Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии
Разработка модели материала древесины для конечно-элементного анализа строительных конструкций (Часть 2)
Опубликована: 2019-12-20
  • В. Г. Котлов Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • Б. Э. Шарынин Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

Аннотация

Данная статья является продолжением работы по созданию модели материала, учитывающей как ортотропные свойства древесины, так и их взаимосвязь с параметрами окружающей среды. В первой части статьи [7] было рассмотрено влияние температуры окружающей среды на несущую способность соединения двух деревянных элементов с использованием металлических зубчатых пластин (МЗП). Было установлено, что при расчёте несущей способности с использованием данных свода правил 64.13330.2017 Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80 (с Изменением № 1) теоретическая несущая способность соединения при температурах от 0 до +35 °С остаётся постоянной, а при температурах от +35 до +50 °С происходит её снижение. Таким образом, после оценки влияния температуры на теоретическую несущую способность соединения необходимо оценить влияние влажности.
В данной работе рассматривается влияние влажности окружающей среды на теоретическую несущую способность соединения двух деревянных элементов с использованием металлических зубчатых МЗП при постоянной температуре. Для оценки влияния произведено моделирование древесины в CAE ANSYS в качестве ортотропного материала. Значения таких физико-механических характеристик, как плотность, модуль упругости при растяжении вдоль волокон, модуль упругости при растяжении поперек волокон, модуль сдвига и коэффициент Пуассона вдоль волокон, коэффициент Пуассона поперек волокон, а также предел прочности древесины при растяжении и сжатии вдоль и поперек волокон определены на основании данных Свода правил 64.13330.2017 Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80 (с Изменением № 1). Используя метод конечных элементов и программный комплекс АНСИС, авторы определили несущую способность соединения двух деревянных элементов, соединенных при помощи металлических зубчатых пластин. Конфигурация соединения подбиралась исходя из возможности проведения впоследствии натурного эксперимента. Несущая способность определена с учетом влияния влажности при постоянной температуре окружающей среды для второй группы предельных состояний, так как в подобных соединениях величина податливости нормирована и не должна превышать 1,5 мм.
Результаты расчета продемонстрировали снижение несущей способности соединения с ростом влажности древесины.

Биографии авторов

В. Г. Котлов, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

советник РААСН, кандидат технических наук, доцент, директор Института строительства и архитектуры Поволжского государственного технологического университета, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов – соединения элементов деревянных конструкций, тепломассоперенос в соединениях деревянных конструкций. Количество опубликованных работ: около 130. E-mail: KotlovVG@volgatech.net

Б. Э. Шарынин, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

аспирант кафедры строительных конструкций и водоснабжения, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола, генеральный директор ООО «Жигулевская долина», г. Тольятти. Область научных интересов – деревянные конструкции в строительстве. E-mail: bogdan.sharynin@gmail.com

Литература

1. Сморчков А.А., Кереб С.А., Дубраков С.В. Влияние длительной эксплуатации на несущую способность деревянных элементов // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 6(48), Ч. 2.
2. СП 64.13330.2017 Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80 (с Изменением № 1).
3. Глухих В.Н. Упругая деформативность древесины поперек волокон // ИВУЗ. Лесной журнал. 2007. № 5.
4. Вопросы прочности, долговечности и деформативности древесины и конструкционных пластмасс: сб. статей / под ред. Ю. В. Слицкоухова. Москва: МИСИ, 1981. 147 с.
5. Волынский В. Н., Взаимосвязь и изменчивость физико-механических свойств древесины: монография. 2-е изд., испр. Санкт-Петербург: Лань, 2012. 224 с.
6. ГОСТ Р 57161-2016/EN 26891:1991. Соединения механические деревянных конструкций. Основные принципы определения прочностных и деформационных характеристик.
7. Котлов В. Г., Шарынин Б. Э. Разработка модели материала древесины как ортотропного материал для конечно-элементного анализа строительных конструкций (Часть 1) // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Материалы. Конструкции. Технологии. 2018. № 2(6). С. 58-63.