 20 mm.A glued beam with concave auxetic cells consists of two outer horizontal flanges made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type and two vertical columns made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type (fig. 1). The beam dimensions are as follows: length L up to 14 m, width S from 80 mm to 240 mm and scaled every 20 mm, and height H from 140 mm to 1400 mm and scaled every 20 mm. The thickness of the flanges and columns Sb should be equal to 20 mm to 160 mm and scaled every 20 mm.

Rdzeń belki stanowią wklęsłe komórki wykonane z pojedynczych elementów o falistej geometrii (fig. 2). Wykonane są one z falistej płyty o grubości t. Grubość t elementu powinna wynosi od 5 mm do 45 mm i skalowana jest co 1 mm. Kąt pochylenia ramion płyty φ powinien być równy od 1° do 40°, najkorzystniej między 5° do 15° (fig. 2). Szerokość falistej płyty komórki rdzenia Sc jest równa od 100 mm do 500 mm najkorzystniej od 200-300 mm. Długość elementu Lc powinna wynosi od 80 do 240 mm, najkorzystniej od 150 do 200 mm. Do elementu płytowego, przy zewnętrznych skrajnych krawędziach mocowane są pryzmatyczne graniaki o długości równej Lc i wymiarach przekroju Sr x Hr gdzie Sr szerokość listwy od 10 mm do 45 mm najkorzystniej Sr = 2t oraz wysokość listwy Hr od 10 do 45 mm najkorzystniej Hr = 2t. Górna powierzchni listwy jest ścięta pod kątem f. Płyta falista oraz listwy na brzegu płyt są korzystnie wykonane z tarcicy konstrukcyjnej, najlepiej struganej lub sklejki, płyty HDF, płyty OSB. W miejscu przegięcia płyty stosuje się dowolne znane połączenie stolarskie, najkorzystniej połączenie miniwczepowe. Formując połączenie miniwczepowe korzystnie formuje się 5 wpustów i 5 wypustów o jednostkowej szerokości tj = t/5. Długość miniwczepu jest równa od 20 mm do 50 mm i skalowana jest co 1 mm. Jako płyty faliste można także stosować drewno uformowane przez hydrotermiczną obróbkę. Obróbkę taką przeprowadza się przez moczenie w wodzie o temperaturze od 40 do 65°C przez okres kilkudziesięciu godzin, zależnie od grubości t elementów, najkorzystniej 1-2 godziny na każde 10 mm grubości elementu. Obróbkę hydrotermiczną można także przeprowadzić w komorach parzelnianych prowadząc proces parzenia drewna w zmiennych warunkach wilgotności względnej powietrza od 65% do 99% oraz temperatury od 55 do 90°C. Plastyfikację drewna w miejscach zginania można także wykonać przy zastosowaniu generatorów wysokiej częstotliwości. Po uplastycznieniu drewna jest ono zginane w taki sposób aby promień zginania był równy D2/2 przy czym D2 powinno być równe od 100-250 mm najkorzystniej 150-200 mm. (fig. 3). Jednocześnie kąt nachylenia ramion falistego elementu płytowego rdzenia φ jest równy od 1° do 40°, najkorzystniej między 5° do 15°. Listwy pryzmatyczne oraz płyty faliste są łączone dowolnym klejem konstrukcyjnym do drewna, najkorzystniej klejem poliuretanowym. Mogą być także łączone dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych. Wilgotność bezwzględna drewna powinna wynosi od 8% do 20%, najkorzystniej 15%. Ściany komórkowe czterech sąsiednich komórek po połączeniu utworzą rotujący węzeł o szerokości 2Sr. Wewnętrzna szerokość komórki hc jest równa od 5 mm do 200 mm, najkorzystniej od 50 do 100 mm. Wysokość komórki Hc jest wynikiem złożenia czterech ścian komórki i zależy od szerokości tej ściany Sc. Komórki powtarzane periodycznie i łączone w węzłach tworzą auksetyczny rdzeń o strukturze chiralnej (fig. 5). Komórki są łączone dowolnym klejem konstrukcyjnym do drewna, najkorzystniej klejem poliuretanowym. Mogą być także łączone dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych.The beam core consists of concave cells made of individual elements with a wavy geometry (Fig. 2). They are made of a corrugated plate of thickness t. The element thickness t should be from 5 mm to 45 mm and scaled in 1 mm increments. The plate leg inclination angle φ should be from 1° to 40°, preferably between 5° and 15° (Fig. 2). The width of the corrugated plate core cell Sc is from 100 mm to 500 mm, preferably from 200-300 mm. The element length Lc should be from 80 to 240 mm, most preferably from 150 to 200 mm. Prismatic squares are attached to the board element at the outer edges, with a length equal to Lc and cross-sectional dimensions Sr x Hr, where Sr is the strip width from 10 mm to 45 mm, preferably Sr = 2t, and the strip height Hr is from 10 mm to 45 mm, preferably Hr = 2t. The top surface of the strip is cut at an angle f. The corrugated board and the strips on the board edges are preferably made of structural lumber, preferably planed, or plywood, HDF board, or OSB board. Any known carpentry joint is used at the board bend, preferably a finger joint. When forming a finger joint, it is preferable to form 5 grooves and 5 tongues with a unit width of tj = t/5. The finger joint length is from 20 mm to 50 mm and is scaled in 1 mm increments. Wood formed by hydrothermal treatment can also be used as corrugated boards. This treatment is performed by soaking in water at a temperature of 40 to 65°C for several dozen hours, depending on the thickness t of the elements, preferably 1-2 hours for every 10 mm of element thickness. Hydrothermal treatment can also be performed in steaming chambers, steaming the wood under variable conditions of relative air humidity from 65% to 99% and temperature from 55 to 90°C. Plasticization of the wood at bending points can also be performed using high-frequency generators. After plasticization, the wood is bent to a bending radius of D2/2, where D2 should be between 100-250 mm, preferably 150-200 mm (Fig. 3). At the same time, the angle of inclination of the arms of the corrugated plate element of the core φ is between 1° and 40°, most preferably between 5° and 15°. Prismatic strips and corrugated sheets are joined with any structural wood adhesive, preferably polyurethane. They can also be joined using any carpentry methods using dowels, tongue-and-groove connectors, nails, screws, etc. The absolute moisture content of the wood should be between 8% and 20%, preferably 15%. The cell walls of four adjacent cells, when joined, will form a rotating node with a width of 2Sr. The internal cell width hc is between 5 mm and 200 mm, preferably 50 to 100 mm. The cell height Hc is the result of the assembly of the four cell walls and depends on the width of this wall Sc. Periodically repeated cells connected at nodes form an auxetic core with a chiral structure (Fig. 5). The cells are joined with any structural wood adhesive, preferably polyurethane glue. They can also be joined using any carpentry methods using pin connectors, tongue and groove connectors, nails, screws, etc. construction solutions.

