This article describes aspects within an experimental programme aimed at improving the structural performance of solid fir-wood beams reinforced with unglued composite laminates applied on the beam tension zone. Softwood is from gymnosperm plants and it is the basis of approx. 85% of the world’s production of wood elements. Fir wood is characterised by low weight density, low compression strength and high level of defects, is likely to distort when dried and tends to fail in tension due to the presence of cracks, knots or grain deviation. The addition of modest ratios of FRP composite reinforcement can suppress tension failure in beams. However the application of epoxy adhesives presents problems of reversibility, compatibility with timber, durability and poor performance at temperatures higher than 60–80°C. The study of failure modes, particularly in tension-reinforced beams, is the main focus of this paper. The experimental campaign is dealing with the evaluation of bending strength and deformation properties of a significant number of unreinforced and reinforced beams strengthened with unbonded carbon (CFRP) plates or basalt (BFRP) spikes. Increases of beam capacity, bending strength and of modulus of elasticity and analysis of failure modes were measured and discussed.
Artykuł opisuje aspekty programu badań eksperymentalnych, mającego na celu poprawę pracy konstrukcyjnej belek z litego drewna jodłowego, wzmocnionych materiałami kompozytowymi bez użycia kleju, zastosowanymi w strefie belki poddawanej rozciąganiu. Miękkie drewno pochodzi z roślin nagonasiennych i stanowi podstawę dla około 85% światowej produkcji elementów drewnianych. Drewno jodły charakteryzuje niska gęstość wagowa, niska wytrzymałość na ściskanie i wysoki poziom defektów i wad. Drewno takie ma tendencję do wypaczania się po wyschnięciu oraz ulega zniszczeniu przy rozciąganiu z uwagi na obecność pęknięć, sęków lub nieregularności włókna. Zastosowanie niewielkich ilości wzmocnienia kompozytowego FRP może zapobiec zniszczeniu belek na skutek rozciągania. Jednak zastosowanie klejów epoksydowych jest problematyczne ze względu na brak możliwości odwracalności interwencji, kompatybilność z drewnem, trwałość oraz niekorzystne zachowanie w temperaturach powyżej 60–80°C. Badania nad mechanizmami zniszczenia, zwłaszcza belek wzmocnionych na rozciąganie, są tematem niniejszego artykułu. Program badawczy ma na celu ocenę wytrzymałości na zginanie oraz właściwości deformacyjnych znacznej liczby niewzmocnionych i wzmocnionych belek, do których wzmocnienia wykorzystano taśmy węglowe (CFRP) lub sztyfty bazaltowe (BFRP) bez użycia kleju. Dokonano pomiarów wzrostu nośności belek, ich wytrzymałości na zginanie i modułu elastyczności, przeprowadzono analizę mechanizmów zniszczenia. Artykuł prezentuje otrzymane wyniki.
