Інженерна методика розрахунку елементів з клеєної деревини, армованих композитними стрічками
Заголовок (англійською):
Engineering method of calculating laminated timber elements reinforced with composite tapes
Автор(и):
Михайловський Д.В.
Комар О.А.
Комар М.А.
Автор(и) (англ):
Mykhailovskyi D.V.
Komar O.A.
Komar M.A.
Ключові слова (укр):
армування, аналітична методика розрахунку, клеєна деревина, метод скінченних елементів, конструкції з клеєної деревини, приведені геометричні характеристики перерізу, приведений модуль пружності
Ключові слова (англ):
reinforcement, analytical method of calculation, laminated, finite element method, laminated timber structures, efficient geometric cross-section characteristics, efficient elasticity modulus
Анотація (укр):
Актуальність. В сучасному світі будівництво потребує екологічно чистих матеріалів, що наносять мінімальної шкоди навколишньому середовищу. Водночас вони повинні мати велику міцність та бути стійкими до різного типу зовнішніх впливів. Таким матеріалом, по праву, можна вважати конструкції з деревини, які виготовляються з відновлювальних природніх матеріалів і мають порівняно високу міцність. Попри те, що сама деревина має певні негативні властивості, а саме – схильність до усушки та розбухання, гниття, анізотропію властивостей, що потребує особливої уваги на будівництві, в конструкціях з клеєної деревини (ККД) данні недоліки вже більш керовані. Балки є однією з основних конструкцій з клеєної деревини. Армування балок з клеєної деревини дозволяє значно підвищити їхню жорсткість і міцність. Мета роботи. У статті запропоновано методику розрахунку елементів прямокутного перерізу з клеєної деревини армованих композитними стрічками. Наведено уточнені формули для визначення приведених геометричних і механічних характеристик. Порівняно запропоновану методику з іншою аналітичною методикою розрахунку та з чисельною методикою моделювання в програмному комплексі ЛІРА-САПР методом скінченних елементів. Результати. Підтверджено, що запропонована методика аналітичного розрахунку балок з клеєної деревини, підсилених композитними стрічками, є доцільною для застосування при розрахунку як окремих елементів, так і складних систем з них. За даною методикою можливе врахування товщини та механічних характеристик деревини дошок, з яких складений поперечний переріз елементу та армування, що значно збільшує діапазон використання перерізів з клеєної деревини, армованих композитними стрічками, навіть за умови комбінації дошок різних класів міцності у перерізі.
Анотація (англ):
Annotation. In today's world, construction requires environmentally friendly materials that cause minimal damage to the environment. At the same time, they must have great strength and be resistant to various types of external influences. Timber structures, which are made of renewable natural materials and have a relatively high strength, can rightfully be considered as such material. Despite the fact that timber itself has certain negative properties, namely the tendency to shrink and swell, rot, anisotropy of properties, which requires special attention in construction, in laminated timber structures (LTS) these disadvantages are already more manageable. Beams are one of the main laminated timber structures. Laminated timber beams reinforcement allows to significantly increasing their stiffness and strength.
The article proposes a methodology for calculating laminated timber elements of rectangular section reinforced with composite tapes. Refined formulas for determining the efficient geometric and mechanical characteristics are provided. The proposed method was compared with another analytical method of calculation and with the numerical method of modeling in the LIRA-CAD software complex using the finite element method. It was proved that this method of reinforcing laminated timber structures is promising and relevant.
Публікатор:
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр):
Опір матеріалів і теорія споруд, 2022, номер 109
Назва журналу, номер, рік випуску (англ):
Strength of Materials and Theory of Structures, 2022, number 109
Мова статті:
English
Формат документа:
application/pdf
Дата публікації:
25 Декабрь 2022
Номер збірника:
Університет автора:
Kyiv National University of Construction and Architecture 31, Povitroflotskyave., Kyiv, Ukraine, 03680
References:
1. Mykhailovskyi D.V., KomarM.A. Inzhenerna metodyka rozrakhunku elementiv z kleienoi derevyny, armovanoi kompozytnoiu armaturoiu (Engineering method of calculating elements from glued wood reinforced with composite reinforcement) / Mykhailovskyi D.V., Komar M.A. // Budivelni konstruktsii, teoriia i praktyka №7 KNUBA, 2020. DOI: 10.32347/2522-4182.6.2020.93-100 - S. 93 - 100. – 128 s.2. DBN V.2.6-161:2017 «Dereviani konstruktsii. Osnovni polozhennia» («Wooden structures. Substantive provisions») / kerivnyk rozrobky: Fursov V.V., vidpovidalnyi vykonavets: Mykhailovskyi D.V., Naichuk A.Ia. ta inshi // - Kyiv, «Ukrarkhbudinform» 2017. – 125 s.3. Shchuko V.Iu., Roshchyna S.Y., Repyn V.A. Dereviannye konstruktsyy s ratsyonalnym armyrovanyem (Wooden structures with rational reinforcement) // Dereviannye konstruktsyy v sovremennom stroytelstve: Materyaly mezhdu-narodnoi nauchno-tekhnycheskoi konferentsyy. – M., TsNYYSK, 2000. – S. 4 – 5.4. SNyP N -25-80. Dereviannye konstruktsyy (Wooden structures with rational reinforcement). — M F H U P Ts P P , 2005 — 30 s5. Homon S., Polishchuk M. Vlashtuvannia kombinovanoho armuvannia balok z kleienoi derevyny (Arrangement of combined reinforcement of beams made of glued wood). // Visnyk Lvivskoho Natsionalnoho Ahrarnoho Universytetu Arkhitektura i silskohospodarske budivnytstvo № 20 - 2019 r. st. 44-49.6. Bashynskyi O.I., Bodnarchuk T.B., Peleshko M.Z. Nesucha zdatnist ta vohnestiikist derevianykh balok armovanykh zovnishnoiu strichkovoiu armaturoiu (Bearing capacity and fire resistance of wooden beams reinforced with external strip reinforcement) // Visnyk Lvivskoho derzhavnoho universytetu bezpeky zhyttiediialnosti. – 2014. – № 9. – S. 184-189.EN1995-1-1:2008: Eurocode 5: Design of timber structures – Part 1-1: General – Common rules and rules for buildings, European Committee for Standardization CEN, Bruxelles, Belgium, 2008. 121 p.