Аналіз роботи на зсув з’єднань зі шпонками з деревени твердих порід у стиках стін з пкд панелей
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.17.2025.65-78Ключові слова:
стінові панелі, поперечно-клеєна деревина, шпонкові з'єднання, зсув з'єднань, жорсткість стиківАнотація
Розробка багатоповерхового дерев'яного будівництва вимагає контролю та мінімізації деформацій як елементів каркаса будівлі, так і їх з'єднань. Це особливо важливо для будівель з CLT-панелей або ПКД панелей, коли оптимізація каркаса будівлі та мінімізація витрат матеріалів зводиться до будівництва частин стінової панелі над віконними та дверними отворами у вигляді окремих деталей. Також поділ ПКД панелей на дрібні фрагменти або деталі каркасу часто проводиться для спрощення логістики чи зменшення залишків матеріалу при розкрої великої плити у виробництві. Така деталізація каркасу вимагає досягнення монолітного з'єднання відправних марок ПКД панелей, що вимагає великої кількості гвинтів, що є надзвичайно дорогим, особливо для країн Східної Європи. Деформативність з'єднань дерев'яних конструкцій мінімальна в клейових з'єднаннях та з'єднаннях на вклеєних стрижнях. Аналіз жорсткості та міцності з'єднань між ПКД панелями на пластинчастих конекторах чи шпонках з деревини твердих листвяних порід і результати випробувань, розглянуті в цій публікації, доводять ефективність та перспективність цього типу з'єднання. Це особливо сьогодні актуально при використанні сучасних методів різання деталей каркаса з високою розмірною точністю на автоматизованих лініях різання, яке відбувається у відповідності до завантаженої моделі каркасу будівлі. Також шпонкові з'єднання можуть використовуватись у стиках колон чи балок з ПКД панелями для забезпечення сумісної роботи те економії великої кількості нагельних з'єднувальних елементів. Проведені експериментальні дослідження виконувались з урахуваннях аналогічних досліджень в інших постановках європейських дослідників і порівнювались з отримані результати (Україна).
У публікації представлені результати випробувань, проведених з дубовими шпонко-вими у стиках CLT-панелей, та порівнюються з результатами аналогічних досліджень з використанням алюмінієвих шпонкових з'єднань та з'єднань з великою кількістю гвинтів у з'єднаннях з накладками. Аналіз деформаційної поведінки з'єднань у каркасах багатоповерхових будівель з CLT-панелей вимагає особливої уваги та пошуку нових рішень для з'єднань та їх компонентів. Наразі шпонкові з'єднання різних виробників пропонуються з різними геометричними варіаціями, що спрощують їх монтаж під час складання каркаса будівлі, а іноді навіть дозволяють затягувати з'єднувані компоненти за допомогою клиноподібних поверхонь.
Посилання
Rigo P., Polastri A., Casagrande, D. Calle-gari E., Ramazzini, A. and Sestigiani L., (2023) “Experimental characterization of stiff aluminum connectors for multi-panel CLT shear-walls,” WCTE 2023, Oslo, pp. 2497–2503.
https://doi.org/10.52202/069179-0328
Polastri A. and & Casagrande D., (2022) “Mechanical behaviour of multi-panel cross laminated timber shearwalls with stiff connectors,” Constr. Build. Mater. 332, 127275. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127275
Schmidt T., (2018) Kontaktverbindungen für aussteifende Scheiben aus Brettsperrholz, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Holzbau und Baukonstruktionen, Deutschland, 249 pp.
ISBN 978-3-7315-0803-8.
https://doi.org/10.5445/KSP/1000083480
Bidakov, A., Jockwer, R., Just, A., Tuhkanen, E., & Kochkarev, D. (2024). Structural behaviour of a clt connection with bondedin rods under shear loading. Building Constructions. Theory and Practice, (15), 156–173.
https://doi.org/10.32347/2522-4182.15.2024.156-173
SNiP II-25-80. (1982) Derevyani konstructcii TsNIISK im. Kucherenko, Stroyizdat, Moscow, 30 pp.
ETA-18/0254, (2020) European Technical Assessment, “X-fix C. Point connector – Dovetail made of plywood for cross laminated timber,” SCHILCHER Trading & Engineering GmbH, Rangersdorf, Austria.
ETA-21/0914, (2021) REZULT CLT. Cross-laminated timber element, Ukrainian Sawmill Holding Company Ltd, Kyiv, Ukraine.
