Особливості розрахунку міцності вклеєних стержнів у ЛВЛ брусі з однонаправленим шпоном

  • Andrii Bidakov Харківський національний університет міського господарства ім О.М.Бекетова https://orcid.org/0000-0001-6394-2247
  • Evhenyi Raspopov Харківський національний університет міського господарства ім О.М.Бекетова https://orcid.org/0000-0002-5084-5533
  • Oksana Pustovoitova Харківський національний університет міського господарства ім О.М.Бекетова https://orcid.org/0000-0003-4078-4834
Ключові слова: вклеєні стержні, напівжорстке з’єднання, шпоновий брус ЛВЛ (Ultralam – R), відстань між стержнями, модель руйнування, двостороння фіксація вузла

Анотація

При проектуванні вузлових з’єднань ЛВЛ брусу на вклеєних стержнях з металевими вставками є напівжорсткими та потребують врахування податливості. У статті виконано порівняльний аналіз результатів випробувань балок з металевим вузлом на вклеєних стержнях та цільних балок. Розроблена методика розрахунку міцності вклеєних стержнів на висмикування з урахуванням характеру руйнування зразків, яка дозволяє знизити відстані між осями стержнів та від осі стержня до граней у поперечному перерізі балки та збільшити міцність з’єднання. Овалізація деревини навколо вклеєного стержня при руйнуванні з’єднання обумовлена різницею міцності ЛВЛ брусу при сколюванні вздовж волокон по пласті та по грані, що насамперед є результатом шпонової структури цього брусу та враховується при розрахунках руйнівного зусилля згідно до запропонованої методики. Проведений аналіз рекомендованих відстаней між вклеєними стержнями, які регламентовані стандартами різних країн, дозволив сформулювати рекомендації щодо конструктивних вимог при проектуванні з’єднань на вклеєних стержнях у ЛВЛ брусі. Результати розрахунків балок з металевою вставкою, отриманих у аналітичному програмному комплексі ANSYS, показали незначну розбіжність відносно результатів, отриманих при експериментальних натурних випробуваннях балок, яка складала біля 13%. Руйнування усіх балок відбувалось через висмикування вклеєних стержнів у нижній розтягнутій зоні балок. Для збільшення несучої здатності з’єднання, зменшення розтріскування деревини та забезпечення в’язкого руйнування рекомендується встановлення гвинтів у напрямі поперечному до напряму вклеєних стержнів. Також для зменшення деформативності напівжорстких з’єднань з металевою вставкою можливо встановлювати гайки з двох сторін для включення стержнів у роботу на продавлювання у стиснутій зоні. Досліджений вузол с металевою вставкою на вклеєних стержнях може використовуватись при створенні сітчастих оболонок складної просторової геометричної форми.

Посилання

[1]. СП 64.13330.2017 (2017). Свод правил. Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80. Москва: Минрегион РФ.
[2]. Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Nr. Z-9.1-791 vom 17. (Januar 2012). Verbindungen mit faserparallel in Brettschichtholz eingeklebten Stahlstäben. Deutsches Institut für Bautechnik. Berlin.
[3]. Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Nr. Z-9.1-778 vom 31. (Oktober 2012). 2K-EPKlebstoff GSA-Harz und GSA-Härter für das Einklebten von Stahlstäben in Holzbau-stoffe. Deutsches Institut für Bautechnik. Berlin.
[4]. DIN EN 1995-1-1. (2013). Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-1mit NA: Allgemeines – Allgemeine Regeln für den Hochbau. DIN-Deutsches Institut für Normung e.V.
[5]. ÖN B 1995-1-1:2015. (2015). Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauten - Teil 1-1: Allgemeines - Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau. Austria.
[6]. Standard SIA 265:2012. (2012). Timber Structures. SIA Swiss Society of Engineers and Architects. Zurich, Switzer-land.
[7]. Фурсов, В.В., Бидаков, А.Н. & Распопов, Е.А. (2016). Прочность вклееных стержней на выдергивание при осевом нагружении установленных в LVL элементы с однонаправленным расположением шпона. Збірник на-укових праць Українського інституту сталевих конс-трукцій імені В.М. Шимановського, 18, 24-32.
[8]. Серов, Е.Н., Санников, Ю.Д. & Серов А.Е. (2011). Проектирование деревянных конструкций. Москва:
Изд-во АСВ.
[9]. Бидаков A.H. & Распопов Е.А. (2017). Прочностные и упругие характеристики шпонового бруса LVL при сжатии под различными углами к наклону волокон. Містобудування та територіальне планування: наук.-техн. збірник, 65, 91-99.
[10]. Пособие по проектированию деревянных кон-струкций. (1986). ЦНИИСК им. Кучеренко. Москва: Стройиздат.
[11]. NZW14085 SC. (2007). New Zealand Design Guide. Timber Industry Federation.
[12]. Steiger, R., Gehri, E. & Widmann, R. (2007). Pull-out strength of axially loaded steel rods bonded in glulam parallel to the grain. Materials and Structures, 40(1), 827-838. doi:10.1617/s11527-007-9251-z
[13]. Steiger, R., Serrano, E., Stepinac, M., Rajcic, V., O'Neill, C., McPolin, D., & Widmann, R. (2015). Strength-ening of timber structures with glued-in rods. Construction and Building Materials, 97, 90-105. doi:10.1016/j.conbuildmat.2015.03.097
Опубліковано
2018-10-12
Як цитувати
Bidakov Andrii Особливості розрахунку міцності вклеєних стержнів у лвл брусі з однонаправленим шпоном / Andrii Bidakov, Evhenyi Raspopov, Oksana Pustovoitova // ACADEMIC JOURNAL Series: Industrial Machine Building, Civil Engineering. – Полтава: ПНТУ, 2018. – Т. 2 (51). – С. 196-201. – doi:https://doi.org/10.26906/znp.2018.51.1315.