ОСОБЛИВОСТІ РОБОТИ І РОЗРАХУНКУ НАГЕЛЬНИХ ЗЄДНАНЬ ДЕРЕВ’ЯНИХ КОНСТРУКЦІЙ З ВРІЗНИМИ ПЛАСТИНАМИ ЗА EС5

Автор(и)

  • Людмила ЛАВРІНЕНКО Київський національний університет будівництва і архітектури, Ukraine http://orcid.org/0000-0001-5601-0943
  • Людмила АФАНАСЬЄВА Київський національний університет будівництва і архітектури, Ukraine http://orcid.org/0000-0001-6237-2609
  • Віталій ТОНКАЧЕЄВ Київський національний університет будівництва і архітектури, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1010-8440

DOI:

https://doi.org/10.32347/2522-4182.13.2023.123-138

Ключові слова:

Дерев’яні конструкції;, нагельні з’єднання;, сталеві пластини;, Єврокод 5.

Анотація

В роботі проведено огляд теоретичних та експериментальних досліджень стосовно з’єднань деревних конструкцій на сталевих нагелях із сталевими врізними пластинами. Правильний вибір типу з’єднань дозволяє суттєво
впливати на загальну вартість конструкції через формування конструктивної і призначення монтажної схеми конструкції (мінімізація кількості вузлових та монтажних з’єднань), оптимальна уніфікація з’єднань є додатковим аргументом при створенні економічного та  конкурентоспроможного рішення. Для аналізу з’єднання нагельного типу враховується, що зусилля передається за рахунок опору кріпильного елемента згину та зсуву, а також зминання в з’єднуваних дерев’яних елементах. Як граничні стани нагельного з’єднання розглядаються втрата міцності через зминання та розколювання деревини стінки отвору, а також через згин нагеля в нагельному гнізді. Розглядувані в огляді роботи надають великий фактичний матеріал стосовно міцності з’єднань залежно від геометричних та фізичних параметрів його складових, а також жорсткості з’єднання, що на сьогодні є предметом активної уваги дослідників. Звертається увага на необхідність дослідження роботи з’єднання для передачі моментного навантаження при груповій роботі з’єднання. Аналіз чисельних експериментів надає можливість  переконатися в надійності чинних правил і норм проектування ЕС5 та
імплементованих до них норм проектування ДБН В.2.6-161:2017, а також дозволили виявити недоліки та межі застосування правил проектування стосовно цього виду з’єднань. РеЗультати чисельних та експериментальних досліджень є основою для вдосконалення конструктивних рішень та перевірки моделей чисельного моделювання.

Біографії авторів

Людмила ЛАВРІНЕНКО, Київський національний університет будівництва і архітектури

доцент кафедри металевих і
дерев’яних конструкцій,
к.т.н., доц

Людмила АФАНАСЬЄВА, Київський національний університет будівництва і архітектури

доцент кафедри залізобетонних
та кам’яних конструкцій,
к.т.н., доцент

Віталій ТОНКАЧЕЄВ, Київський національний університет будівництва і архітектури

доцент кафедри металевих і
дерев’яних х конструкцій,
к.т.н., доцент

Посилання

ДСТУ-Н Б EN 1995-1-1:2010 Єврокод 5. Проектування дерев’яних конструкцій. Частина 1-1. Загальні правила і правила для споруд (EN 1995-1-1:2004, IDT).

ДБН В.2.6-161:2017. Конструкції будинків і споруд. Дерев’яні конструкції. Основні положення //К.,Мінрегіонбуд України,2017 - 111 с.

Афанасьєва Л.В., Кулік Т.Р. Гармонізація міжнародних і національних стандартів як

механізм технічного регулювання будівельної галузі України //Збірник праць XIV Міжнародної наукової конференції «Наука і освіта». Угорщина, Хайдусобосло, 2020, с. 3-7

Білик А.С., Беляєв М.А. ВІМ-моделювання: огляд можливостей та перспективи в Україні

// Промислове будівництво та інженерні споруди. 2015. – №2, c. 93–15.

Лавріненко Л.І., Будко Т.Г. Застосування методів і моделей ВІМ-технологій при проектуванні купольного покриття аквапарку з дерев’яними арками // Сучасні будівельні конструкції з металу та деревини: Збірник наукових праць, ОДАБА, 2021, – Bип.25, с. 72-84

https://doi.org/10.31650/2707-3068-2021-25-72-84

Бензель О., Лавріненко Л. Інформаційне моделювання сталевої будівлі з підвищеними

вимогами жорсткості //Будівельні конструкції. Теорія і практика. 2021, – Вип. 9, с. 30-44.

https://doi.org/10.32347/2522-4182.9.2021.30-44

Johansen K. W. Theory of Timber Сonnections // IABSE, Publications No 9, Bern, Switzerland, 1949, pp. 249–262.

Sawata K, Yasumura M. Estimation of yield and ultimate strengths of bolted timber joints by

nonlinear analysis and yield theory// Journal of Wood Scitnce. 2003. – V. 49, pp.383–391

https://doi.org/10.1007/s10086-002-0497-3

Dorn M, Borst K, Eberhardsteiner J. Experiments on dowel-type timber connections // Engineering Structures, 2013. – 47, pp. 67–80

https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.09.010

Jorissen A. Double shear timber connections with dowel type fasteners. – Ph.D. Thesis. Delft

University of Technology, Delft, Netherlands, 1999 –264 p.

