Experimental verification of deflection models for balconies with thermal break joints

openaccess, Vol. 637 (9) 2025 / piątek, 19 września, 2025

Doświadczalna weryfikacja modeli ugięć balkonów z łącznikami termicznymi

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.09.01

citation/cytuj: Wróblewski R., Bywalski Cz., Zmyślony D. Experimental verification of deflection models for balconies with thermal break joints. Materiały Budowlane. 2025. Volume 637. Issue 09. Pages 8-14. DOI: 10.15199/33.2025.09.01

The purpose of the study was to analyse the stiffness of balcony connectors and to calibrate deflection models of cantilevered balconies using results of a proof load test. The calculated deflections overestimated the test deflection by approx. 10%. By measuring deflection, it was possible to estimate support stiffness in the FE model and determine requirements for incorporating stiffness into such models. These results enabled the accuracy of computational design models to be evaluated against the actual structure.

W artykule zaprezentowano analizę sztywności łączników balkonowych oraz kalibrację modeli obliczeniowych ugięć balkonów wspornikowych, wykorzystującą wyniki obciążenia próbnego. Obliczone ugięcia były większe o ok. 10% od zmierzonych. Pomiar ugięcia umożliwił oszacowanie sztywności podparcia w modelu MES oraz sformułowanie wymagań dotyczących przyjmowania sztywności w takich modelach. Wyniki pozwalają ocenić dokładność projektowych modeli obliczeniowych w odniesieniu do rzeczywistej konstrukcji.
balcony connectors; balcony; deflections; test loads; reinforced concrete structure; cantilever.

łączniki balkonowe; balkon; ugięcia; obciążenia próbne; konstrukcja żelbetowa; wspornik.
  1. Niemiecki Instytut Techniki Budowlanej, „ETA 18/0189 HALFEN łącznik z izolacją termiczną HIT-HP/HIT-SP”, 9 grudnia 2021, Berlin.
  2.  Niemiecki Instytut Techniki Budowlanej, „ETA-17/0262 Schöck Isokorb® with steel compression elements”, 20 stycznia 2021, Berlin.
  3.  Niemiecki Instytut Techniki Budowlanej, „ETA-17/0466 Plattenanschluss ISOPRO IP und ISOMAXX IM”, 2022.
  4.  Niemiecki Instytut Techniki Budowlanej, „ETA-19/0046 Egcobox® termoizolacyjny łącznik do balkonów”, 31 stycznia 2023, Berlin.
  5. Instytut Techniki Budowlanej, „Krajowa Ocena Techniczna ITB -KOT-2017/0146 Wydanie 4 – Łączniki zbrojeniowe FB, FBS, FBZ, FBE, FBSE i FBZE z izolacja termiczna”, 30 grudnia 2024, Warszawa.
  6.  Susorova I, Stephens B, Skelton B. „The effect of balcony thermal breaks on building thermal and energy performance: Field experiments and energy simulations in Chicago, IL”, Buildings, t. 9, nr 9, wrz. 2019, doi: 10.3390/ buildings9090190.
  7.  Abdallah M, Heng P, Somja H, Billard R. „Design model for shear keys used as thermal break systems in balcony-slab joints under combined shear and bending loads”, Eng Struct, t. 321, grudz. 2024, doi: 10.1016/j.engstruct. 2024.119015.
  8.  Heidolf T, Eligehausen R. „Design concept for load bearing thermal insulation elements with compression shear bearings”, Beton- und Stahlbetonbau, t. 108, nr 3, s. 179–187, mar. 2013, doi: 10.1002/best.201200073.
  9.  Le Bloa G, Somja H, Palas F. „Experimental study on the m-v interaction of a hybrid steel connection used in concrete floor-to-balcony junction”, w fib Symposium, fib. The International Federation for Structural Concrete, 2018, s. 2407–2414. doi: 10.1007/978-3-319-59471-2_274.
  10.  Keller T, Riebel F, Zhou A. „Multifunctional all-GFRP joint for concrete slab structures”, Constr Build Mater, t. 21, nr 6, s. 1206–1217, cze. 2007, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2006.06.003.
  11.  Keller T, Riebel F, Zhou A. „Multifunctional Hybrid GFRP/Steel Joint for Concrete Slab Structures”, Journal of Composites for Construction, t. 10, nr 6, s. 550–560, grudz. 2006, doi: 10.1061/(asce)1090- 0268(2006)10:6(550).
  12.  „EAD 050001-00-0301 Load Bearing Thermal Insulating Elements Which Form a Thermal Break Between Balconies and Internal Floors”, 2018.
  13.  Standard AA. „Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-05) and Commentary (ACI 318R-05)”. [Online]. Dostępne na: www.concrete.org.
  14.  Lewicki B. „Obciążenia próbne konstrukcji istniejących budynków: metodyka postępowania i kryteria oceny”, Warszawa, 1997.
  15.  Masetti F, Galati N, Nehil T, Nanni A. (2006), „In-situ load test: a case Study”, Federation Internationale du Beton, Proceedings of the 2nd International Congress, Naples, Italy, 2006.
  16. PN-EN 1991-1-1:2004: Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje. Część 1-1: Oddziaływania ogólne. Ciężar objętościowy, ciężar własny, obciążenia użytkowe w budynkach”, 2004, Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.
  17.  PN-EN 1992-1-1:2008: Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków, 2008, Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.
  18.  PN-EN 1990:2004: Eurokod: Podstawy projektowania konstrukcji, 2004, Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.
dr hab. inż. Roman Wróblewski, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0001-9472-2853
dr inż. Czesław Bywalski, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0003-0460-9000
mgr inż. Dawid Zmyślony, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0009-0004-4447-6972

dr inż. Czesław Bywalski, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0003-0460-9000

Correspondence address: czeslaw.bywalski@pwr.edu.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.09.01

Article in PDF file

Received: 30.04.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 30.04.2025 r.
Revised: 17.06.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 17.06.2025 r.
Published: 19.09.2025 / Opublikowano: 19.09.2025 r.