Historia jednego podwórza czyli Elwood, skąd Ty mieszkasz?

[El Czariusz]

Jeszcze trochę uwag do Pana Don`t Waste.
W weekend poświęciłem wolny czas na jego podsumowania i chylę czoła przed gościem. Wcześniej wybiórczo traktowałem jego materiał (wiedząc, że do niego i tak wrócę, tworząc własne instrukcje) i cieszę się wewnętrznie, że weekend poświęciłem temu Panu.

Inne.
Z tej całej listy, co jest potrzebne potencjalnemu budowniczemu/konserwatorowi zabytkowej tkanki, to przede wszystkim zdrowie.
Zwłaszcza po 60-tce. Spadek aktywności fizycznej (nie patrzmy na bezpośrednie przyczyny) to zjazd po równi pochylej. F-cznie, żeby taką robotę jak Pan D`Waste zrobić trza dysponować siłą i wytrzymałością.
I to jest równoległy proces, który u mnie zachodzi. Co ciekawe nie potencjalna budowa jest tu czynnikiem głównym a... wnuki.
Jedyne, co ja potrafię tym dzieciom dać, to wysiłek fizyczny. Jedyne, co nas w tym ogranicza, to moja sprawność fizyczna. No i jeszcze kilka zasad.

Wracając do meritum słabości.
Fizyka fikołkowa. Nie ważne ile remont/budowa będzie trwał. Muszę mieć zdrowie by sprostać wyzwaniom.
Drugie - zdrowie psychiczne.
By sprostać wyzwaniom nie muszę kończyć studiów inżynierskich. Wystarczy być świadomym rzemieślnikiem. To jak z grą na jakimkolwiek instrumencie, do którego opanowania nie jest potrzebny słuch. Oczywista, kiedy chcesz grać wśród ludzi, ktoś powinien ci nastroić instrument.
Wspominałem, że gram na gitarze. Nie zostanę wirtuozem ale zdecydowanie (po latach nie grania) poprawiłem jakość swojej gry.

Dlaczego?
Eter tuby to kopalnia wszystkiego. Od żwiru po złoto. Dobry, edukacyjny kanał i praca własna.

STRESZCZENIE
Niniejsza rozprawa doktorska dotyczy analizy pracy statycznej wybranych połączeń ciesielskich w elementach zginanych oraz rozciąganych.
Dokonano szerokiego rozpoznania literaturowego, pozwalającego ustalić braki w literaturze przedstawiającej opisy zachowania statycznego połączeń ciesielskich.
Wykazano potrzebę prowadzenia dalszych badań w celu lepszego poznania zachowania statycznego połączeń w elementach zginanych, szczególnie połączeń na „znak pioruna” oraz połączenia rozciąganego na jaskółczy ogon, występującego np. między krokwią a jętką.

Wyznaczono na drodze badawczej nośności na zginanie i współczynniki sztywności wybranych połączeń ciesielskich: połączeń na nakładki proste i ze ścięciem z różną liczbą łączników trzpieniowych oraz połączeń na „znak pioruna” w płaszczyźnie poziomej i pionowej z różnymi formami zabezpieczenia.

Przeprowadzono badania zginania czteropunktowego na modelach w skali technicznej, wykorzystując tradycyjne i nowoczesne metody pomiarowe (np. CKO). Wyliczono parametry efektywności dla poszczególnych złączy, przedstawiając oszacowane poziomy nośności i sztywności badanych połączeń w odniesieniu do elementów ciągłych.
Opisano modele zniszczenia i ustalono główne miejsca koncentracji naprężeń. Porównano wpływ dodatkowych elementów zabezpieczających zastosowanych dla poszczególnych serii belek.
Przeprowadzono także analizy numeryczne metodą elementów skończonych w zakresie sprężystym pracy dla połączeń zginanych, weryfikujące rezultaty uzyskane w laboratorium.