Дмитриев П. А. К расчету нагельных соединений деревянных элементов со стальными

накладками и прокладками // Строительство и архитектура, 1990 – № 2, c. 9–12.

Liu, Y., Wang, Y., Zhang, Y. et al. Force– displacement relations of bolted timber joints with slotted‑in steel plates parallel to the grain //Journal of Wood Science, 2020. – V. 6, 83

https://doi.org/10.1186/s10086-020-01931-x

N. Gattesco, I. Toffolo. Experimental study on multiple-bolt steel-totimbern tension joints //

Materials and Structures, 2004 –37(2), pp.129–138.

https://doi.org/10.1007/BF02486609

J. Sjodin, E. Serrano. A numerical study of

methods to predict the capacity of multiple steeltimber dowel joints // Holz als Roh und

Werkstoff, 2008. – 66, pp. 447–454

https://doi.org/10.1007/s00107-008-0271-3

J. Schoenmak rs, A. Jorissen, A. Leijten.Evaluation and modelling of perpendicular to

grain embedment strength // Wood Science and Technology, 2009. – pp.1–17.

https://doi.org/10.1007/c00226-009-0296-38

J. Jensen. Splitting strength of beams loaded perpendicular to grain by dowel joints// Journal

of Wood Science, 2005. – 51 (5), 480–485.

https://doi.org/10.1007/s10086-004-0687-2

A. Awaludin, T. Hirai, T. Hayashikawa, Y. Sasaki. Load-carrying capacity of steel-to-timber joints with a pretensioned bolt// Journal of Wood Science, 2008. - 54(5), pp.362–368.

https://doi.org/10.1007/s10086-008-0962-8

P. Cachim, J.-M. Franssen. Numerical modelling of timber connections under fire loading using a component model // Fire Safety Journal, 2009. - 44(6), pp. 840–853.

https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2009.03.013

J. Sj¨odin, E. Serrano. An experimental study of the effects of moisture variations and gradients in the joint area in steel-timber dowel joints.//Holzforschung, 2008. - 62(2), pp. 243–247.

https://doi.org/10.1515/HF.2008.020

D. R. Rammer, S. G. Winistorfer. Effect of moisture content on dowelbearing Strength

//Wood and Fiber Science, 2001. - 33 (1), pp.126–139.

A. Bouchair, A. Vergne. An application of the Tsai criterion as a plastic flow law for timber

bolted joint modelling//Wood Science and Technology, 1996. 30 (1), pp. 3–19.

N. Kharouf, G. McClure, I. Smith. Еlastoplastic modeling of wood bolted connections//

Computers and Structures, 2003. - 81(8-11), pp.747–754.

https://doi.org/10.1016/S0045-7949(02)-00482-0

J. Gonzalez Fueyo, M. Dominguez, J. Cabezas, M. Rubio. Design of connections with

metal dowel-type fasteners in double shear //Materials and Structures, 2009.-42(3), pp.385–397.

https://doi.org/10.1617/s11527-008-9389-3

E. Resch, M. Kaliske. Three-dimensional numerical analyses of loadbearing behavior and

failure of multiple double-shear dowel-type connections in timber engineering// Computers and

Structures, 2010. - 88 (3-4), p. 165–177.

DOI: 10.1016/j.compstruc.2009.09.002

J. Sjodin, E. Serrano. An experimental and numerical study of the effect of friction in single dowel joints // European Journal of Wood and Wood Products, 2018. – 66(5), pp. 363–372.

DOI:10.1007/s00107-008-0267-z

P. Dobeš, A. Lokaj, D. Mikolasek. Load-сarrying capacity of double-shear bolted connections with slotted-in steel plates in squared and round timber based on the experimental testing,European Yield Model, and linear elastic fracture mechanics // Materials, 2022 – 15(8), 2720

https://doi.org/10.3390/ma15082720

M. Domínguez, J. Fueyo, A. Villarino, N. Antón. Structural Timber Connections with

Dowel-Type Fasteners and Nut-Washer Fixings: Mechanical Characterization and Contributoin

to the Rope Effect // Materials Science. Materials. 2021. – 15(1), 242

https://doi.org/10.3390/ma15010242

Matsubara, D., Teranishi, M., Wakashima, Y. Elastic interaction in multiple bolted timber

joints// Journa of Wood Science, 2022. - 68, 53

https://doi.org/10.1186/s10086-022-02060-3

Xu B, Bouchair A, Racher P. Mechanical behavior and modeling of dowelled steel-to-timber moment-resisting connections// Journal of Structural Engineering, 2015. – 141(6)-04014165

https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.00011

##submission.additionalFiles##

Опубліковано

2023-12-23

Як цитувати

ЛАВРІНЕНКО, Л. ., АФАНАСЬЄВА, Л. ., & ТОНКАЧЕЄВ, В. . (2023). ОСОБЛИВОСТІ РОБОТИ І РОЗРАХУНКУ НАГЕЛЬНИХ ЗЄДНАНЬ ДЕРЕВ’ЯНИХ КОНСТРУКЦІЙ З ВРІЗНИМИ ПЛАСТИНАМИ ЗА EС5. Будівельні конструкції. Теорія і практика, (13), 124–138. https://doi.org/10.32347/2522-4182.13.2023.123-138