Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Материалы. Конструкции. Технологии
Трехслойная ребристая панель на податливых связях
Опубликована: 2017-12-27
  • Е. В. Попов Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)
  • П. М. Тропина Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)
  • Н. А. Шиловская Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)
  • А. В. Русланова Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)
  • Б. В. Лабудин Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)
  • В. И. Мелехов Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)

Аннотация

Ребристые плиты и панели с обшивками из плитных и листовых материалов на основе древесины можно использовать при строительстве гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений. Они являются универсальными ограждающими и несущими конструкциями, могут использоваться в качестве покрытий, перекрытий, стенового ограждения. Плиты покрытий выполняют одновременно функции прогонов, настила, подшивки, обеспечивают теплозащиту здания (при наличии в конструкции панели утеплителя) и являются горизонтальными дисками жесткости.


В статье приводится методика расчета ребристых трехслойных панелей, выполненных с обшивками из плитных материалов на основе древесины, а ребер − из конструкционных пиломатериалов. Особенностью этих панелей из составных элементов является применение упругодеформируемых связей типа винтов, гвоздей, скоб, а также комбинированных соединений с повышенной сдвигоустойчивостью на основе когтевой шайбы. Традиционные виды механических связей элементов деревянных конструкций не позволяют достичь эффективного вовлечения обшивок в работу всей конструкции. Исследования в области повышения сдвигоустойчивости механических соединений обшивок и ребер с использованием коннекторов отсутствуют. Для максимального включения обшивок в работу конструкции панелей традиционно применяется жесткое клеевое соединение.


В основу расчета трехслойных ребристых панелей положена теория расчета составных стержней и пластинок А. Р. Ржаницына, в которой распределение сдвигающих усилий на границах элементов описывается системой дифференциальных уравнений. В соответствии с условиями опирания выбраны начальные и граничные условия. Система дифференциальных уравнений решена аналитически методом Эйлера. В общем виде получены выражения для определения сдвигающих усилий в швах с учетом заранее заданных начальных и граничных условий для шарнирно-опертой панели, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой, в которой обшивки крепятся к ребрам на податливых связях. Приводится пример расчета на прочность деревокомпозитной плитно-ребристой панели с упругодеформируемыми соединениями обшивок и ребер на винтах.

Биографии авторов

Е. В. Попов, Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)

Кандидат технических наук, инженер-конструктор, ООО «Архпромсервис», г. Архангельск. Предмет научных изысканий – исследование, расчет и технология изготовления составных деревокомпозитных конструкций.

П. М. Тропина, Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)

Аспирант, инженер-геодезист, ООО «МКК-Строй», г. Санкт-Петербург. Занимается исследованием деревокомпозитных конструкций на упруго-деформируемых связях.

Н. А. Шиловская, Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)

Старший преподаватель кафедры математики, САФУ им. М.В. Ломоносова, г. Архангельск. Область научных интересов – математическое моделирование социально-экономических процессов.

А. В. Русланова, Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)

Аспирант, главный инженер, ООО «РемСтройПроект», г. Архангельск. Предмет научных интересов – исследование, расчет конструкций и технологий изготовления объемных модулей на основе деревокомпозитных материалов для условий Крайнего Севера и Арктики.

Б. В. Лабудин, Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)

Доктор технических наук, профессор кафедры инженерных конструкций, архитектуры и графики, САФУ им. М.В. Ломоносова, г. Архангельск. Область научных интересов – совершенствование конструктивных решений и методов расчета большепролетных пространственно-регулярных и циклически-симметричных систем из клееной древесины.

В. И. Мелехов, Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск)

Доктор технических наук, профессор кафедры технологии лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств, САФУ им. М.В. Ломоносова, г. Архангельск. Область научных интересов – энергоэффективность и ресурсосбережение при производстве деревоклеёных конструкций и деревянного домостроения.