Прочность и деформативность клееных армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки

Апробация работы. Основные положения и полученные результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах и научно-технических конференциях ВлГУ (г. Владимир) (1990-2009 гг.); кафедры конструкций из дерева и пластмасс СПбГАСУ (г. Санкт-Петербург) (1996-2009 гг.); ННГАСУ (г. Нижний Новгород) (1996…2008 гг.); на Научно-техническом Совете по ДК Российской Академии Архитектуры и Строительных Наук; научно-техническом совете лаборатории ДК ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко; на международном симпозиуме Московского государственного университета леса (1996 г.); на конференциях в МИКХИС (МГАКХИС) (Москва) (2006-2009 гг.); на международных конференциях МАИЭС (Москва) (2000…2008 гг.); на международных симпозиумах «Современные строительные конструкции из металла и древесины» ОГАСА (г. Одесса) (1995-2008 гг.); на международных и региональных конференциях в г. Самаре, г. Волгограде, г. Харькове, г. Йошкар-Оле, г. Москве, г. Пензе, г. Владимире, г. Архангельске, г. Белгороде, г. Ростове-на-Дону, г. Бресте и др.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 75 печатных работ, в том числе 7 статей в изданиях рекомендованных ВАК.

Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, библиографии и двух приложений. Список литературы содержит 210 наименований, в том числе 27 зарубежных. Работа изложена на 324 страницах, включая 130 рисунков, 18 таблиц.

Содержание работы

Во введении обсуждается актуальность темы, формулируется цель и задачи исследования, положения, выносимые на защиту, научная новизна работы, достоверность экспериментальных и теоретических (численных) исследований, практическая ценность и апробация работы, показаны структура и объем диссертации, количество публикаций по работе, изложено краткое её содержание.

В первой главе рассмотрено современное состояние развития армированных деревянных конструкций в зарубежной и отечественной практике строительства. Показана необходимость учета ползучести при длительных силовых воздействиях.

Правильная оценка опасности разрушения конструкций в условиях длительной эксплуатации требует объективного анализа надежности в зависимости от особенностей армированных деревянных конструкций.

Существующие сведения о длительной прочности и деформативности армированных деревянных конструкций носят отрывочный характер, что сдерживает разработку проектной документации и применение таких конструкций в строительстве.

Методы расчета конструкций с учетом ползучести получили развитие в трудах В.В. Панаджана, В.М. Бондаренко, Ф.П. Белянкина, В.Ф. Яценко, В.М. Коченова, В.И. Колчунова, В.И. Римшина, В.Г. Назаренко, Ю.Н. Хромца, В.С. Фёдорова, Г.Н. Маслова, Е.Н. Серова, Р.С. Санжаровского, И.И. Улицкого, Н.Х. Арутюняна, Ю.В. Слицкоухова, В.Г. Леннова, Н.Я. Панарина, В.Н. Быковского и других авторов.

При расчете деревянных конструкций весьма важным является учет фактора времени, определяющего продолжительность действия нагрузки. Труды И.И. Гольденблата, Ф.П. Белянкина, В.Ф. Яценко, В.М. Коченова, Ю.М. Иванова, В.Г. Леннова, Е.А. Серова, М.А. Кляймана, В.В. Стоянова, Б.В. Лабудина, Д.К. Арленинова, В.В. Фурсова, Р.Б. Орловича, А.Я. Найчука, В.З. Клименко, В.М. Хрулева, М.Д. Корчака, Е.Н. Квасникова В.А. Цепаева и других авторов выявили значительное влияние длительно действующей нагрузки на прочность и деформативность деревянных элементов.

Большой вклад в экспериментально-теоретические исследования деревянных конструкций проведенные в нашей стране внесли И. М. Линьков, В.Ю. Щуко, С. А. Щуко, В. А. Бондин, Ю. Б. Вылегжанин, В. Б. Касаткин, С. В. Колпаков, Л. С. Чеботарева, В. Д. Ли, Б.В. Лабудин, В. М. Соротокин, Б. В. Накашидзе, В. В. Стоянов, Е. А. Смирнов, Я. Ф. Хлебной, А.Я. Найчук, С.Б. Турковский, А.А. Погорельцев, В. С. Шейкман и за рубежом H. Granholm, A. Fischer, E. Levin, B. Bohannan и др., которые выявили высокие конструктивные свойства таких конструкций.

Наиболее полно исследования армированных деревянных конструкций отражены в работах В. Ю. Щуко, Е. А. Смирнова, В. Ф. Бондина, В. Б. Касаткина, И. М. Линькова, В. М. Соротокина, Л. С. Чеботаревой, в которых рассмотрены различные способы армирования клееных конструкций и их влияние на напряженно-деформированного состояние, прочность и надежность.

Однако большинство проведенных исследований посвящалось кратковременным силовым воздействиям на армированные деревянные конструкции, тогда как в процессе эксплуатации преобладают длительные.

Результаты исследований длительной прочности и деформативности армированных деревянных конструкций до настоящего времени не систематизированы и часто носят противоречивый характер, что не позволяет создать нормативную базу, необходимую для разработки метода расчета армированных деревянных конструкций, учитывающего специфику работы при длительных силовых воздействиях.

Отсюда следует, что для надежного и рационального проектирования армированных деревянных конструкций необходимо разработать метод расчета учитывающий влияние ползучести древесины под нагрузкой на перераспределение усилий в таких конструкциях и подтвердить результаты расчета экспериментом. При этом расчетный аппарат имел бы ясный физический смысл, согласованный с классическими расчетными положениями.

Во второй главе рассмотрены теоретические основы расчета при длительном действии нагрузки изгибаемых элементов армированных деревянных конструкций.

Расчет армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки является дополнением и развитием ранее разработанных методов расчета строительных конструкций с учетом ползучести.

Поскольку действительная работа несущих деревянных конструкций, к числу которых относятся и армированные деревянные конструкции, при эксплуатации связана с действием постоянных и длительно действующих нагрузок их влияние на прочность, деформативность и надежность конструкций необходимо учитывать при проектировании.

В настоящее время реологические свойства древесины, стальной арматуры и соединяющих их клеев в достаточной мере изучены. Характеристики ползучести стальной арматуры, клеевых композиций (эпоксидных) при нормальных температурах и малое время затухания деформаций для этих материалов позволяет заключить, что основной причиной изменения напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций во времени является ползучесть древесины.

Особенностью работы, таких конструкций во времени является повышенная деформативность, вызванная ползучестью и снижением модуля упругости древесины.

Длительная прочность и деформативность конструкций исследована достаточно полно в трудах Ю. М. Иванова, Ф. П. Белянкина, В. М. Бондаренко, В. Ф. Яценко, А. м. иванова, В. Н. Быковского, Е.Н. Серова, Н. Л. Леонтьева, К. П. Кашкарова, В.Ф. Иванова, В. Т. Леннова, Е. Н. Квасникова, В. П. Коцегубова, Д.К. Арленинова, В.В. Стоянова и других авторов.