Przedstawiono interpretację wyników badań doświadczalnych oraz zaproponowano model analityczny wybranego połączenia na „znak pioruna”. Zaprezentowano także propozycję wzmocnienia tego połączenia w celu zwiększenia poziomu nośności i zweryfikowano propozycję w sposób obliczeniowy.

Ponadto, poznano na drodze badawczej pracę statyczną połączenia rozciąganego na jaskółczy ogon między krokwią a jętką. Wyznaczono nośność na rozciąganie węzła bez wzmocnienia i z zaproponowanym wzmocnieniem oraz porównano uzyskane poziomy sztywności.
W rozprawie zwrócono uwagę na problem istotności prawidłowego kształtowania i wzmacniania połączeń ciesielskich w konstrukcjach drewnianych, szczególnie historycznych czy zabytkowych.

Realizacja tych zagadnień dzięki przeprowadzonym badaniom i analizom może być pomocna w analizie pracy statycznej złączy ciesielskich oraz stanowić punkt wyjścia do próby optymalizacji kształtowania złączy w elementach drewnianych.

Analiza pracy statycznej wybranych połączeń w drewnianych obiektach zabytkowych.

Raport serii PRE nr 2/2021

Praca doktorska
Anna Karolak

SPIS TREŚCI .................................................. .................................................. .... 5
WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ STOSOWANYCH W ROZPRAWIE ......... 8
1. WPROWADZENIE .................................................. .................................................. ... 12
2. CELE I ZAKRES ROZPRAWY .................................................. .......... 14
2.1. Cele rozprawy .................................................. .......................... 14
2.2. Zakres rozprawy .................................................. ...................... 14
2.3. Tezy .................................................. ....................................... 15
3. ROZPOZNANIE LITERATUROWE...................................... ................. 16
3.1. Rys historyczny .................................................. ....................... 16
3.2. Najistotniejsze zagadnienia....................................... ................... 19
3.3. Typologia połączeń – podział ze względu na geometrię i zastosowanie .................. 20
3.3.1. Połączenia stykowe .................................................. ................ 21
3.3.2. Połączenia nakładkowe, zakładkowe ........................................... 24
3.3.3. Połączenia czopowe .................................................. ............... 24
3.3.4. Połączenia wrębowe .................................................. ............... 25
3.3.5. Połączenia stosowane w konstrukcji ścian ................................... 25
3.3.6. Połączenia stosowane w konstrukcjach więźb dachowych .............. 31
3.3.7. Inne przykłady połączeń historycznych ....................................... 33
3.4. Analiza zachowania statycznego połączeń historycznych .................. 35
3.4.1. Połączenia stykowe .................................................. ................ 36
3.4.2. Połączenia nakładkowe, zakładkowe ........................................... 37
3.4.3. Połączenia czopowe .................................................. ............... 37
3.4.4. Połączenia wrębowe .................................................. ............... 38
3.5. Badania dotyczące historycznych połączeń ciesielskich opisane w literaturze .................................................. ...................................... 42
3.5.1. Badania połączeń zginanych .................................................. .... 43
3.5.2. Badania połączenia na jaskółczy ogon ........................................ 54
3.5.3. Wybrane badania innych połączeń ............................................. 62
3.5.4. Badania elastooptyczne, badania metodą cyfrowej korelacji obrazu (CKO), analizy numeryczne, zagadnienie sztywności .............................. 79
3.6. Przegląd literatury – zestawienie .................................................. 82
SPIS TREŚCI
6
3.7. Wybrane metody badania drewna ................................................. 96
3.7.1. Metody nieniszczące .................................................. .............. 96
3.7.2. Metody akustyczne .................................................. ................ 97
3.7.3. Metoda oporu wiercenia .................................................. ........ 100
3.8. Podsumowanie, wnioski .................................................. ........... 102
4. BADANIA I ANALIZY WŁASNE .................................................. ..... 104
4.1. Badania materiałowe .................................................. .............. 104
4.1.1. Badanie wilgotności i oznaczenie gęstości drewna ...................... 104
4.1.2. Oznaczenie modułu sprężystości wzdłuż włókien przy zginaniu statycznym oraz wytrzymałości na zginanie statyczne wzdłuż włókien .... 106
