Інженерна методика розрахунку елементів з клеєної деревини армованої композитною арматурою

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.32347/2522-4182.7.2020.93-100

Ключові слова:

Клеєна деревина, армування, аналітична методика розрахунку, метод скінченних елементів, конструкції з клеєної деревини, приведені геометричні характеристики перерізу, приведений модуль пружності

Анотація

Світовий досвід впровадження дерев’яних конструкцій, зокрема конструкцій з клеєної деревини, підтверджує доцільність їх використання. Одною з основних конструкцій з клеєної деревини є балки. Армування балочних конструкцій дозволяє в значній мірі підвищити їх міцність і збільшити жорсткість.

Враховуючи структуру і особливості роботи елементів з клеєної деревини прямокутного поперечного перерізу, армованих композитною арматурою, для детального аналізу напружено-деформованого стану запропоновано методику, яка полягає в застосуванні до стандартних формул розрахунку приведених характеристик поперечного перерізу: приведеної площі, приведеного моменту інерції, приведеного моменту опору. Для розрахунку елементів з клеєної деревини прямокутного поперечного перерізу, армованих композитною арматурою, за другим граничним станом (експлуатаційною придатністю) запропоновано використовувати приведений модуль пружності перерізу до дошок зовнішніх шарів, в яких і будуть спостерігатись максимальні нормальні напруження.

Для аналізу запропонованої методики проведено ряд чисельних досліджень звичайних балок з клеєної деревини та балок з клеєної деревини, армованих композитною арматурою одного класу міцності з застосуванням аналітичних методик розрахунку та за допомогою методу скінченних елементів (МСЕ) в програмному комплексі (ПК) ЛІРА–САПР, із використанням плоских скінченних елементів (СЕ).

З проведених чисельних досліджень видно, що результати розрахунків балок з клеєної деревини, армованих композитною арматурою і з клеєної деревини одного класу міцності різняться в межах 25% в бік збільшення значень прогинів та нормальних напружень в елементах з клеєної деревини, армованих композитною арматурою в залежності від відсотку армування.

Підтверджено, що аналітичний розрахунок балок з клеєної деревини, армованих композитною арматурою рекомендується проводити за запропонованою в роботі методикою. Дана методика дозволяє враховувати товщину і механічні характеристики деревини дошок з яких складається клеєний поперечний переріз елементу та армування, що значно розширює діапазон використання перерізів з клеєної деревини, армованих композитною арматурою.

Крім того, моделювання конструкцій з клеєної деревини, армованої композитною арматурою, можливе стержневими елементами з наданням їм приведеного модуля пружності за запропонованою методикою, що значно спрощує розрахунок складних стержневих систем.

Біографії авторів

Denis Mykhaylovsky, Київський національний університет будівництва і архітектури

професор кафедри металевих і
дерев’яних конструкцій
д.т.н., доцен

Mykola Komar, Київський національний університет будівництва і архітектури

аспірант кафедри металевих і
дерев’яних конструкцій

Посилання

Glued timber spatial structures of coatings ofbuildings and structures. VNIINTPI Gosstroya SSSR. - M. - 1989. - 38 p.

Wooden structures in construction. L. M. Koval`chuk, S. B. Turkovskij i dr. - M.: Strojizdat, 1995. - 248 p.

Wooden structures of bridges and overpasses. VNIINTPI Gosstroya SSSR, M.: - 1989. - 45 p.

Permyakov V.A. State and prospects of using building timber structures in Ukraine /V. Z. Klimenko – K. : ABU, Journal of Construction Economics. №4. 2005. – P. 36 41.

Klimenko V.Z. Domestic experience in the introduction of plywood structures in capital construction. Achievements and problems /– К. : scientific and production magazine Construction of Ukraine №5 2009. – Р. 17-21.

Mikhaіlovskiу D.V. Prospects for the use of wood as a building material. // Scientific Journal "Bulletin of Sumy National Agrarian University" Series "Construction" Issue 10 (18); Sumi: SumNAU, 2014. - P. 100 - 105.

Mikhaіlovskiу D.V. Application of wood and wood materials in construction. // International Information and Technical Journal Equipment and tools for professionals (woodworking) - №4 / 199. - Kharkiv, 2017. - P. 40 - 44.

Mikhaіlovskiу D.V. World experience and prospects for the development of multi-storey wooden construction. // "Bulletin of the Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture" Issue 61, 2016; Odessa: ODABA, 2016. - P. 270 - 277.

DSTU-N B.V.2.6-184:2012 «Constructions from solide and glued timber. Design guide» / Klimenko V.Z., Bilik S.I., Mikhailovskiy D.V.,

Stoyanov V.V., Naychuk A.Ya., Fursov V.V.,Kirilenko V.F. // - Kyiv, Ukrarchbudinform 2013. – 120 p.

DSTU B.V.2.6-217-2016 «Design of building structures from solid and glued timber» /Klimenko V.Z., Naychuk A.Ya. // - Kyiv,

Ukrarchbudinform 2016. – 143 p.

DBN V.2.6-161:2017 «Wooden structures. Substantive provisions» / development manager: Fursov VV, responsible executor: Mikhailovskiy DV, Naychuk A.Ya. and other // - Kyiv,

Ukrarchbudinform 2017. – 125 p

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-17