Рамні каркаси з композитних металодерев’яних двотаврів з гофрованою сталевою cтінкою
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.17.2025.92-101Ключові слова:
рамні конструкції, метало-дерев'яні балки, композитні балки, HTS-балкиАнотація
Рамні конструкції з композитних сталево-дерев'яних двотаврових балок з поперечно гофрованими сталевими стінками є інноваційним композитним рішенням у будівельній галузі, що поєднує міцність сталі та екологічність деревини. Ці конструкції мають значні переваги, зокрема високе співвідношення міцності до ваги, поліпшені теплові та акустичні властивості, підвищену сейсмостійкість та корозійну стійкість. З економічної точки зору, їх використання призводить до зниження загальних витрат на будівництво завдяки меншій власній вазі, високій технологічності та простоті монтажу.
Поєднання тонкої профільованої сталевої стінки та масивних дерев’яних поясів забезпечує оптимальне використання фізико-механічних властивостей обох матеріалів, підвищуючи несучу здатність і жорсткість елементів за одночасного зменшення їхньої маси у 2–3 рази порівняно з традиційними металевими або суцільними дерев’яними балками. Розкрито технологічні аспекти виготовлення елементів постійного та змінного перерізу, включаючи механічне пресування гофрованої стінки в деревину та клеєві з’єднання на основі двокомпонентних епоксидних сумішей. Можливість варіювати висоту перерізу рамних каркасів дає змогу оптимізувати витрати матеріалу залежно від епюри згинальних моментів, що збільшує ефективність конструкцій. Показано переваги таких конструкцій у теплоізоляції та запобіганні утворенню теплових містків, у підвищенні акустичного комфорту, довговічності та корозійній стійкості завдяки використанню оцинкованої сталі.
Для України впровадження рамних конструкцій із композитних метало-дерев'яних двотаврових балок має стратегічне значення. Вони сприятимуть підвищенню конкурентоспроможності вітчизняного виробництва, зменшенню залежності від імпортних матеріалів і технологій, а також підтримці розвитку науково-технічного потенціалу країни. Подальший розвиток і стандартизація цих конструкцій відкривають широкі перспективи для створення енергоефективних, надійних і економічно вигідних будівель, що має вирішальне значення в контексті реконструкції та модернізації інфраструктури
Посилання
Ivashko Y., Chang P., Dmytrenko A., Kozlowski T. & Mykhailovskyi D. (2021) Influence of structural schemes on the shaping of historical wooden buildings: On the examples of traditional chinese pavilions, pavilions of the chinoiserie style and Ukrainian wooden churches /Wiadomosci Konserwatorskie, 2021 (67), pp. 49-60. [in English]
http://doi.org/10.48234/WK67INFLUENCE.
Mykhailovskyi D. (2021) Мethod of calculation of panel buildings from cross-laminated timber Strength of Materials and Theory of Structures.opir Materialiv I Teoria Sporud. (107), 75—78. [in English]
https://doi.org/10.32347/2410-2547.2021.107.75-88
Tsapko Yu., Bondarenko O. (2020). Determination of the laws of thermal resistance of wood in application of fire-retardant fabric coatings. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Vol. 2. (10) (104), 13-18. [in English]
http://doi.org/10.15587/1729-061.2020.200467
Tsapko Yu. Bondarenko O. (2020). Modeling of thermal conductivity of reed products. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. Vol. 907. 012057. 9 р. [in English]
http://doi.org/10.1088/1757-99X/907/1/012057
Mykhailovskyi D., Komar M. (2021). Reinforcement of Composite Wooden Structures Materials, Condition and Prospects. Building constructions. Theory and Practice, (09), 72-80. [in Ukrainian].