Pasy oraz słupy belki komórkowej łączone są w narożnikach na złącza wczepowe (fig. 6) z zastosowaniem kleju konstrukcyjnego do drewna, najkorzystniej kleju poliuretanowego. Mogą być także łączone dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych. Rdzeń z chiralnymi komórkami należy połączyć z pasami i słupami z zastosowaniem kleju konstrukcyjnego do drewna, najkorzystniej kleju poliuretanowego lub dowolnych metod stolarskich z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych.The strips and columns of the cellular beam are joined at the corners using finger joints (Fig. 6) using structural wood glue, preferably polyurethane glue. They can also be joined using any carpentry method, including dowels, tongue-and-groove connectors, nails, screws, etc. The core with chiral cells should be joined to the strips and columns using structural wood glue, preferably polyurethane glue, or any carpentry method, including dowels, tongue-and-groove connectors, nails, screws, etc.

W przypadku płyty klejonej krzyżowo z auksetycznym chiralnym rdzeniem stanowiącej modyfikację belki według wynalazku, okładziny oraz rdzeń które stanowią chiralne komórki, wymiary płyt wynoszą: grubość H od 100 mm do 300 mm co 10 mm, szerokość S do 6,0 m, oraz długość L do 16 m (fig. 7). Grubość T desek okładzin wynosi od 19 mm do 40 mm, najlepiej wybrane jako 19, 22, 24, 28, 32, 40 mm. Szerokość desek SI wynosi od 70 mm do 200 mm, najlepiej wybrane jako 70, 74, 95, 120, 145, 160, 170, 180, 190, 200 mm (fig. 8). Długość desek zależy od szerokości S płyty i korzystnie jest równa do 6 m. Deski okładziny mogą być klejone na długość przy czym minimalna długość klejonych na długość desek nie jest mniejsza niż 500 mm. Dla desek klejonych na długość na końcu deski z jednej lub obu stron wykonane są złącza miniwczepowe w taki sposób aby długość miniwczepu była równa co najmniej 10 mm zaś liczba miniwczepów na grubości deski nie mniejsza niż 5 (fig.8). Elementy rdzenia mogą być wytworzone z falistej płyty o grubości t, grubość t elementu jest równa od 5 mm do 45 mm co 1 mm, kąt pochylenia ramion płyty φ powinien być równy od 1° do 40°, najkorzystniej między 5° do 15°, szerokość falistej płyty komórki rdzenia Sc powinna być odpowiednio równa od 100 mm do 500 mm najkorzystniej od 200-300 mm. Długość elementu Lc powinna być równa od 80 do 240 mm, najkorzystniej od 150 do 200 mm (fig. 9). Do elementu płytowego, przy zewnętrznych skrajnych krawędziach mocowane są pryzmatyczne graniaki o długości równej Lc i wymiarach przekroju Sr x Hr gdzie Sr szerokość listwy od 10 mm do 45 mm najkorzystniej Sr=2t oraz wysokość listwy Hr od 10 do 45 mm najkorzystniej Hr=2t. Górna powierzchnia listwy powinna być ścięta pod kątem φ. Płyta falista oraz listwy na brzegu płyt mogą być wykonane z tarcicy konstrukcyjnej, najlepiej struganej lub sklejki, płyty HDF, płyty OSB. W miejscu przegięcia płyty stosuje się dowolne znane połączenie stolarskie, najkorzystniej połączenie miniwczepowe. Formując połączenie miniwczepowe należy najkorzystniej uformować 5 wpustów i 5 wypustów o jednostkowej szerokości tj=t/5. Długość miniwczepu powinna być równa od 20 mm do 50 mm co 1 mm. Jako płyty faliste można także stosować drewno uformowane przez hydrotermiczną obróbkę. Obróbkę taką przeprowadza się przez moczenie w wodzie o temperaturze od 40 do 65°C przez okres kilkudziesięciu godzin, zależnie od grubości t elementów, najkorzystniej 1-2 godziny na każde 10 mm grubości elementu. Obróbkę hydrotermiczną można także przeprowadzić w komorach parzelnianych prowadząc proces parzenia drewna w zmiennych warunkach wilgotności względnej powietrza od 65% do 99% oraz temperatury od 55 do 90°C. Plastyfikację drewna w miejscach zginania można także wykonać przy zastosowaniu generatorów wysokiej częstotliwości. Po uplastycznieniu drewna jest ono zginane w taki sposób aby promień zginania był równy D2/2 przy czym D2 powinno być równe od 100-250 mm najkorzystniej 150-200 mm. Jednocześnie kąt nachylenia ramion falistego elementu płytowego rdzenia φ powinien być równy od 1° do 40°, najkorzystniej między 5° do 15°. Listwy pryzmatyczne oraz płyty faliste mogą być łączone dowolnym klejem konstrukcyjnym do drewna, najkorzystniej klejem poliuretanowym. Mogą być także łączone dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych. Wilgotność bezwzględna drewna powinna być równa 5 od 8% do 20%, najkorzystniej 15%. Pojedyncze elementy ścian komórek należy połączyć w formy wklęsłych komórek jak na figurze 5. Ściany komórkowe czterech sąsiednich komórek po połączeniu utworzą rotujący węzeł o szerokości 2Sr. Wewnętrzna szerokość komórki hc powinna być równa od 5 mm do 200 mm, najkorzystniej od 50 do 100 mm. Wysokość komórki Hc jest wynikiem złożenia czterech ścian komórki i zależy od szerokości tej ściany Sc. Komórki powtarzane periodycznie i łączone w węzłach tworzą auksetyczny rdzeń o strukturze chiralnej (fig. 11). Komórki mogą być łączone dowolnym klejem konstrukcyjnym do drewna, najkorzystniej klejem poliuretanowym. Mogą być także łączone dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych.In the case of a cross-laminated board with an auxetic chiral core being a modification of the beam according to the invention, the facings and the core which constitute chiral cells, the board dimensions are: thickness H from 