ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЧИСЕЛЬНИХ РОЗРАХУНКІВ МІЦНОСТІ ВКЛЕЄНИХ СТРИЖНІВ У CLT ПАНЕЛЯХ

УДК:624.011

DOI:10.25140/2411-5363-2020-1(19)-321-328

Автор:

Бідаков Андрій Миколайович , Харківський національний університет міського господарства ім. О.М. Бекетова, м. Харків, Україна

Пустовойтова Оксана Михайлівна , Харківський національний університет міського господарства ім. О.М. Бекетова, м. Харків, Україна

Распопов Євген Анатолійович , Харківський національний університет міського господарства ім. О.М. Бекетова, м. Харків, Україна

Страшко Богдан Олександрович , Харківський національний університет міського господарства ім. О.М. Бекетова, м. Харків, Україна

Мова статті: українська

Анотація:

Актуальність теми дослідження. Позитивний досвід використання вклеєних сталевих стрижнів у дерев’яних конструкціях спостерігається протягом тривалого періоду в Східній Європі і вважається за необхідне застосування даного типу з’єднань в панелях з поперечної клеєної деревини (ПКД або CLT).

Постановка проблеми. Міцність вклеєних стрижнів на висмикування, які встановлені у поперечному перерізі ПКД або CLT панелі показали нові результати, які важко було передбачити з урахуванням значної практики використання вклеєних стрижнів у цільній та клеєній деревині. ПКД панель є складною багатошаровою системою дошок зі взаємно перпендикулярним їх розташуванням у суміжних шарах, то виникли нові граничні умови для стрижнів, коли вони можуть бути розташованими на межі повздовжньої та поперечної дощок.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Аналіз міцності вклеєних стрижнів на висмикування залежно від положення в поперечному перерізі аналогічно випробуванням, описаним в роботі проф. H. J. Blass при дослідженні міцності гвинтів на висмикування, де місце встановлення гвинтів варіювалося

Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Не вирішено питання впливу місця розташування стрижня в поперечному перерізі ПКД панелі на величину його несучої здатності.

Постановка завдання. Провести порівняльний аналіз експериментальних досліджень та чисельних розрахунків міцності вклеєних стрижнів у CLT панелях.

Виклад основного матеріалу. Для оцінки достовірності отриманих експериментальних даних виконані аналітичні дослідження в програмному комплексі Ansys для всіх можливих місць розташування стрижнів у поперечному перерізі ПКД панелі, що можуть впливати на величину міцності, з урахуванням пружної моделі анізотропії деревини. Виконані дослідження вказують на те, що небажано виконувати вклеювання стрижнів у крайні дошки, навіть при встановлені групи вклеєних стрижнів, що також потребує додаткових комплексних варіативних експериментальних досліджень для формулювання конструктивних вимог щодо компоновки вузлів на вклеєних стрижнях у ПКД панелях.

Висновки відповідно до статті. На основі експериментальних досліджень міцності вклеєних стрижнів у поперечному перерізі ПКД або CLT панелі встановлено зміну міцності залежно від діаметра металевого стрижня та його місця розташування у поперечному перерізі, якому характерно чергування взаємно поперечних шарів дошок

Ключові слова:

вклеєні сталеві стрижні; збірні панелі; міцність на висмикування; поперечна клеєна деревина; ПКД; CLT; з’єднання; скінчені елементи; розрахунок; Ansys

Список використаних джерел:

1. Azinović B. “Glued-in rods in CLT”. Short Term Scientific Mission (STSM) Report. COST Action FP1402: Basis of Structural Timber Design – from research to standards. 2018. 40 p.

2. Stepinac M., Bidakov A., Jockwer R., Rajcic V. Review and evaluation of design approaches for glued-in rods in East and West Europe. World Conference on Timber Engineering, August 20–23. Seoul, Republic of Korea. 2018.

3. Stepinac, M., Hunger, F., Tomasi, R., Serrano, E., Rajcic, V. & van de Kuilen, J. Comparison of design rules for glued-in rods and design rule proposal for implementation in European standards. Vancouver: International Council for Research and Innovation in Building and Construction. 2013.

4. Sandhaas C. Mechanical behavior of timber joints with slotted-in steel plates. Dissertation, University of Technology Delft, The Netherlands, 2012.

5. Feldt P., Thelin A. Gluer-in rods in timber structures. Finite element analyses of adhesive failure. Master’s thesis in structural engineering. Department of architectural and civil engineering, Charmels university of technology, Gothenburg, Sweden, 2018.

6. Serrano E. Adhesive joints in timber engineering – modelling and testing of fracture properties. Doctoral Thesis, Department of Mechanics and Materials, Structural Mechanics, Lund University, Sweden, 2000. 193 p.

7. Serrano E. Glued-in rods for timber structuresa 3D model and finite element parameter studies. Int J Adhes Adhes. 2001. 21(2). Р. 115–127.

8. M. Andersen, M. Høier, Glued-in Rods in Cross Laminated Timber, Master’s Thesis, Aarhus University, 2016.

9. B. Azinovic´, E. Serrano, M. Kramar, T. Pazlar, Experimental investigation of the axial strength of glued-in rods in cross laminated timber, Mater. Struct. 51 (2018). DOI: https://doi.org/ 10.1617/s11527-018-1268-y.

10. Azinovic´ B., Danielson H., Serrano E., Kramar M. Glued-in rods in cross laminated timber – Numerical simulations and parametric studies. Construction and building materials/ 2019. Vol. 212-Jul 10.

11. Bidakov A., Raspopov I., Strashko B. Withdrawal resistance of glued-in steel rods by pull-pull tests in CLT. Proceedings of the 1st Eastern Europe Conference on Timber Constructions. Kharkiv, 2018. P. 87–97.

12. Uibel, T., Blaß, H. J. Edge joints with dowel type fasteners in cross laminated timber. In Proceedings, CIB-W18 Meeting 2007, Bled, Slovenia, 2007. P. 40-7-2.

13. EN1382 (1999) Timber structures—test methods—withdrawal capacity of timber fasteners.

14. Serrano E. Glued-in rods for timber structures – An experimental study of softening behaviour. Materials and Structures, Vol. 34, May 2001. P. 228–234. 

Завантажити