. . .

Projekt i konstrukcja drewnianej kładki dla pieszych zbrojonej kompozytem węglowym

Intensywny rozwój technologii stwarza nowe możliwości dla projektantów i konstruktorów. W ostatnim czasie szczególnie dużym zainteresowaniem cieszą się materiały kompozytowe.

Specyficzne właściwości
Kompozyty FRP (CFRP ? zbrojone włóknem węglowym, GFRP ? zbrojone włóknem szklanym, AFRP ? zbrojone włóknem aramidowym) posiadają specyficzne właściwości, które odróżniają je od tradycyjnych materiałów budowlanych, tj. mały ciężar właściwy przy jednocześnie wysokich parametrach wytrzymałościowych.

?????????????

Łukowa kładka dla pieszych na terenie instytutu Empa, Dübendorf, Szwajcaria.
Kładka dla pieszych
Spośród wymienionych rodzajów kompozytów, w budownictwie najczęściej wykorzystywane są materiały na bazie włókien węglowych. Taśma CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymer) stosowana jest w konstrukcjach drewnianych jako wzmocnienie od początku lat 90. XX wieku. Kładka dla pieszych znajduje się na terenie instytutu Empa (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Dübendorf, Szwajcaria). Została zainstalowana w 2007 roku i od tego czasu jest monitorowana pod kątem zachowania się układu w czasie. Schemat statyczny kładki stanowi belka swobodnie podparta o rozpiętości równej 12,0 m, szerokości 3,0 m i wysokości 0,16 m. Przęsło wykonano z dwóch elementów klejonych warstwowo, wykonanych z drewna świerkowego, przy czym na zewnętrzne warstwy zastosowano drewno dębowe, charakteryzujące się wyższą wytrzymałością na ściskanie w poprzek włókien w stosunku do drewna świerkowego. Przęsła sprężono w kierunku poprzecznym za pomocą taśm CFRP w postaci pętli. Sprężenie elementów konstrukcyjnych umożliwia lepsze wykorzystanie przekrojów. Łukowy kształt kładki ograniczony cięciwą został osiągnięty poprzez sprężenie przęsła również w kierunku podłużnym przy wykorzystaniu taśmy CFRP. Aby tego dokonać, przęsło zostało obciążone na jego końcach bloczkami betonowymi, celem zagwarantowania wstępnego ugięcia. Następnie sześć pętli taśmy CFRP zostało umieszczonych pod przęsłem i opartych na prętach wykonanych z GFRP. Pętle zakotwiono za pomocą sworzni wykonanych z GFRP. Aby zmniejszyć koncentrację naprężeń powstałą w miejscu styku taśmy CFRP i sworznia, zastosowano kilka warstw taśmy, lecz o mniejszej grubości, równej 1,2 mm. Średnica sworznia wynosiła 4 cm. Rozwiązanie to zostało po raz pierwszy zastosowane w konstrukcji kładki czy mostu. Po nadaniu wstępnego obciążenia, usunięto bloczki betonowe. Wartość wcześniej nadanego ugięcia została utrzymana dzięki układowi kratownicowemu, który zapewnił również pożądany kształt kładki. Warstwę nawierzchni utworzono z płyty zbrojonej włóknem szklanym, przyklejonej do drewnianego rusztu, także poręcze wykonano z elementów kompozytowych.

Cały artykuł przeczytasz w: Przemysł Drzewny nr 1/2016