100 mm to 300 mm every 10 mm, width S up to 6.0 m, and length L up to 16 m (fig. 7). The thickness T of the facing boards is from 19 mm to 40 mm, preferably selected as 19, 22, 24, 28, 32, 40 mm. The width of the boards S1 is from 70 mm to 200 mm, preferably selected as 70, 74, 95, 120, 145, 160, 170, 180, 190, 200 mm (fig. 8). The length of the boards depends on the width S of the board and is preferably up to 6 m. The facing boards can be glued lengthwise, with the minimum length of the boards glued lengthwise not less than 500 mm. For boards glued lengthwise, finger-joints are made at the end of the board on one or both sides so that the finger-joint length is at least 10 mm and the number of finger-joints per board thickness is not less than 5 (fig. 8). The core elements can be made of a corrugated board with a thickness t, the thickness t of the element is from 5 mm to 45 mm in 1 mm steps, the board leg inclination angle φ should be from 1° to 40°, most preferably between 5° and 15°, the width of the corrugated board core cell Sc should be from 100 mm to 500 mm, most preferably from 200-300 mm. The element length Lc should be from 80 to 240 mm, preferably from 150 to 200 mm (Fig. 9). Prismatic squares with a length equal to Lc and cross-sectional dimensions Sr x Hr are attached to the board element at the outermost edges, where Sr is the strip width from 10 mm to 45 mm, preferably Sr = 2t, and the strip height Hr is from 10 to 45 mm, preferably Hr = 2t. The top surface of the strip should be cut at an angle φ. The corrugated board and the strips on the board edges can be made of structural sawn timber, preferably planed, or plywood, HDF board, or OSB board. Any known carpentry joint is used at the board bend, preferably a finger joint. When forming a finger joint, it is best to form 5 grooves and 5 tongues with a unit width of tj = t/5. The finger joint length should be 20 mm to 50 mm in 1 mm increments. Wood formed by hydrothermal treatment can also be used as corrugated boards. This treatment is performed by soaking in water at a temperature of 40 to 65°C for several dozen hours, depending on the thickness of the elements, preferably 1-2 hours for every 10 mm of element thickness. Hydrothermal treatment can also be performed in steaming chambers, steaming the wood in variable conditions of relative air humidity from 65% to 99% and temperature from 55 to 90°C. Plasticization of the wood at bending points can also be achieved using high-frequency generators. After plasticization, the wood is bent to a bending radius of D2/2, with D2 being 100-250 mm, preferably 150-200 mm. At the same time, the angle of inclination of the arms of the corrugated core plate element φ should be between 1° and 40°, preferably between 5° and 15°. Prismatic strips and corrugated plates can be joined with any structural wood glue, preferably polyurethane glue. They can also be joined using any carpentry methods using dowels, tongue-and-groove connectors, nails, screws, etc. The absolute moisture content of the wood should be between 8% and 20%, preferably 15%. Individual cell wall elements should be joined into concave cell forms as in Figure 5. The cell walls of four adjacent cells, when joined, will form a rotating node with a width of 2Sr. The internal cell width hc should be between 5 mm and 200 mm, preferably between 50 and 100 mm. The cell height Hc is the result of the assembly of the four cell walls and depends on the width of this wall Sc. Periodically repeated cells connected at nodes form an auxetic core with a chiral structure (Fig. 11). The cells can be joined with any structural wood adhesive, preferably polyurethane. They can also be joined using any carpentry method, including pins, mortise-and-tenon joints, nails, screws, and other structural solutions.

Klejona belka z auksetycznym chiralnym rdzeniem przedstawiona jest na rysunku, tak, że na fig. 1 przedstawiona jest konstrukcja klejonej belki z hiralnym auksetycznym rdzeniem, fig. 2 pokazuje konstrukcję jednego elementu komórki hiralnej, na fig. 3 przedstawiona jest konstrukcja wstęgi dla komórki hiralnej, na fig. 4, 5 przedstawiona jest konstrukcja jednej komórki hiralnej, fig. 6 przedstawia sposób połączenia rdzenia pasów i słupów, na fig. 7 przedstawiona jest konstrukcja klejonej płyty CTL z hiralnym auksetycznym rdzeniem, fig. 8 pokazuje elementy składowe desek okładzin łączonych na długość, na fig. 9 przedstawiona jest konstrukcja jednego elementu komórki hiralnej, na fig. 10 przedstawiona jest konstrukcja wstęgi dla komórki hiralnej, na fig. 11 przedstawiona jest konstrukcja jednej komórki hiralnej.A glued beam with an auxetic chiral core is shown in the drawing, so that fig. 1 shows the structure of a glued beam with a hiral auxetic core, fig. 2 shows the structure of one element of a hiral cell, fig. 3 shows the structure of a web for a hiral cell, figs. 4, 5 show the structure of one hiral cell, fig. 6 shows the method of connecting the core of chords and columns, fig. 7 shows the structure of a glued CTL board with a hiral auxetic core, fig. 8 shows the components of facing boards joined along the length, fig. 9 shows the structure of one element of a hiral cell, fig. 10 shows the structure of a web for a hiral cell, fig. 11 shows the structure of one hiral cell.

