ISSN: 2542-114X
Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия «Материалы. Конструкции. Технологии»
Способы модификации конструкций из древесины и их соединений
PDF
Опубликована: 2022-12-23
Выпуск
№ 2(22) (2022): Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия «Материалы. Конструкции. Технологии»
Раздел
ТЕХНОЛОГИИ
  • А. А. Стрекалкин Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (г. Владимир)
  • Д. А. Чибрикин Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (г. Владимир)
  • С. И. Рощина Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (г. Владимир)
DOI: https://doi.org/10.25686/2542-114X.2022.2.80

Аннотация

В статье рассмотрены различные способы модификации древесины, а также модифицирующие составы, описана методика проведения экспериментальных исследований по подбору наиболее подходящего модифицирующего состава для древесины. Рассмотрены современные тенденции в проектировании и изучении модифицированных конструкций из древесины. Указаны направления основных исследований, которые планируется проводить в ближайшее время. Повсеместное применение древесины обусловлено отсутствием коррозии, невосприимчивостью к агрессивным средам, достаточными прочностными характеристиками и возможностью разного рода модификаций и конструктивных улучшений. Кроме того, в отличие от железобетона и стали, древесина является экологичным и возобновляемым строительным материалом. Данные аспекты в современном мире становятся все более актуальными. В последние несколько десятилетий при разработке подобного рода соединений также применяются композитные материалы.
Клеевые соединения деревянных конструкций долгое время не были востребованы из-за своего несовершенства и ненадежности клеевых составов, но после появления новых специальных клеев, которые позволили надежно соединять различные элементы, данный вид сопряжения получил широкое применение.
При разработке конструкций из древесины немаловажной частью является расчет и проектирование узловых соединений и сопряжений элементов. В рамках проводимых на кафедре строительных конструкций Владимирского государственного университета исследований установлены зависимости прочности и деформативности композитных конструкций на основе древесины от вида модифицирующего состава. В рамках данного исследования рассматривались следующие смолы: Анакрол 901, Анакрол 90W2, Меломиновая смола, Эталак. Для улучшения физико-механических свойств данных полимеров вводятся углеродные нанотрубки (УНТ), массовую долю которых необходимо определить экспериментально.
Цель исследования – определить наилучший состав для модификации древесины с технологической точки зрения, а также учитывая прирост прочности и снижение деформативности полученного композита. Установлено, что значение прочности при скалывании по тангентальной плоскости образцов, модифицированных полимерной композицией на основе Анакрол 90w2+кУНТ, больше на 35–40 %, чем образцов без модификации. Образцы, модифицированные Меламиновой смолой+кУНТ, показали наименьший предел прочности на скалывание по тангентальной плоскости – 1,8 кН, что меньше на 20–25 % относительно образцов без модификации.

Биографии авторов

А. А. Стрекалкин, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (г. Владимир)

аспирант кафедры строительных конструкций Института архитектуры, строительства и энергетики, Владимирский государственный университет имени А. Г. и Н. Г. Столетовых, г. Владимир. Область научных интересов – клееные и армированные деревянные конструкции.

Д. А. Чибрикин, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (г. Владимир)

аспирант кафедры строительных конструкций Института архитектуры, строительства и энергетики, Владимирский государственный университет имени А. Г. и Н. Г. Столетовых, г. Владимир. Область научных интересов – модифицированные деревянные конструкции.

С. И. Рощина, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (г. Владимир)

доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой строительных конструкций Института архитектуры, строительства и энергетики, Владимирский государственный университет имени А. Г. и Н. Г. Столетовых, г. Владимир. Область научных интересов – расчет и проектирование строительных конструкций, армированные деревянные конструкции.