4.1.3. Badania nieniszczące – metody akustyczne i metoda oporu wiercenia .................................................. .................................................. . 109
4.2. Badania zginania czteropunktowego ............................................ 112
4.3. Badania metodą cyfrowej korelacji obrazu ................................... 122
4.4. Analiza numeryczna MES wybranych połączeń .............................. 123
4.5. Badania połączenia rozciąganego krokwi z jętką na jaskółczy ogon .. 126
5. WYNIKI BADAŃ, ANALIZA, OCENA UZYSKANYCH REZULTATÓW ......... 131
5.1. Zestawienie wyników badań materiałowych .................................. 131
5.1.1. Wilgotność i gęstość .................................................. ............. 131
5.1.2. Moduł sprężystości wzdłuż włókien przy zginaniu statycznym oraz wytrzymałość na zginanie statyczne wzdłuż włókien ............................ 131
5.1.3. Badania nieniszczące – metody akustyczne i metoda oporu wiercenia .................................................. .................................................. . 133
5.2. Zestawienie wyników – badania zginania czteropunktowego ........... 137
5.2.1. Wyniki badań belek serii A .................................................. .... 137
5.2.2. Wyniki badań belek serii B .................................................. .... 140
5.2.3. Wyniki badań belek serii C .................................................. .... 143
5.2.4. Wyniki badań belek serii D .................................................. .... 146
5.2.5. Wyniki badań belek serii E .................................................. .... 149
5.2.6. Wyniki badań belek serii F .................................................. .... 152
5.2.7. Wyniki badań belek serii G .................................................. .... 155
5.2.8. Wyniki badań belek serii H .................................................. .... 158
5.2.9. Wyniki badań belek serii I .................................................. ..... 161
SPIS TREŚCI
7
5.2.10. Zbiorcze wyniki badań belek .................................................. 164
5.3. Zestawienie wyników – badania metodą cyfrowej korelacji obrazu ... 172
5.3.1. Wyniki badań metodą CKO belki serii E – E01 ............................ 172
5.3.2. Wyniki badań metodą CKO belki serii F – F02 ............................ 174
5.3.3. Wyniki badań metodą CKO belki serii G – G03 ........................... 177
5.3.4. Wyniki badań metodą CKO belki serii H – H02 ........................... 179
5.4. Zestawienie wyników – analiza numeryczna MES wybranych połączeń .................................................. .................................................. . 182
5.4.1. Wyniki analizy numerycznej belki A .......................................... 183
5.4.2. Wyniki analizy numerycznej belki B .......................................... 185
5.4.3. Wyniki analizy numerycznej belki C .......................................... 188
5.4.4. Wyniki analizy numerycznej belki D .......................................... 191
5.4.5. Wyniki analizy numerycznej belki E .......................................... 194
5.4.6. Wyniki analizy numerycznej belki F .................................................. ............. 197
5.4.7. Wynik analizy numerycznej belki G/ I* ..................................... 202
5.4.8. Wyniki analizy numerycznej belki H .......................................... 205
5.4.9. Zbiorcze wyniki analizy numerycznej belek ................................ 208
5.5. Porównanie wyników .................................................. ............... 211
5.6. Interpretacja wyników badań doświadczalnych i model analityczny wybranego połączenia na „znak pioruna” ............................................ 216
5.7. Zestawienie wyników – badania połączenia rozciąganego krokwi z jętką na jaskółczy ogon .................................................. ......................... 230
6. PODSUMOWANIE, WNIOSKI I UWAGI KOŃCOWE ............................. 235
6.1. Podsumowanie .................................................. ....................... 235
6.2. Wnioski .................................................. ................................. 239
6.3. Proponowane kierunki dalszych badań ......................................... 243
LITERATURA .................................................. ............................ 244

Co z tego mi jest przydatne?
Można/trzeba pominąć skomplikowane wzory obliczeń. Dr Hoznik był mi potrzebny do wsparcia w temacie intuicyjnego obrazu sił.
Ma dryg chłop do prezentacji. Jak czegoś nie rozumiesz, to weźmie ci twoje ramię i na nim zaprezentuje przebieg sił.
Oprze ci dwa patyki na butelkach (domek z "kart") i... itd.

