|
|
Mechanická analýza celodřevěných konstrukčních spojů
Milch, Jaromír
Tradiční celodřevěné konstrukční spoje jsou v současnosti hojně vyhledávané při rekonstrukcích historicky cenných objektů. Tyto spoje jsou z pohledu budoucího zachování kulturního dědictví pro další generace nepostradatelné a nenahraditelné. Podtrhují samotný význam dřevěných konstrukcí a staveb, které mají v mnoha případech nevyčíslitelnou historickou, uměleckou ale i finanční hodnotu. Nicméně, tento zvýšený zájem sebou nese řadu problémů a rizik, které je nutné vhodným a včasným způsobem zachytit a eliminovat. Adekvátní nasazení těchto spojů vyžaduje výzkumem podložené postupy, které umožní vhodnou implementaci do stávajících konstrukcí při zachování jejich spolehlivosti a bezpečnosti. Hlavním cílem předkládané disertační práce bylo přispět k tvorbě adekvátních metodik analyzováním mechanického chování celodřevěných konstrukčních spojů zejména kolíkového typu, které se používají při rekonstrukcích poškozených dřevěných prvků nebo jejich částí. Pro tyto účely byly použity různé metody (modely), založené na kombinaci teoretických, experimentálních a numerických přístupů. Práci lze rozdělit na a) základní mechanické zkoušky masivního dřeva a b) konečně-prvkové komplexní analýzy celodřevěných spojů a konstrukcí. Základní mechanické zkoušky zahrnovaly tahové, tlakové, ohybové a smykové zkoušky na malých bezvadých tělíscích ze dřeva smrku (Picea abies L. Karst.), buku (Fagus sylvatica L.) a dubu (Quercus robur L.). Tyto druhy jsou pro historické, ale i současné evropské stavby klíčové. Odezva tělísek na různé druhy mechanického zatížení byla zaznamenávána pomocí kamer ve stereo konfiguraci (trojrozměrné snímání) za účelem získání plno-polních dat posunutí a poměrných deformací. Tyto výstupy sloužily pro stanovení materiálových charakteristik a jejich verifikaci v rámci sestavených materiálových modelů pro konečně-prvkové (KP) analýzy. Verifikované elasto-plastické materiálové modely byly směrodatnými materiálovými vstupy pro komplexnější KP analýzy pro hodnocení mechanické odezvy spojů a konstrukcí na zatížení. Mimoto byly materiálové charakteristiky využity v rámci teoretických výpočtů mechanických vlastností kolíkových spojů. Numerické analýzy založené na metodě konečných prvků (MKP) a byly řešeny v prostředí ANSYS s využitím vnitřního skriptovacího jazyka APDL (ANSYS Parametric Design Language) umožňujícího parametrizaci modelů. Výstupy z měření jednostřižných kolíkových spojů potvrdily shodu s teoretickými přístupy založenými na teorii EYM (European Yield Method), podle kterých se stanovuje mezní únosnost spojů a spojovacích prostředků. V rámci KP analýz bylo prokázáno, že sestavené elasto-plastické materiálové modely jsou schopny predikovat meze pevnosti i v komplexnějších úlohách, a proto mohou přispět ke spolehlivějšímu navrhování dřevěných konstrukcí a spojů v různých konfiguracích.
|
host ::
RSS.