Jak szybko zwiększyć nośność konstrukcji drewnianych?

12 maj 2021

Drewniana belka jest materiałem naturalnym, który można stosować niemal we wszystkich konstrukcjach budowlanych. Mimo wielu zalet, ten budulec ma również pewne słabe strony. W budownictwie drewnianym elementy narażone na nacisk boczny, stanowią krytyczne punkty konstrukcji. Narażone są również na rozciąganie poprzeczne lub ścinanie, jak np. obszar na podparciu dźwigara. Firma fischer ma rozwiązanie, które w krótkim czasie pozwoli uzyskać wyższą nośność belki. Aby udowodnić skuteczność tego rozwiązania, przeprowadziliśmy testy obrazujące wytrzymałość zwykłej i wzmocnionej belki.

Niezbrojona belka drewniana na urządzeniu badawczym

W pierwszym teście poddajemy naprężeniom belkę drewnianą i badamy jej punkt krytyczny (na pękanie) w konstrukcji drewnianej. Jeśli w dźwigarze wystąpią zbyt duże naprężenia ścinające, drewno zostanie osłabione, a w konsekwencji dojdzie do uszkodzenia. Ile naprawdę może wytrzymać niezbrojona belka? W celu dokładnego ustalenia wytrzymałości drewna testujemy je za pomocą naszego urządzenia badawczego. Umieszczamy belkę na urządzeniu testowym i przykładamy obciążenie tak duże, aby pękła. Wynik testu: Niezbrojona belka ulega zniszczeniu przy około 20 kN. Jak można obejść tę naturalną słabość materiału budowlanego?

Fot. fischer

Wzmocniona belka drewniana na urządzeniu badawczym

Robimy drugi test. W tym przypadku staramy się ominąć naturalną słabość budulca wzmacniając nośnik (belkę). Ta sama belka drewniana (tj. ta, która wcześniej uległa zniszczeniu) jest wzmocniona w tym samym miejscu na wsporniku belki dwoma wkrętami z pełnym gwintem, w tym przypadku fischer Power-Full 8,0 x 195 mm. Następnie wprowadzamy takie same ustawienia testowe, jak w przypadku niezbrojonej belki. Kładziemy wzmocnioną belkę na testerze i przykładamy tyle obciążenia, aż belka ulegnie pęknięciu. W tym przypadku byliśmy w stanie przyłożyć nacisk 53,4 kN, zanim belka uległa zniszczeniu. Wynik testu: Test wykazał, że obciążenie belki zbrojonej wzrosło o 267% w porównaniu z belką niezbrojoną.

Fot. fischer

Wniosek: aby znacznie zwiększyć nośność belki należy ją wzmocnić wkrętami

Jakie wnioski możemy wyciągnąć z tego doświadczenia? Wkręty z pełnym gwintem jako elementy wzmacniające w belkach obciążonych ścinaniem, mogą skutecznie zapobiegać awariom lub znacznie zwiększać nośność. Nawiasem mówiąc, dotyczy to również elementów drewnianych narażonych na rozciąganie lub nacisk poprzeczny. W przeprowadzonym teście naszym zamiarem było przyłożenie wystarczającego obciążenia, aby spowodować uszkodzenie belki. To oczywiście nie jest celem w codziennej pracy, więc nasz wzrost obciążenia o 267% nie powinien być rozumiany jako miara całkowitej wytrzymałości belki ze wzmocnieniem. Nacisk na belkę w zbudowanej konstrukcji powinien być odpowiednio mniejszy, aby belka nie pękła. Niemniej jednak ten przykład wyraźnie pokazuje, że nośność wzrasta wielokrotnie dzięki wzmocnionej belce, bez konieczności zmiany czegokolwiek po zewnętrznej stronie belki lub nawet zwiększania przekroju poprzecznego belki. Podczas wzmacniania zdecydowanie należy zwrócić uwagę na równoległe ułożenie wkrętów.

Fot. fischer
Dzięki wkrętom z pełnym gwintem fischer Power-Full zmniejsza się ryzyko pęknięcia podczas wkręcania. Wkręt można zastosować bez nawiercania wstępnego i użyć w małej odległości od krawędzi i od środka belki. Można więc zaoszczędzić czas i materiał. Ponadto wkręt fischer Power-Full jest objęty europejską oceną techniczną (ETA-12/0073) zapewniając bezpieczeństwo mocowania.