Przykład IExample I

Klejona belka z wklęsłymi auksetycznymi komórkami składa się z dwóch zewnętrznych, poziomych pasów 1, 2 wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH oraz z dwóch pionowych słupów 2 wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH (fig. 1). Drewno lub materiały drewnopochodne mają wilgotność 8% do 20%. Wymiary belki wynoszą: długość L do 14 m, szerokość S od 80 mm do 240 mm skalowane co 20 mm i wysokość H od 140 mm do 1400 mm skalowane co 20 mm. Grubość pasów i słupów Sb jest równa od 20 mm do 160 mm skalowane co 20 mm.The glued beam with concave auxetic cells consists of two outer, horizontal chords 1, 2 made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type and two vertical columns 2 made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type (fig. 1). The wood or wood-based materials have a moisture content of 8% to 20%. The beam dimensions are: length L up to 14 m, width S from 80 mm to 240 mm scaled every 20 mm, and height H from 140 mm to 1400 mm scaled every 20 mm. The thickness of the chords and columns Sb is from 20 mm to 160 mm scaled every 20 mm.

Wklęsłe komórki rdzenia wytwarza się z pojedynczych elementów o falistej geometrii ścian (fig. 2). Wykonane są one z falistej płyty o grubości t. Grubość t elementu jest równa od 5 mm do 45 mm skalowane co 1 mm. Kąt pochylenia ramion płyty 9 wynosi od 5° do 15° (fig. 2). Szerokość falistej płyty komórki rdzenia Sc jest równa od 200-300 mm. Długość elementu Lc jest równa od 150 do 200 mm. Do elementu płytowego, przy zewnętrznych skrajnych krawędziach mocowane są pryzmatyczne graniaki o długości równej Lc i wymiarach przekroju Sr x Hr gdzie Sr szerokość listwy wynosi Sr=2t oraz wysokość listwy wynosi Hr=2t. Górna powierzchni listwy jest ścięta pod kątem 9. Płyta falista oraz listwy na brzegu płyt są wykonane z tarcicy konstrukcyjnej, najlepiej struganej lub sklejki, płyty HDF, płyty OSB. W miejscu przegięcia płyty stosuje się połączenie miniwczepowe. Formując połączenie miniwczepowe formuje się 5 wpustów i 5 wypustów o jednostkowej szerokości tj=t/5. Długość miniwczepu wynosi od 20 mm do 50 mm skalowane co 1 mm. Jako płyty stosuje się drewno uformowane przez hydrotermiczną obróbkę. Obróbkę taką przeprowadza się przez moczenie w wodzie o temperaturze od 40 do 65°C przez 1-2 godziny na każde 10 mm grubości elementu. Po uplastycznieniu drewna gnie się je w taki sposób aby promień zginania był równy D2/2 przy czym D2 jest równe 150-200 mm. (fig. 3). Jednocześnie kąt nachylenia ramion falistego elementu płytowego rdzenia 9 powinien jest równy od 1° do 40°, najkorzystniej między 5° do 15°. Listwy pryzmatyczne oraz płyty faliste mogą być łączone dowolnym klejem konstrukcyjnym do drewna, najkorzystniej klejem poliuretanowym. Mogą być także łączone dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych. Wilgotność bezwzględna drewna powinna być równa od 8% do 20%, najkorzystniej 15%. Pojedyncze elementy ścian komórek należy połączyć w formy wklęsłych komórek jak na figurze 4. Ściany komórkowe czterech sąsiednich komórek po połączeniu utworzą rotujący węzeł o szerokości 2Sr. Wewnętrzna szerokość komórki hc powinna być równa od 5 mm doConcave core cells are made from individual elements with wavy wall geometry (Fig. 2). They are made of a corrugated board with thickness t. The element thickness t ranges from 5 mm to 45 mm, scaled in 1 mm increments. The plate arm angle 9 ranges from 5° to 15° (Fig. 2). The width of the corrugated core cell plate Sc is 200-300 mm. The element length Lc is 150 to 200 mm. Prismatic squares with length equal to Lc and cross-sectional dimensions Sr x Hr are attached to the plate element at its outer edges, where Sr, the strip width is Sr = 2t, and the strip height is Hr = 2t. The upper surface of the strip is cut at an angle of 9°. The corrugated board and the strips on the edges of the boards are made of structural lumber, preferably planed, or plywood, HDF board, or OSB board. A finger joint is used at the bend of the board. The finger joint is formed by five grooves and five tongues with a unit width of tj = t/5. The finger joint length ranges from 20 mm to 50 mm, scaled in 1 mm increments. Hydrothermally treated wood is used as the board. This treatment is performed by soaking it in water at a temperature of 40 to 65°C for 1-2 hours per 10 mm of the element's thickness. After the wood has softened, it is bent to a bending radius of D2/2, where D2 is 150-200 mm (Fig. 3). The angle of inclination of the legs of the corrugated core element 9 should be between 1° and 40°, preferably between 5° and 15°. Prismatic strips and corrugated boards can be joined with any structural wood adhesive, most preferably polyurethane adhesive. They can also be joined using any carpentry methods using dowels, mortise-and-tenon joints, nails, screws, etc. The absolute moisture content of the wood should be between 8% and 20%, preferably 15%. Individual cell wall elements should be joined into concave cell forms as in Figure 4. The cell walls of four adjacent cells, when joined, will form a rotating node with a width of 2Sr. The internal cell width hc should be between 5 mm and

200 mm, najkorzystniej od 50 do 100 mm. Wysokość komórki Hc jest wynikiem złożenia czterech ścian komórki i zależy od szerokości tej ściany Sc. Komórki powtarzane periodycznie i łączone w węzłach tworzą auksetyczny rdzeń o strukturze chiralnej (fig. 5).200 mm, preferably from 50 to 100 mm. The cell height Hc is the result of the assembly of the four cell walls and depends on the width of this wall Sc. Cells repeated periodically and connected at nodes form an auxetic core with a chiral structure (Fig. 5).