Osobiście wolę wiedzieć więcej niż mniej. Umieć przewidzieć konsekwencje itp.
Przejdźmy zatem do literatury...

[El Czariusz]

Mogę polecić tylko to, co przeczytałem.
Pracę doktorską powyżej można ściągnąć z eteru. Przydać się może tym, którzy wybiorą sobie rodzaj połączenia w swojej praktyce (jak ja) i przyjrzą się mu bliżej, co potwierdzi lub oddali akceptację danego rozwiązania/łączenia.

Ale od czegoś trzeba zacząć i chyba najbardziej wskazanym jest poznanie materiału, z który jest oczywistym. Tym materiałem jest drewno. Drewno pozyskujemy z drzewa. Drzewo pozyskujemy z lasu lub plantacji.
Warto więc wiedzieć:
- skąd pozyskiwać,
- jak i kiedy je pozyskiwać,
- jak korzystać,
- jak najlepiej wykorzystać.

Na pewnym etapie na pewno trzeba przy okazji przypomnieć/uzupełnić wiedzę z fizyki itp.
W temacie wiedzy o drewnie ja skupiłem się na dwóch autorach:
- Skrypt "Anatomia drewna" Wojciech Kokociński,
- Drewno. Właściwości i zastosowanie. Tom I/II/III Karol Kopeć.

Należy dodać, że w wielu pozycjach dotyczących budownictwa drewnianego jest wstęp poświęcony drewnu itp. i to niejednemu wystarczy plus wiedza z eteru ale dla bardziej dociekliwych tych dwóch autorów zaspokoi wiedzę w temacie, której posiadacz (z praktyką) naprawdę nie będzie się miał czego wstydzić.
O ile Anatomia drewna to takie bardziej fizjologiczne podejście do drewna, to pozycja druga zaspokoi ciekawość w szerokim zakresie. Przede wszystkim pomoże zrozumieć kluczowe procesy, które mają wpływ na jakość materiału a`priori ale pozwoli również dobrać materiał do potrzeb użytkownika.
A to z kolei pozwoli potencjalnemu użytkownikowi zaoszczędzić duże pieniądze tylko na etapie doboru materiału do rzeczonych.

Ważne by mieć miejsce i czas.

A w eterze?
Słucham np. tego młodego człowieka.

[fassi]

Moim zdaniem nadszedł czas na spotkanie teorii z praktyką. Kup drewno i zrób ten pawilon o którym gadaliśmy. Taki podstawowy bez wodotrysków.

Studiowałem dużo konstrukcji i myślałem, że wiem dużo. Praktyka na mostach i wieżowcach w Indiach sprowadziła mnie do parteru. Wtedy nastąpił moment w którym zdałem sobie sprawę, że jestem głupi .

A dziadek mówił: synek, będziesz mądry tylko jak sobie zdasz sprawę, że nic nie wiesz i jesteś głupi. I powtarzaj to przez całe życie, aby głupim nie umrzeć. Człowiek siada do nauk jak stwierdzi, że nie wie.


Jaka jest podstawowa różnica między drewnem a drzewem?. Pan Liśkiewicz na warsztatach w technikum, pytał nas co poniedzialek o 8 rano.

Dlatego pamiętam
Jaka to różnica?

[El Czariusz]

Wszystko w swoim czasie.
Najpierw głowa, potem czyny. Na razie nie mam kasy. Muszę zabezpieczyć to, co jest.
Pierwsze, co zbuduję, to makietę domu.



Chciałbym kiedyś...