Аналіз існуючих досліджень деревини на ударні та балістичні навантаження
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.15.2024.19-28Ключові слова:
дерев’яні конструкції, фортифікаційні споруди, поперечно-клеєна деревина, балістичні навантаження, ударні навантаження, рикошетАнотація
Деревина є одним з найстаріших будівельних матеріалів. Проте з настанням промислової революції металеві та залізобетонні конструкції майже повністю витіснили деревину з ринку основних будівельних матеріалів. В той же час деревину широко використовують при виготовленні меблів, оздоблення, підлог, допоміжних конструкцій та інше, і це стосується всіх сфер людського життя і побуту. Окрему нішу займає деревина як матеріал фортифікаційних споруд, як найбільш доступний.
Дослідження балістичних характеристик деревини найбільш актуальні в криміналістиці, через факт того, що кулі випущені в міських умовах дуже часто, потраплять в дерев’яні предмети [1].
Війна розв’язана російською федерацією в Україні змушує інженерів шукати найбільш раціональні матеріали для спорудження будівель як цивільного так і військового призначення. І в даному випадку деревина може бути конкуренто-спроможним матеріалом поряд з бетоном та сталлю, з огляду на доволі хорошу здатність деревини поглинати енергію.
Певні види деревини вважаються ударостійкими, так бук використовується для виготовлення головок молотків [3]. Окрім суцільної деревини існує досить велика кількість матеріалів на основі деревини, таких як: клеєна деревина, поперечно-клеєна деревина, брус з клеєного шпону та багато інших.
Дані матеріали вже широко використо-вуються при зведенні як малоповерхових та багатоповерхових будівель. Властивості даних матеріалів на сприйняття вертикальних та горизонтальних навантажень активно досліджуються починаючи з 60-х років минулого століття. Проте характеристики на ударну міцність та балістичні властивості даних матеріалів майже не дослідженні.
В цій роботі розглянуті питання стану сучасних досліджень балістичних властивостей деревини та матеріалів на її основі з перспективою подальших досліджень і використання в спорудах інженерного захисту.
Посилання
Koene L., Broekhuis F.R. (2017) Bullet penetration into wooden targets”, 30th international symposium on ballistics Long Beach, CA, September 11–15; 1905-1916.
https://doi.org/10.12783/ballistics2017/16976
Koene L., Hermsen R., & Brouwer S. D. (2013) Projectile ricochet from wooden targets, 27th international symposium on ballistics freiburg, Germany, April 22–26, 2013; 1195-1205.
https://doi.org/10.1111/1556-4029.13023
Koene L., Brouwer S. D. (2019) Bullet penetration into medium density fibreboard targets, conference: 31st international symposium on ballistics, 2019 AT: Hyderabad,
India, November 2019; 1363-1373
https://doi.org/10.12783/ballistics2019/33172
David G. Hepworth, J. F. V. Vincent, G. Stringer & Jeronimidis G. (2002) Variations in the morphology of wood structure can explain why hardwood species of similar density have very different resistances to impact and compressive loading, The Royal Society 2002, 255-272.
https://doi.org/10.1098/rsta.2001.09275
Михайловський Д. В. (2022) Розрахунок панельних будинків з поперечно-клеєної деревини. Монографія - К.: КНУБА, - 220 с.
Mykhaylovsky, D., & Komar, M. (2020). Інженерна методика розрахунку елементів з клеєної деревини армованої композитною арматурою. Будівельні конструкції. Теорія і практика, (7), 93–100.
https://doi.org/10.32347/2522-4182.7.2020.93-100
Mykhailovskyi D. V., Skliarov I. O. (2023) Methods of calculation and engineering protection of critical infrastructure objects and other strategic facilities against long-range projectiles / Strength of materials and theory of structures: scientific and technical collection - Kyiv: KNUBA, - Issue 111. - P. 155-17.
https://doi.org/10.32347/2410-2547.2023.111.155-171
Михайловський Д. В. (2017) Застосування деревини та деревинних матеріалів у будівництві / Міжнародний інформаційно-технічний журнал Обладнання та інструмент для професіоналів (дерево-обробка) - №4 /199. - Харків, - С.40 – 44.
U. S. Army Corps Of Engineers, unifed facilities criteria (ufc) 4-023-07 design to resist direct fire weapons effects, 2008.
Комар О. А., Михайловський Д. В. Аналіз існуючих методик розрахунку поперечноклеєної деревини на балістичні навантаження /Conference proceedings International scientific-practical conference of young scientists Build-Master-Class 2024 (Тези доповідей міжнародної науково-практичної конференції молодих вчених, аспірантів і студентів) // К.: KNUCA, 2024. – 568 p. P.201-202.
Report of the asce committee on the impactive and impulsive loads / proc. Of the second ascee conference “civil engineering and nuclear power”. Vol. V. Knoxville, tennessee. Sept. 15-17, 1980.
Sliter g. E. Assessment of empirical concrete impact formulas // proc. Asce. 1980. Vol. 106, no. St5. P. 1023−1045.
Buildings and infrastructure protection series / Preventing structures from collapsing to limit damage to adjacent structures and additional loss of life when explosives devices impact highly populated urban centers bips 05/June 2011 –510 p.
UFC 4-023-03 Design of buildings to resist progressive collapse / USA, Department of Defense, 2009 – 245р.
UFC 4-023-07 Unified facilities criteria. Design to resist direct fire weapons effects. Change 1 /U.S. Army Corp Of Engineers, naval facilities engineering comand, air force civil engineer support agency, 2017 – 66 p.
UFC 4-023-03 Design Of Buildings To Resist Progressive Collapse. Change 3 / U.S. Army Corp Of Engineers, naval facilities engineering comand, air force civil engineer support agency, 2016 – 227 p.
Hakan Hansson Warhead penetration in concrete protective structures. Licentiate thesis in civil and architectural engineering. Stockholm, Sweden 2011 ISSN 1103-4270 – 126 p. appendix – 47 p.
Forss S. The russian operational-tactical iskander missile system / National defence university, department of strategic and defence studies; Series 4: working papers #42, Helsinki 2012 – 26 р.
Harlin W. J., Cicci David A. Ballistic missile trajectory prediction using a state transition matrix / Applied Mathematics and Computation 188 (2007) pp.1832–1847
Likely Shahed-136 U.A.S Technical report/ FIT UK SECRET REL UKRAINE, - 10 p.
Informational and analytical material on the use of unmanned aerial systems of the russian federation SHAHED-136 (“GERANIUN-2”), SHAHED-129 AND MOHAJER-6. (Confirmed deputy head of the general staff of the armed forces of ukraine 09/29/2022) Kyiv. Military Unit A4629. – 18 p.
ДБН В.2.2-5 “Захисні споруди цивільного захисту” – Міністерство розвитку громад, територій та інфраструктури України, Київ, 2023 – 123 с.
UFC-3-340-02 Unified facilities criteria. Structures to resist the effects of accidental explosions. Change 2 / U.S. Army Corp Of Engineers, naval facilities engineering comand, air force civil engineer support agency, 2014 – 1867 p.
International ammunition technical guidelines. Formulae for ammunition management. IATG 01.80. Third edition, UNODA, March 2021 – 43 p.
ДБН В.1.2-14 «Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об’єктів. Загальні принципи забезпечення надійності та конструктивної безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій та основ.» - Київ: Мінрегіонбуд України. 2009 – 24 с.