Pasy 1 oraz słupy 2 belki komórkowej łączone są w narożnikach na złącza wczepowe (fig. 6) z zastosowaniem kleju poliuretanowego. Rdzeń z chiralnymi komórkami łączy się z pasami i słupami z zastosowaniem kleju poliuretanowego.The strips 1 and columns 2 of the cellular beam are joined at the corners using finger joints (Fig. 6) using polyurethane adhesive. The core with chiral cells is joined to the strips and columns using polyurethane adhesive.

Przykład IIExample II

Klejona belka z wklęsłymi auksetycznymi komórkami składa się z dwóch zewnętrznych, poziomych pasów 1, 2 wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH oraz z dwóch pionowych słupów 2 wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH (fig. 1). Drewno lub materiały drewnopochodne mają wilgotność 15%. Wymiary belki wynoszą: długość L do 14 m, szerokość S od 80 mm do 240 mm skalowane co 20 mm i wysokość H od 140 mm do 1400 mm skalowane co 20 mm. Grubość pasów i słupów Sb jest równa od 20 mm do 160 mm skalowane co 20 mm.The glued beam with concave auxetic cells consists of two outer, horizontal chords 1, 2 made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type and two vertical columns 2 made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type (fig. 1). The wood or wood-based materials have a moisture content of 15%. The beam dimensions are: length L up to 14 m, width S from 80 mm to 240 mm scaled every 20 mm, and height H from 140 mm to 1400 mm scaled every 20 mm. The thickness of the chords and columns Sb is from 20 mm to 160 mm scaled every 20 mm.

Wklęsłe komórki rdzenia wytwarza się z pojedynczych elementów o falistej geometrii ścian (fig. 2). Wykonane są one z falistej płyty o grubości t. Grubość t elementu jest równa od 5 mm do 45 mm skalowane co 1 mm. Kąt pochylenia ramion płyty φ wynosi od 5° do 15° (fig. 2). Szerokość falistej płyty komórki rdzenia Sc jest równa od 200-300 mm. Długość elementu 10 Lc jest równa od 150 do 200 mm. Do elementu płytowego, przy zewnętrznych skrajnych krawędziach mocowane są pryzmatyczne graniaki o długości równej Lc i wymiarach przekroju Sr x Hr gdzie Sr szerokość listwy wynosi Sr=2t oraz wysokość listwy wynosi Hr=2t. Górna powierzchnia listwy jest ścięta pod kątem f. Płyta falista oraz listwy na brzegu płyt są wykonane z tarcicy konstrukcyjnej, najlepiej struganej lub sklejki, płyty HDF, płyty OSB. W miejscu przegięcia płyty stosuje się połączenie miniwczepowe. Formując połączenie miniwczepowe formuje się 5 wpustów i 5 wypustów o jednostkowej szerokości tj=t/5. Długość miniwczepu wynosi od 20 mm do 50 mm skalowane co 1 mm. Jako płyty stosuje się drewno uformowane przez hydrotermiczną obróbkę. Obróbkę taką przeprowadza się w komorach parzelnianych prowadząc proces parzenia drewna w zmiennych warunkach wilgotności względnej powietrza od 65% do 99% oraz temperatury od 55 do 90°C. Po uplastycznieniu drewna gnie się je w taki sposób aby promień zginania był równy D2/2 przy czym D2 jest równe 150-200 mm. (fig. 3). Jednocześnie kąt nachylenia ramion falistego elementu płytowego rdzenia φ powinien jest równy od 1° do 40°, najkorzystniej między 5° do 15°. Listwy pryzmatyczne oraz płyty faliste mogą być łączone dowolnym klejem konstrukcyjnym do drewna, najkorzystniej klejem poliuretanowym. Mogą być także łączone dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych. Wilgotność bezwzględna drewna powinna być równa od 8% do 20%, najkorzystniej 15%. Pojedyncze elementy ścian komórek należy połączyć w formy wklęsłych komórek jak na figurze 4. Ściany komórkowe czterech sąsiednich komórek po połączeniu utworzą rotujący węzeł o szerokości 2Sr. Wewnętrzna szerokość komórki hc powinna być równa od 5 mm do 200 mm, najkorzystniej od 50 do 100 mm. Wysokość komórki Hc jest wynikiem złożenia czterech ścian komórki i zależy od szerokości tej ściany Sc. Komórki powtarzane periodycznie i łączone w węzłach tworzą auksetyczny rdzeń o strukturze chiralnej (fig. 5).Concave core cells are made from individual elements with wavy wall geometry (Fig. 2). They are made of a corrugated board with thickness t. The element thickness t ranges from 5 mm to 45 mm, scaled in 1 mm increments. The board arm angle φ ranges from 5° to 15° (Fig. 2). The width of the corrugated core cell board Sc is 200-300 mm. The element length Lc is 150 to 200 mm. Prismatic squares with length Lc and cross-sectional dimensions Sr x Hr are attached to the board element at its outer edges, where Sr, the strip width is Sr = 2t, and the strip height is Hr = 2t. The top surface of the strip is cut at an angle f. The corrugated board and the strips on the board edges are made of structural lumber, preferably planed, or plywood, HDF board, or OSB board. A finger joint is used at the bend of the board. The finger joint is formed by five grooves and five tongues with a unit width of tj = t/5. The finger joint length ranges from 20 mm to 50 mm, scaled in 1 mm increments. The boards are made of wood formed by hydrothermal treatment. This treatment is performed in steaming chambers under variable conditions of relative air humidity ranging from 65% to 99% and temperature ranging from 55 to 90°C. After the wood has softened, it is bent to a bending radius of D2/2, where D2 is 150-200 mm (Fig. 3). At the same time, the angle of inclination of the arms of the corrugated panel core element φ should be between 1° and 40°, preferably between 5° and 15°. Prismatic strips and corrugated sheets can be joined with any structural wood adhesive, preferably polyurethane. They can also be joined using any carpentry methods using dowels, mortise-and-tenon connectors, nails, screws, etc. The absolute moisture content of the wood should be between 8% and 20%, preferably 15%. Individual cell wall elements should be joined to form concave cells as shown in Figure 4. The cell walls of four adjacent cells, when joined, will form a rotating node with a width of 2Sr. The internal cell width hc should be between 5 mm and 200 mm, preferably 50 to 100 mm. The cell height Hc is the result of assembling the four cell walls and depends on the width of this wall Sc. Periodically repeated cells connected at nodes form an auxetic core with a chiral structure (Figure 5).

