Kompozyt drewniano-betonowy (TCC) — podstawowe zasady
System połączeń drewniano-betonowych - z angielskiego TCC (Timber-Concrete Composite) - jest metodą, za pomocą której drewniane belki lub inne drewniane elementy i wylewany na miejscu beton są łączone złącznikami ukośnymi w celu utworzenia płaskiej powierzchni.
W celu uzyskania elementów kompozytowych, drewno i beton łączono już w starożytności. Jednak innowacyjne właściwości kompozytu składającego się z tych dwóch materiałów można było wykorzystać właściwie dopiero w latach 90, kiedy to ostatecznie opracowano zaawansowane złączniki ukośne i zestawy odpowiednich obliczeń modelowych. Obecnie system konstrukcji drewniano-betonowej wykorzystywany jest do renowacji konstrukcji nośnych stropów, prefabrykacji elementów konstrukcyjnych oraz – w niektórych przypadkach – w budownictwie mostowym.
Kluczowe zalety współczesnego systemu połączeń drewniano-betonowych: Zastosowanie przy renowacji
System drewniano-betonowy (TCC) jest najczęściej stosowany do renowacji starych stropów drewnianych, kiedy konieczne jest spełnienie nowoczesnych wymagań w zakresie komfortu (np. izolacyjność akustyczna) i bezpieczeństwa (np. ognioodporność). Pomiary dokonywane przez nas fakultatywnie po dokonanym zespoleniu wskazują, iż system połączeń drewniano-betonowych umożliwia stosunkowo ekonomiczne osiągnięcie wymaganej wydajności w zakresie nośności i bezpieczeństwa. System połączeń drewniano-betonowych ugruntował się również w dziedzinie ochrony zabytków. Głównym powodem jest fakt, że praktycznie nie istnieją inne ekonomicznie opłacalne alternatywy dla zachowania starej struktury czy widoku z dołu.
System połączeń drewniano-betonowych gwarantuje znaczną poprawę w zakresie:
- nośności, która wzrasta około 3-krotnie w przypadku umieszczenia płyty betonowej na drewnianych belkach i około 2-krotnie w przypadku umieszczenia płyty betonowej pomiędzy belkami,
- ogólnej sztywności systemu, która jest nawet 10-krotnie większa w porównaniu z pozycją wyjściową,
- wytrzymałości na zginanie,
- odporności na wibracje,
- ochrony przed dźwiękami powietrznymi,
- zapobiegania pożarom.
Specjalne funkcje statyczne
Pozytywne właściwości konstrukcji nośnej drewniano-betonowej uzyskuje się poprzez stworzenie kompozytowej struktury dwóch komponentów - drewna i betonu. Bez kotwienia, stopień kompozycji betonu i drewna wynosi 0% (brak kompozycji). W przypadku teoretycznego »spoiwa adhezyjnego« na całej powierzchni (nieosiągalnego w praktyce) pomiędzy drewnem a betonem, stopień kompozycji wynosiłby do 100% (kompletna kompozycja). Stopień kompozycji zależny jest od ilości rzędów oraz odległości pomiędzy tzw. złącznikami skośnymi w kierunku dokręcania. Z reguły, w przypadku zatwierdzonych złączników, osiąga się poziom kompozycji rzędu około 40 do 50%, co oznacza znaczny wzrost nośności systemu kompozytu drewniano-betonowego.
Remont zabytkowego budynku przy berlińskim Kurfürstendamm
»Złączniki ukośne « - kluczowy element
Początkowo w budownictwie drewniano-betonowym stosowano pełny gwint. Obecnie kilku producentów oferuje specjalne ukośne złączniki do konstrukcji drewniano-betonowych. Powszechne stosowanie wkręcanych złączników ukośnych wynika z faktu, że ich rozmiary można precyzyjnie określić po wstępnym pomiarze i ich prostej obsłudze. W przypadkach, w których stosuje się prefabrykację (nowe budownictwo), stosuje się inne środki łączące, takie jak blacha perforowana lub łączniki wciskane; jednak nie można ich używać w przypadku renowacji czy jakichkolwiek nieidealnych warunków. Jednym ze stosunkowo nowych złączników ukośnych jest tak zwana „krzywka hybrydowa” - stalowa rurka wypełniona specjalną zaprawą cementową. Ma zastosowanie w szczególności w połączeniu z drewnem klejonym krzyżowo. Dla projektanta ważne jest, aby łączniki były w pełni zatwierdzone przez nadzór budowlany - w innym razie należy wystąpić o indywidualną zgodę na ich stosowanie dla każdego pojedynczego przedsięwzięcia.