Аннотация
На основе анализа работы соединений элементов конструкций из новых деревокомпозитных конструкционных материалов установлено, что одним из наиболее рациональных типов соединителей для узлов стержневых конструкций из древесины и деревокомпозитных материалов являются двухсторонние когтевые коннекторы. Применение таких соединителей увеличивает прочность, жесткость и сдвигоустойчивость узлов соединений деревянных конструкций.
Цель работы – исследование деформативности и прочности соединения деревянных стержневых конструкций при статическом нагружении в зависимости от типа связей. Рассмотрены два соединения: с помощью когтевого коннектора и гладкого нагеля; с помощью когтевого коннектора и клея. Задачей эксперимента является оценка деформативности и прочности соединений деревянных элементов в зависимости от применяемых типов связей. При этом изучена только работа соединений, когда вектор осевых усилий совпадает с направлением главной оси анизотропии древесины (вдоль волокон).
Выполнены лабораторные испытания на промежуточный сдвиг составных пакетов из конструкционных пиломатериалов согласно методике ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. Для повышения достоверности и эффективности экспериментальных исследований проведено планирование эксперимента. Принят многофакторный метод планирования. Входными параметрами экспериментального исследования являются два фактора: X1 – количество срезов; X2 – тип связей модели. Первым выходным параметром назначается величина разрушающей нагрузки Nt, вторым – величина деформативности δt.
Проведено сравнение экспериментальных данных с результатами компьютерного моделирования. Возможность моделирования рассматриваемых деревянных конструкций на механических связях по методу конечных элементов является корректной, так как расхождение между расчетным и численным значением находится в пределах 7 %. Рассмотренные варианты двухсрезного соединения когтевых коннекторов с использованием клея и нагеля показали, что при статическом нагружении силовое сопротивление коннектора с клеем увеличивается на 30 % (при δ = 1 мм). А деформативность соединения снижается в 2 раза (при N = 30 кН).
Литература
2. Дмитриев П.А. Экспериментальные исследования соединений элементов деревянных конструкций на металлических и пластмассовых нагелях и теория их расчета с учетом упруговязких и пластических деформаций: дис. … д-ра техн. наук. Новосибирск: НИСИ, 1975. 529 с.
3. Котлов В.Г. Пространственные конструкции из деревянных ферм с узловыми соединениями на МЗП: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.23.01. Казань, 1992. 16 с.
4. Коченов В.М. Несущая способность элементов и соединений деревянных конструкций. Москва: Стройиздат, 1953. 142 с.
5. Леннов, В. Г. Штампованные когтевые шайбы как новый тип связей элементов деревянных кон-струкций // Труды / Горьк. инженер.-строит. институт. Горький, 1949. Вып. 1. С. 169–181.
6. Миронов В.Г. Проектирование строительных конструкций с соединениями на металлических нагельных пластинах в странах СНГ // Проектирование и изготовление деревянных конструкций с со-единениями на металлических нагельных пластинах и нагельных группах: сб. докл. к Международной конф. 1–3 сент. 1992 г. Киров, 1992. С. 11–25.
7. Наумов А.К. Исследование соединений легких деревянных несущих конструкций на металличе-ских зубчатых пластинах: дис. ... канд. техн. наук. Москва: ЦНИИЭПсельстрой, 1975. 143 с.
8. Пискунов Ю.В. Соединения типа «нагельные группы» и пути их использования для изготовления конструкций комплектной поставки // Проектирование и изготовление деревянных конструкций с соеди-нениями на металлических нагельных пластинах и нагельных группах: сб. докл. к Международной конф. 1−3 сент. 1992 г. Киров, 1992. С. 26−34.
9. Смирнов П.Н. Торцевые нагельные соединения деревянных конструкций: дис. … канд. техн. наук. Москва, 2015. 219 с.
10. Турковский С.Б., Погорельцев А.А., Преображенская И.П. Клееные деревянные конструкции на вклеенных стержнях в современном строительстве (Система ЦНИИСК). Москва: Стройматериалы, 2012. 300 с.
11. Johansen K.W. Theory of timber connections / International Association of bridge and structural Engi-neering. Bern, 1949. P. 249-262.
12. Pirnbacher G. Beanspruchungs- und Optimierungspotentialeselbstbohren der Holzschrauben / Interna-tionales Holzbau-Forum. 2009. Band 1. S. 1-18.
13. Riberholt H. Glued Bolts in Glulam // Proposals for CIB Code, Proceedings, CIB Meeting 21. Parksville, British Columbia, Canada, 1988.
14. Malonowski C. Zur Geschichte der Verbindungstechnik – Verbinder aus Stahlblech // Bauen mit Holz. 1989. Bb. 11. S. 776-779; Bb. 12. S. 872-877.
15. Данилов Е.В. Развитие методов расчета соединений деревянных конструкций из однонаправлен-ного клееного бруса с когтевыми шайбами: дис. … канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2019. 186 с.
16. Лабудин Б.В., Морозов В.С., Орлов А.О. Компьютерный расчет напряженно-деформированного состояния узлового соединения // Вестник Поволжского государственного технологического универси-тета. Сер.: Материалы. Конструкции. Технологии. 2019. № 3(11). С. 35-41.
17. Рекомендации по испытанию соединений деревянных конструкций / ЦНИИСК им. Кучеренко. Москва, 1981. 42 с.
18. СтАДД−3.2−2011. Соединения деревянных элементов с использованием зубчатых пластин. Санкт-Петербург, 2012. 40 с.