Przykład IIIExample III

Klejona belka z wklęsłymi auksetycznymi komórkami składa się z dwóch zewnętrznych, poziomych pasów 1, 2 wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH oraz z dwóch pionowych słupów 2 wykonanych z drewna nie klejonego lub klejonego typu BSH, C16, C24, KVH (fig. 1). Drewno lub materiały drewnopochodne mają wilgotność 8% do 15%. Wymiary belki wynoszą: długość L do 14 m, szerokość S od 80 mm do 240 mm skalowane co 20 mm i wysokość H od 140 mm do 1400 mm skalowane co 20 mm. Grubość pasów i słupów Sb jest równa od 20 mm do 160 mm skalowane co 20 mm.A glued beam with concave auxetic cells consists of two outer, horizontal chords 1, 2 made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type and two vertical columns 2 made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type (fig. 1). The wood or wood-based materials have a moisture content of 8% to 15%. The beam dimensions are: length L up to 14 m, width S from 80 mm to 240 mm scaled every 20 mm, and height H from 140 mm to 1400 mm scaled every 20 mm. The thickness of the chords and columns Sb is from 20 mm to 160 mm scaled every 20 mm.

Wklęsłe komórki rdzenia wytwarza się z pojedynczych elementów o falistej geometrii ścian (fig. 2). Wykonane są one z falistej płyty o grubości t. Grubość t elementu jest równa od 5 mm do 45 mm skalowane co 1 mm. Kąt pochylenia ramion płyty φ wynosi od 5° do 15° (fig. 2). Szerokość falistej płyty komórki rdzenia Sc jest równa od 200-300 mm. Długość elementu Lc jest równa od 150 do 200 mm.Concave core cells are manufactured from individual elements with a wavy wall geometry (Fig. 2). They are made of a corrugated plate of thickness t. The element thickness t is from 5 mm to 45 mm, scaled in 1 mm increments. The plate arm inclination angle φ is from 5° to 15° (Fig. 2). The width of the corrugated core cell plate Sc is from 200-300 mm. The element length Lc is from 150 to 200 mm.

Do elementu płytowego, przy zewnętrznych skrajnych krawędziach mocowane są pryzmatyczne graniaki o długości równej Lc i wymiarach przekroju Sr x Hr gdzie Sr szerokość listwy wynosi Sr=2t oraz wysokość listwy wynosi Hr=2t. Górna powierzchnia listwy jest ścięta pod kątem φ. Płyta falista oraz listwy na brzegu płyt są wykonane z tarcicy struganej lub sklejki. W miejscu przegięcia płyty stosuje się połączenie miniwczepowe. Formując połączenie miniwczepowe formuje się 5 wpustów i 5 wypustów o jednostkowej szerokości tj=t/5. Długość miniwczepu wynosi od 20 mm do 50 mm skalowane co 1 mm. Jako płyty stosuje się drewno uformowane przy zastosowaniu generatorów wysokiej częstotliwości. Po uplastycznieniu drewna gnie się je w taki sposób aby promień zginania był równy D2/2 przy czym D2 jest równe 150-200 mm. (fig. 3). Jednocześnie kąt nachylenia ramion falistego elementu płytowego rdzenia φ powinien jest równy od 1° do 40°, najkorzystniej między 5° do 15°. Listwy pryzmatyczne oraz płyty faliste mogą być łączone dowolnym klejem konstrukcyjnym do drewna, najkorzystniej klejem poliuretanowym. Mogą być także łączone dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych. Wilgotność bezwzględna drewna powinna być równa od 8% do 20%, najkorzystniej 15%. Pojedyncze elementy ścian komórek należy połączyć w formy wklęsłych komórek jak na figurze 4. Ściany komórkowe czterech sąsiednich komórek po połączeniu utworzą rotujący węzeł o szerokości 2Sr. Wewnętrzna szerokość komórki hc powinna być równa od 5 mm do 200 mm, najkorzystniej od 50 do 100 mm. Wysokość komórki Hc jest wynikiem złożenia czterech ścian komórki i zależy od szerokości tej ściany Sc. Komórki powtarzane periodycznie i łączone w węzłach tworzą auksetyczny rdzeń o strukturze chiralnej (fig. 5).Prismatic squares with a length of Lc and cross-sectional dimensions of Sr x Hr are attached to the panel element at its outer edges, where Sr, the strip width, Sr = 2t, and the strip height, Hr = 2t. The top surface of the strip is cut at an angle of φ. The corrugated board and the strips on the panel edges are made of planed lumber or plywood. A finger joint is used at the panel bend. The finger joint is formed by five grooves and five tongues with a unit width of tj = t/5. The finger joint length ranges from 20 mm to 50 mm, scaled in 1 mm increments. The panels are made of wood formed using high-frequency generators. After plasticizing, the wood is bent to a bending radius of D2/2, with D2 being 150-200 mm (Fig. 3). At the same time, the angle of inclination of the arms of the corrugated core plate element φ should be between 1° and 40°, preferably between 5° and 15°. Prismatic strips and corrugated plates can be joined with any structural wood glue, preferably polyurethane glue. They can also be joined using any carpentry methods using dowels, mortise-and-tenon connectors, nails, screws, etc. The absolute moisture content of the wood should be between 8% and 20%, preferably 15%. Individual cell wall elements should be joined to form concave cells as shown in Figure 4. The cell walls of four adjacent cells, when joined, will form a rotating node with a width of 2Sr. The internal cell width hc should be between 5 mm and 200 mm, preferably 50 to 100 mm. The cell height Hc is the result of the assembly of the four cell walls and depends on the width of this wall Sc. Cells repeated periodically and connected at nodes form an auxetic core with a chiral structure (Fig. 5).