Литература

1. СП 64.13330.2017. Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80 // АО «НИЦ «Строительство» – ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, 2011. 87 с.
2. Особенности расчета деревоклееных ба-лок при усилении внешним армированием на основе металлических зубчатых пластин / Б. В. Лабудин, Е. В. Попов, В. В. Сопилов, Т. А. Никитина, А. В. Русланова, А. А. Фукалов, А. А. Кощеев // Вестник ПГТУ. Сер.: Материалы. Конструкции. Технологии. № 4 (16). 2020. С. 50–60.
3. Gribanov А., Glebova Т., Roschina S. Restoration of Destructive Wood in Supporting Zones of Wooden Beams // Lecture Notes in Civil Engineering. 2020. No. 70. Pp. 157–166.
4. Multi-Span composite timber beams with rational steel reinforcements / M. Lukin, E. Prusov, S. Roshchina, M. Karelina, N. Vatin // Buildings. 2021. No. 11 (2). Iss. 46. Pp. 1–12.
5. CFRP composites for strengthening wooden structures / A. S. Gribanov, A. A. Strekalkin, A. A. Kudryatseva, N. Zdralovic // IOP Conference. Series: Materials Science and Engineering. 2020. No. 896 (1). 012114 p.
6. Romanovich A., Kleshcunov Yu., Vlasov A. On potentiality and practicability of installing flooring suspended in geodesic domes by means of cable system // IOP Conference. Series: Materials Science and Engineering. 2019. No. 687 (3). 033025 p.
7. Strength of wood reinforced with a polymer composite for crumpling across the fibers / M. S. Lisyatnikov, T. O. Glebova, S. P. Ageev, A. M. Ivaniuk // IOP Conference. Series: Materials Science and Engineering. 2020. No. 896 (1). 012062 p.
8. Roshchina S., Lukin M., Lisyatnikov M. Compressed-Bent Reinforced Wooden Elements with Long-Term Load // Lecture Notes in Civil Engineering. 2020. No. 70. Pp. 81–91.
9. Wooden beams with local wood modification / A. S. Gribanov, S. I. Roshchina, A. Ya. Naichuk, V. I. Melekhov // IOP Conference. Series: Materials Science and Engineering. 2020. No. 896 (1). 012067 p.
10. The effect of eccentricity on the strength characteristics of glued rods made of steel cable reinforcement in solid wood / A. A. Koshcheev, S. I. Roshchina, A. Y. Naichuk, N. I. Vatin // IOP Confer-ence. Series: Materials Science and Engineering. 2020. No. 896 (1). 012059 p.
11. Precast monolithic coating of an industrial building based on variable-height beam-slabs / M. S. Lisyatnikov, I. I. Shishov, M. S. Sergeev, E. Hisham // IOP Conference. Series: Materials Science and Engineering. 2020. No. 896 (1). 012064 p.
12. Energy-efficient indicators of panel housing mass construction in the climatic conditions of central Russia / A. Modin, M. Lukin, A. Vlasov, E. Hisham // IOP Conference. Series: Materials Science and Engineering. 2020. No. 896 (1). 012063 p.
13. Шешукова Н. В. Несущая способность и деформативность нагельных соединений деревянных конструкций при циклическом нагружении: дис. … канд. техн. наук. СПб., 2001. 152 с.
14. Турковский С. Б., Погорельцев А. А., Преображенская И. П. Клееные деревянные конструкции с узлами на вклеенных стержнях в современном строительстве (система ЦНИИСК). М.: Стройматериалы, 2013. 308 с.
15. Турковский С. Б., Погорельцев А. А. Со-здание деревянных конструкций системы ЦНИИСК на основе наклонно вклеенных стерж-ней // Промышленное и гражданское строитель-ство. 2007. № 3. С. 6–8.
16. Tensile resistance of GFRP wrapped steel-dowelled half-lap timber connection / A. A. Chew, N. A. Seri, W. N. Syazni Wan Shaari, M. H. Yasin, R. Hassan // International Journal of Engineering and Technology (UAE). 2018. No. 7 (3). Pp. 101–104.
17. Saribiyik M., Akgül T. GFRP bar element to strengthen timber connection systems: Scientific Research and Essays. 2010. No. 5 (13). Pp. 1713–1719.
18. Водянников М. А., Кашеварова Г. Г. Сравнительный анализ работы соединений дере-вянных конструкций на стальных и углепластиковых нагелях // Вестник Волжского регионального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук. 2017. № 20.
19. Vodiannikov M. A., Kashevarova G. G. Composite Solutions For Glulam Joints // Key Engi-neering Materials. 2019. Vol. 801.
20. Murty B., Asiz A., Smith I. Wood and engi-neered wood product connections using small steel tube fasteners // 9th World Conference on Timber Engineering. Portland, USA, 2006. 256 p.
21. Pedersen M. U. Dowel Type Timber Connections. Strength modelling. Rapport BYG∙DTU R-039.ISBN 87-7877-097-1. Department of Civil Engineering. 2002. Pp. 31-32.
Читать полностью