Alternative technology of constructing masonry structures designed for areas with increased seismic activity
Loading...
Date
2016-07-21
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Elsevier
Altmetrics
Abstract
The Czech Republic is a country which generally sees low seismic activity; however, this activity needs to be taken into account in ca 50 % of the country’s area with 10 districts being considered as having seismic activity higher than 0.08 g. In terms of masonry structures, this issue concerns mainly the execution of the head joints of the masonry and its reinforcement (both in the direction of the bed joint and in the perpendicular direction). All these technologies are rather difficult and expensive to implement. The research focuses on assessing the possibilities of constructing dry masonry and binding it with polyurethane foam. This method allows for significantly higher shear strength of the masonry and appears to be an interesting alternative in the area of constructing buildings in seismically active areas. The structure was stiffened by filling hollow masonry units with large cavities with polyurethane foam. The PUR foam was sprayed into the units during construction. The foam thus applied hardens perpendicularly to the bed joint of the masonry and, having expanded throughout the clay units, it functions as a binder and a stiffening component to the masonry as a whole. The initial shear and flexural strength of the masonry segments was determined. The newly developed method of filling the cavities of masonry units with PUR foam was compared with the conventional method of constructing masonry by means of bonding the blocks with mortar or PUR foam in the bed joints (with no cavities filled). The filling of the masonry unit cavities brought a significant increase in the shear and flexural strength of the masonry. This indicates the stiffness of the structure increased as well.
Česká republika je obecně zemí s malou seismickou aktivitou, nicméně je nutné tuto aktivitu uvažovat cca na 50 % území ČR, přičemž u 10 okresů ČR se uvažuje seismická aktivita větší než 0,08 g. V oblasti zděných konstrukcí je tato problematika spojena především s řešením styčných spár zdiva, s jeho vyztužením (jak v rovině ložné spáry, tak i v rovině kolmé). Všechny tyto technologie jsou poměrně náročné na provádění a jsou spojeny i s výrazně zvýšenými náklady. V rámci výzkumných prací byla ověřena možnost výstavby zdiva suchým způsobem a jeho zmonolitnění pomocí polyuretanové pěny. Toto řešení poskytuje výrazné zvýšení smykových pevností zdiva a jeví se jako zajímavá alternativa pro výstavbu zděných konstrukcí v seismicky zatížených oblastech. Vyšší tuhosti konstrukce bylo dosaženo vyplněním keramických tvarovek s velkými dutina polyuretanovou pěnou. PUR pěna je aplikováno dovnitř tvarovek při zdění. Dochází tak k tvrdnutí PUR pěny přes ložnou spáru zdiva a PUR pěna je po celé výšce zdiva uvnitř keramických tvarovek a funguje současně jako pojivo i ztužující prvek celého zdiva. Na segmentech zdiva byla ověřena počáteční pevnosti zdiva ve smyku a pevnost v tahu za ohybu. Vyvíjená metoda propěnění PUR pěnou uvnitř dutin tvarovek byla porovnána s klasickou metodou zdění, kdy je použita malta pouze v ložné spáře anebo PUR pěna v ložné spáře, bez plnění dutin uvnitř keramických tvarovek. Propěňování dutin v keramických tvarovkách vedlo k výraznému zvýšení počáteční pevnosti zdiva ve smyku a pevnost v tahu za ohybu.Toto je předpoklad pro zvýšení tuhosti konstrukce.
Česká republika je obecně zemí s malou seismickou aktivitou, nicméně je nutné tuto aktivitu uvažovat cca na 50 % území ČR, přičemž u 10 okresů ČR se uvažuje seismická aktivita větší než 0,08 g. V oblasti zděných konstrukcí je tato problematika spojena především s řešením styčných spár zdiva, s jeho vyztužením (jak v rovině ložné spáry, tak i v rovině kolmé). Všechny tyto technologie jsou poměrně náročné na provádění a jsou spojeny i s výrazně zvýšenými náklady. V rámci výzkumných prací byla ověřena možnost výstavby zdiva suchým způsobem a jeho zmonolitnění pomocí polyuretanové pěny. Toto řešení poskytuje výrazné zvýšení smykových pevností zdiva a jeví se jako zajímavá alternativa pro výstavbu zděných konstrukcí v seismicky zatížených oblastech. Vyšší tuhosti konstrukce bylo dosaženo vyplněním keramických tvarovek s velkými dutina polyuretanovou pěnou. PUR pěna je aplikováno dovnitř tvarovek při zdění. Dochází tak k tvrdnutí PUR pěny přes ložnou spáru zdiva a PUR pěna je po celé výšce zdiva uvnitř keramických tvarovek a funguje současně jako pojivo i ztužující prvek celého zdiva. Na segmentech zdiva byla ověřena počáteční pevnosti zdiva ve smyku a pevnost v tahu za ohybu. Vyvíjená metoda propěnění PUR pěnou uvnitř dutin tvarovek byla porovnána s klasickou metodou zdění, kdy je použita malta pouze v ložné spáře anebo PUR pěna v ložné spáře, bez plnění dutin uvnitř keramických tvarovek. Propěňování dutin v keramických tvarovkách vedlo k výraznému zvýšení počáteční pevnosti zdiva ve smyku a pevnost v tahu za ohybu.Toto je předpoklad pro zvýšení tuhosti konstrukce.
Description
Citation
Procedia Engineering. 2016, vol. 151, issue 1, p. 177-182.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705816317623
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705816317623
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
Document licence
Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/