Pasy 1 oraz słupy 2 belki komórkowej łączone są w narożnikach na złącza wczepowe (fig. 6) z zastosowaniem kleju poliuretanowego. Rdzeń z chiralnymi komórkami łączy się z pasami i słupami z zastosowaniem kleju.The strips 1 and columns 2 of the cellular beam are joined at the corners using finger joints (Fig. 6) using polyurethane adhesive. The core with chiral cells is joined to the strips and columns using adhesive.

Przykład IVExample IV

Klejona belka z wklęsłymi auksetycznymi komórkami składa się z dwóch zewnętrznych, poziomych pasów 1,2 wykonanych z drewna klejonego typu BSH, C16, C24, KVH oraz z dwóch pionowych słupów 2 wykonanych z drewna typu BSH, C16, C24, KVH (fig. 1). Wymiary belki są następujące: długość L do 14 m, szerokość S od 80 mm do 240 mm i skalowana jest co 20 mm i wysokość H od 140 mm do 1400 mm i skalowana jest co 20 mm. Grubość pasów i słupów Sb powinna być równa od 20 mm do 160 mm i skalowana jest co 20 mm.The glued beam with concave auxetic cells consists of two outer, horizontal chords 1, 2 made of glued laminated timber types BSH, C16, C24, KVH and two vertical columns 2 made of timber types BSH, C16, C24, KVH (fig. 1). The beam dimensions are as follows: length L up to 14 m, width S from 80 mm to 240 mm and scaled every 20 mm, and height H from 140 mm to 1400 mm and scaled every 20 mm. The thickness of the chords and columns Sb should be equal to 20 mm to 160 mm and scaled every 20 mm.

Rdzeń belki stanowią wklęsłe komórki wykonane z pojedynczych elementów o falistej geometrii (fig. 2). Wykonane są one z falistej płyty o grubości t. Grubość t elementu wynosi od 5 mm do 45 mm i skalowana jest co 1 mm. Kąt pochylenia ramion płyty φ wynosi między 5° do 15° (fig. 2). Szerokość falistej płyty komórki rdzenia Sc jest równa od 100 mm do 500 mm. Długość elementu Lc wynosi od 80 do 240 mm. Do elementu płytowego, przy zewnętrznych skrajnych krawędziach mocowane są pryzmatyczne graniaki o długości równej Lc i wymiarach przekroju Sr x Hr gdzie Sr szerokość listwy od 10 mm do 45 mm oraz wysokość listwy Hr od 10 do 45 mm. Górna powierzchni listwy jest ścięta pod kątem φ. Płyta falista oraz listwy na brzegu płyt są wykonane z tarcicy konstrukcyjnej struganej lub sklejki, płyty HDF, płyty OSB. W miejscu przegięcia płyty stosuje się dowolne znane połączenie stolarskie, najkorzystniej połączenie miniwczepowe. Formując połączenie miniwczepowe formuje się 5 wpustów i 5 wypustów o jednostkowej szerokości tj=t/5. Długość miniwczepu jest równa od 20 mm do 50 mm i skalowana jest co 1 mm. Listwy pryzmatyczne oraz płyty faliste są łączone dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych. Wilgotność bezwzględna drewna wynosi 15%. Ściany komórkowe czterech sąsiednich komórek po połączeniu utworzą rotujący węzeł o szerokości 2Sr. Wewnętrzna szerokość komórki hc jest równa od 5 mm do 200 mm. Wysokość komórki Hc jest wynikiem złożenia czterech ścian komórki i zależy od szerokości tej ściany Sc. Komórki powtarzane periodycznie i łączone w węzłach tworzą auksetyczny rdzeń o strukturze chiralnej (fig. 5). Komórki są łączone dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych.The beam core consists of concave cells made of individual elements with a wavy geometry (Fig. 2). They are made of a corrugated plate with thickness t. The element thickness t ranges from 5 mm to 45 mm and is scaled in 1 mm increments. The plate arm angle φ ranges from 5° to 15° (Fig. 2). The width of the corrugated plate core cell Sc ranges from 100 mm to 500 mm. The element length Lc ranges from 80 to 240 mm. Prismatic squares with a length equal to Lc and cross-sectional dimensions Sr x Hr are attached to the plate element at its outermost edges, where Sr is the strip width from 10 mm to 45 mm and the strip height Hr from 10 to 45 mm. The upper surface of the strip is cut at an angle φ. The corrugated board and the edge strips are made of planed structural lumber or plywood, HDF board, or OSB board. Any known carpentry joint is used at the board bend, preferably a finger joint. A finger joint is formed by five grooves and five tongues with a unit width of tj = t/5. The finger joint length ranges from 20 mm to 50 mm and is scaled in 1 mm increments. Prismatic strips and corrugated boards are joined using various carpentry methods, using dowels, tongue-and-groove connectors, nails, screws, etc. The absolute wood moisture content is 15%. The cell walls of four adjacent cells, when joined, form a rotating node with a width of 2Sr. The internal cell width hc ranges from 5 mm to 200 mm. The cell height Hc is the result of the assembly of the four cell walls and depends on the width of that wall Sc. Periodically repeated cells connected at nodes form an auxetic core with a chiral structure (Fig. 5). The cells are connected by various carpentry methods using pins, mortise-and-tenon connectors, nails, screws, and other construction solutions.

Pasy 1 oraz słupy 2 belki komórkowej łączone są w narożnikach dowolnymi metodami stolarskimi z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych. Rdzeń z chiralnymi komórkami należy połączyć z pasami i słupami z zastosowaniem kleju konstrukcyjnego do drewna, najkorzystniej kleju poliuretanowego lub dowolnych metod stolarskich z zastosowaniem łączników kołkowych, wpustowo-wypustowych, gwoździ, wkrętów itp. rozwiązań konstrukcyjnych.The chords 1 and columns 2 of the cellular beam are joined at the corners using any carpentry method, including pins, tongue-and-groove connectors, nails, screws, etc. The chiral cell core should be joined to the chords and columns using structural wood glue, preferably polyurethane glue, or any carpentry method, including pins, tongue-and-groove connectors, nails, screws, etc.