ETA-19/0167, (2019) European Technical Assessment, “Three-dimensional nailing plate (Edge connections for CLT, LVL and Glulam members),” Rotho Blaas Slot connectors, European Organisation for Technical Approvals, Nordhavn, Denmark.
EN 26891. Timber Structures – Joints Made with Mechanical Fasteners. General Principles for the Determination of Strength and Deformation Characteristics, CEN, Brussels.
Schmidt T., (2018) Kontaktverbindungen für aussteifende Scheiben aus Brettsperrholz, KIT Scientific Publishing, Karlsruhe.
https://doi.org/10.5445/KSP/1000083480
Schmidt T. & Blass H. J., (2016) “Contact joints in engineered wood products,” in Proc. World Conf. on Timber Engineering (WCTE 2016), Vienna, Austria, Aug. 22–25.
https://publikationen.bibliothek.kit.edu/1000059086
Schmidt T. & Blass H. J., (2018) “Recent development in CLT connections. Part I: In-plane shear connection for CLT bracing elements under static loads,” Wood Fiber Sci. 50, 48–57.
https://doi.org/10.1002/bate.201400076
Schmidt T. & Blass H. J., (2018) “Recent development in CLT connections. Part II: In-plane shear connections for CLT bracing elements under cyclic loads,” Wood Fiber Sci. 50, 58–67.
https://doi.org/10.22382/wfs-2018-040
Casagrande D., Doudak G., Mauro L., & Polastri A., (2018) “Analytical approach to establishing the elastic behavior of multi-panel CLT shear walls subjected to lateral loads,” J. Struct. Eng. 144 (2), 04017193.
https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001948
Tamagnone G. & Fragiacomo M., (2018) “On the rocking behavior of CLT wall assemblies,” in Proc. World Conf. on Timber Engineering (WCTE 2018), Seoul
https://arts.units.it/handle/11368/2928709?mode=simple
.Teweldebrhan B. T & Tesfamariam S., (2022). “Performance-based design of tall coupled cross-laminated timber wall building,” Earthq. Eng. Struct. Dyn. 51 (7), 1677–1696. https://doi.org/10.1002/eqe.3633
Chen Z. and M. Popovski, (2020) “Mechanics-based analytical models for balloon-type cross-laminated timber (CLT) shear walls under lateral loads,” Eng. Struct. 208, 109916.
https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109916
Li Z., Wang X., & He M., (2020) “Experimental and analytical investigations into lateral performance of cross-laminated timber (CLT) shear walls with different construction methods,” J. Earthq. Eng., 1–23.
https://doi.org/10.1080/13632469.2020.1815609
Shahnewaz M., Dickof C., & Tannert T., (2021) “Seismic behavior of balloon frame CLT shear walls with different ledgers,” J. Struct. Eng. 147 (9), 04021137.
https://doi.org/10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0003106
You T, Teweldebrhan B. T., Wang W., & S. Tesfamariam, (2023) “Seismic loss and resilience assessment of tall-coupled cross-laminated timber wall building,” Earthq. Spectra 39 (2), 727–747.
https://doi.org/10.1177/87552930231152512
Asgari H., Tannert T., Ebadi M. M., Loss C., & Popovski, M. (2021) “Hyperelastic hold-down solution for CLT shear walls,” Constr. Build. Mater. 289, 123173.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123173
Pozza L., Saetta, A. Savoia M., & Talledo D., (2018) “Angle bracket connections for CLT structures: Experimental characterisation and numerical modelling,” Constr. Build. Mater. 191, 95–113.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.09.112
Rinaldi V., Casagrande D., & Fragiacomo M., (2022) “Verification of the behaviour factors proposed in the second generation of Eurocode 8 for cross-laminated timber buildings,” Earthq. Eng. Struct. Dyn.. https://doi.org/10.1002
Rinaldi, V Casagrande, D. Cimini C., Follesa M., & Fragiacomo M., (2021) “An upgrade of existing practice-oriented FE design models for the seismic analysis of CLT buildings,” Soil Dyn. Earthq. Eng. 149, 106802.
https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2021.106802
EN 12512:2001 (2002). Timber Structures – Test Methods – Cyclic Testing of Joints Made with Mechanical Fasteners, CEN, Brussels, Belgium.
Mpidi Bita H., Tannert T. (2018) Numerical optimisation of novel connection for cross-laminated timber buildings, Eng. Struct. 175 273– 283.