https://doi.org/10.32347/2522-4182.9.2021.72-80
Bilyk S., Bashynska O., Bashynskyi O (2022). Determination of changes inthermal stress state of steel beams in LIRA-SAPR software Strength of Materials and Theory of Structures-opir Materialiv I Teoria Sporud. —(108), 189-202. [in English]
https://doi.org/10.32347/2410-2547.2022.108.189-202
Göswein V., Reichmann J., Habert G., Pittau F. (2021) Land availability in Europe for a radical shift toward bio-based construction. Sustainable Cities and Society – 2021 - №70(3):102929 [in English]
https://doi.org/10.1016/j.scs.2021.102929
Kremer, P. D., Symmons, M. A. (2015). Mass timber construction as an alternative to concrete and steel in the Australian building industry: A PESTEL evaluation of the potential. International Wood Products Journal – 2015 – №6(3), рр. 138–147. [in English]
https://doi.org/10.1179/2042645315Y.0000000010
Brischke, C; Thelandersson, S. (2014) Modelling the outdoor performance of wood products – A review on existing approaches. Construction and Building Materials, 2014, 66, 384-397. [in English]
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.05.087
Ioannidou, D., Pommier, R., Habert, G., & Sonnemann, G. (2019) Evaluating the risks in the construction wood product system through a criticality assessment framework. Resources, Conservation, and Recycling - 2019– №146, рр. 68–76. [in English]
https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2019.03.021
Skliarov I.O., Skliarova T.S. (2022). Synergy of properties of steel and wood in the constructions of metal-timber I-beams with corrugated web. Building constructions. Theory and Practice, (11), 94-103. [in Ukrainian]
https://doi.org/10.32347/2522-4182.11.2022.94-103
Skliarov, I., Mykhailovskyi, D., & Skliarova, T. (2023). A the use of metal-timber structures in the reconstruction of industrial buildings for the renewal of residential real estate. Building constructions. Theory and Practice,, (13), 76–88. [in English]
https://doi.org/10.32347/2522-4182.13.2023.76-88
Mykhailovskyi, D., Skliarov, I., & Skliarova, T. (2024). Features of determining the design length of shallow arches from glued laminated timber. Building constructions. Theory and Practice, (14), 161–169. [in Ukrainian]
https://doi.org/10.32347/2522-4182.14.2024.161-169
Sklyarov, I. (2016). Application of monosymmetrical I-beams in light metal frames with variable stiffness. Proceedings of Odessa Polytechnic University. 1(48) (Ber 2016), 30–34. [in English]
https://doi.org/10.15276/opu.1.48.2016.06
Kánnár A., Karácsonyi Zs., Andor K., Csóka L. (2019) Analysis of glued-laminated timber structure during five years of outdoor operation. Construction and Building Materials, (205), Pages 31-38 [in English]
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.234
Hansson M., Larsen H.J. (2005) Recent failures in glulam structures and their causes Engineering Failure Analysis (12), (5), 808-818 [in English]
https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2004.12.020
Lyu C.H., Gilbert B.P., Guan H., Underhill I.D., Gunalan S., Karampour H., Masaeli M. (2020) Experimental collapse response of post-and-beam mass timber frames under a quasi-static column removal scenario. Engineering Structures (213), 110562 [in English]
https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.110562
Munch-Andersen J., Dietsch Ph. (2011). Robustness of large-span timber roof structures — Two examples. Engineering Structures (33), (11), 3113-3117 [in English]
https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2011.03.015
Zhi Li, Tao Li, Can Wang , Xiaozhou He , Yan Xiao (2019) Experimental study of an unsymmetrical prefabricated hybrid steel-bamboo roof truss. Engineering Structures (201), 109781 [in English]
https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109781
Yurchenko V. (2019) Searching for shear force flows in arbitrary cross-sections of thin-walled bars:n umerical algorithm and software implementation. Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific and technical collected articles. – Kyiv: KNUBA,.(103), 82 – 111. [in English]
https://doi.org/10.32347/2410-2547.2019.103.82-111
Mykhailovskyi, D., Sklіarova, T. (2021). Calculation of large-span glulam structures as a soil base-foundation-above-ground structure system. ScienceRise, (4),. 17–23. [in English]
https://doi.org/10.21303/2313-8416.2021.002033
Ivanchenko H., Getun G., Skliarov, I. Solomin A., Getun S. (2025) Application of the low-rank adaptation method on the example of fine-tuning a latent diffusion model. Strength of materials and theory of structures: scientific and technical collection, (114), 299-310 [in English]
https://doi.org/10.32347/2410-2547.2025.114.299-310
Іvashko,Y., Mykhailovskyi,D., Tovbych,V., Kobylarczyk, J., Kuśnierz-Krupa, D., Dmy-trenko, A., & Sandu,A.V. (2023). Problems of plants revitalization in the East of Ukraine after the war. International Journal of Conservation Science, 14(2). (Apr-Jun 2023): 551-562. [in English]
https://doi.org/10.36868/IJCS.2023.02.12
Hetun, H., Ivanchenko, H., Skliarov, I., Solomin, A., & Hetun, S. (2025). Application of Neural Networks in Building Architecture and Optimization of Latent Diffusion Models for This Purpose. Current Problems of Architecture and Urban Planning, (71), 494–509. [in Ukrainian]
https://doi.org/10.32347/2077-3455.2025.71.494-509
Huber, J. A. J., Ekevad, M., Girhammar, U. A., & Berg, S. (2018). Structural robustness and timber buildings – a review. Wood Material Science & Engineering, 14(2), 107–128. [in English]