Claims

Patent claims

1. Glued beam with concave auxetic cells or cross-laminated cellular board with an auxetic chiral core consisting of two external horizontal strips 1, 2 made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type and two vertical columns 2 made of non-glued or glued timber of the BSH, C16, C24, KVH type, characterized in that the beam core consists of concave cells made of single elements with wavy geometry from a wavy board of thickness t, prismatic squares with a length equal to Lc and cross-sectional dimensions Sr x Hr are attached to the board element at the outermost edges, where Sr is the width of the strip from 10 mm to 45 mm, most preferably Sr=2t, and the height of the strip Hr is from 10 to 45 mm, most preferably Hr=2t, the upper surface of the strip is cut at an angle φ, the board the corrugated board and the strips on the edge of the boards are made of structural sawn timber, preferably planed or plywood, HDF board, OSB board, and at the bending point the boards are connected by any known carpentry joint, most preferably by a finger-joint joint, the angle of inclination of the arms of the corrugated board core element φ is equal to 1° to 40°, most preferably between 5° to 15°, the absolute moisture content of the wood is between 8% and 20%, most preferably 15%, the cell walls of four adjacent cells, when joined, form a rotating node with a width of 2Sr, the internal cell width hc is equal to 5 mm to 200 mm, most preferably from 50 to 100 mm, the cell height Hc is the result of the assembly of the four cell walls and depends on the width of this wall Sc.

2. A beam or plate according to claim 1, characterized in that the thickness t of the element is from 5 mm to 45 mm and is scaled every 1 mm, the angle of inclination of the plate arms φ is from 1° to 40°, most preferably between 5° and 15°, the width of the corrugated plate of the core cell Sc is from 100 mm to 500 mm, and the length of the element Lc should be from 80 to 240 mm.

3. A beam or slab according to claim 1, characterized in that the slab dimensions are: thickness H from 100 mm to 300 mm every 10 mm, width S up to 6.0 m, and length L up to 16 m, thickness of the cladding boards is from 19 mm to 40 mm, preferably selected as 19, 22, 24, 28, 32, 40 mm, width of the boards S1 is from 70 mm to 200 mm, preferably selected as 70, 74, 95, 120, 145, 160, 170, 180, 190, 200 mm, length of the boards depends on the width S of the slab and is preferably up to 6 m, the cladding boards can be glued lengthwise, wherein the minimum length of the boards glued lengthwise is not less than 500 mm. For boards glued lengthwise, finger joints are made at the end of the board on one or both sides in such a way that the length of the finger joint is at least 10 mm and the number of finger joints in the thickness of the board is not less than 5.

4. Beka or plate according to claim 3, characterized in that the width of the corrugated plate is from 200-300 mm and the length of the corrugated plate is from 150 to 200 mm.

5. A beam or plate according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the connections of the corrugated plate elements are finger joints in the number of not less than 5 grooves and 5 tongues with a unit width tj=t/5, and a finger joint length from 20 mm to 50 mm and is scaled every 1 mm.

6. A beam or plate according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the corrugated plates are wood formed by hydrothermal treatment.

7. A method of manufacturing a beam or a board disclosed in claims 1 to 6, in which two external, horizontal strips 1, 2 made of non-glued or glued wood of the BSH, C16, C24, KVH type and two vertical columns 2 made of non-glued or glued wood of the BSH, C16, C24, KVH type are used to create a spatial structure in which the beam core consists of concave cells made of individual elements with wavy geometry from a wavy board of thickness t and to the board element, at the outermost edges, prismatic squares are attached with a length equal to Lc and cross-sectional dimensions Sr x Hr where Sr is the width of the strip, Hr from 10 to 45 mm, most preferably Hr=2t, and the upper surface of the strip is cut at an angle f, the wavy board and the strips on the edge of the boards are made of structural sawn timber, preferably planed or plywood, HDF board, board OSB, and at the bending point the boards are connected by any known carpentry joint, most preferably by a finger-joint joint, characterized in that the corrugated boards are created by hydrothermal treatment or using frequency generators, and after plasticizing the wood it is bent in such a way that the bending radius is equal to D2/2, where D2 should be equal to 100-250 mm, most preferably 150-200 mm, the angle of inclination of the arms of the corrugated core board element φ is equal to 1° to 40°, most preferably between 5° to 15°, and the prismatic strips and corrugated boards are connected by any structural glue for wood, most preferably polyurethane glue or by any carpentry methods using dowels, tongue-and-groove connectors, nails, screws, etc. construction solutions.

8. The method according to claim 7, characterized in that the hydrothermal treatment is carried out by soaking in water at a temperature of 40 to 65°C for a period of 1-2 hours for each 10 mm of the element thickness.

9. The method according to claim 7, characterized in that the hydrothermal treatment is carried out in steaming chambers by conducting the wood steaming process in variable conditions of relative air humidity from 65% to 99% and temperature from 55 to 90°C.

10. The method according to claim 7, characterized in that the hydrothermal treatment is carried out using high-frequency generators.

11. A method according to claim 7 or 8 or 9 or 10, characterized in that the strips 1 and the posts 2 of the cellular beam and the core with chiral strips and posts are connected at the corners by finger joints using a construction glue for wood, most preferably a polyurethane glue.

12. A method according to claim 7 or 8 or 9 or 10, characterized in that the strips 1 and posts 2 of the cellular beam are connected in the corners by any carpentry methods using dowels, tongue and groove connectors, nails, screws, etc. construction solutions, and the core with chiral cells is connected to the strips and posts by any carpentry methods using dowels, tongue and groove connectors, nails, screws, etc. construction solutions.