Экспериментальное исследование соединений деревянных конструкций на стальных пластинах с предварительно обработанной вклеенной частью
Исследования соединений деревянных конструкций на стальных вклеенных пластинах с целью повышения их несущей способности, которая зависит от способа обработки поверхности пластин. Особенности обработки поверхности пластин сквозных высверленных отверстий.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.04.2019 |
| Размер файла | 223,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оренбургский государственный университет, Оренбург
Экспериментальное исследование соединений деревянных конструкций на стальных пластинах с предварительно обработанной вклеенной частью
Лисицкий И.И., Соболев М.М., Нахмеджанов А.М., Руднев И.В.
Несмотря на множество типов соединений деревянных конструкций, которые имеют свои положительные стороны, а также и свои недостатки, вопросы их совершенствования актуальны и в настоящее время [1].
Для достижения прогресса в вопросах разработки соединений элементов конструкций на основе древесины с высокой степенью эксплуатационной надежности необходимо применение новых типов соединительных деталей. По аналогии с вклеенными в массив древесины арматурными стальными стержнями, обеспечивающими жесткость узлов [1], заслуживает внимания введение в практику новых типов вклеенных элементов в виде стальных пластин. Такое решение позволяет проектировать узловые соединения различных типов плоских и пространственных конструкций, исключить сварочные работы, являющиеся неотъемлемой частью выполнения соединений на вклеенных стержнях.
Однако опытное проектирование показало необходимость в ещё большем увеличении несущей способности пластин, отнесенной к единице её поверхности. Это и предопределило необходимость проведения дальнейших исследований соединений деревянных конструкций на стальных вклеенных пластинах с целью повышения их несущей способности, которая зависит от способа обработки поверхности пластин.
Общий вид образца для проведения численных и экспериментальных исследований представлен на рисунке 1.
обработка деревянный стальной пластина
Рис. 1 - Общий вид образца на вклеенных стальных пластинах для проведения численных и экспериментальных исследований.
Полученные ранее [2-4] результаты численных и экспериментальных исследований позволили констатировать, что при помощи профрезерованных на вклеиваемых поверхностях пластины пазов (наиболее рациональными являются угол наклона паза в 45є±3є к продольной оси пластины и его глубина 0,25tпл при ширине паза 10мм и шаге пазов 25мм), с одной стороны, обеспечивается достаточная степень адгезии по слою «клей-металл», с другой стороны, эти пазы не обеспечивают восприятие нормальных к продольной оси образца напряжений, вызывающих отрыв контактных поверхностей.
Эти результаты позволили авторам выдвинуть гипотезу о целесообразности применения для обработки поверхности пластин сквозных высверленных отверстий, в которых клеевая композиция будет выполнять роль шпонки, воспринимающей нормальные отрывные напряжения, за счет чего можно добиться повышения несущей способности соединения в целом.
Для подтверждения выдвинутой гипотезы проведены экспериментальные исследования образцов соединений с применением стальных вклеенных пластин с различными способами обработки поверхности. Для объективности полученных результатов были испытаны образцы четырех типов: с гладкими пластинами (серия 1); с пластинами с прямыми (серия 2) и наклонными под углом 45о пазами (серия 3), пластины с четырьмя отверстиями диаметром 20 мм (серия 4). При помощи индикаторов часового типа с ценой деления 0,001 мм контролировали и величину смещения вклеенной части платины относительно торца деревянного элемента.
а) гладкая пластина (серия 1); б) пластина с прямыми пазами (серия 2); в) пластина с наклонными пазами (серия 3); г) пластина с отверстиями (серия 4)
Рис. 3 - Варианты обработки вклеиваемой части пластин
Материал бруса - сосна второго сорта влажностью в 12%. Клей для фиксации пластин в брусе - эпоксидная двухкомпонентная смола марки ЭДП (ТУ 2385-024-75678843-2010), без наполнителя.
Экспериментальные исследования проведены на испытательной машине ИР 5082-100 (с максимальным усилием 100 кН). Контролируемые параметры испытательной машины: нагрузка, перемещение, скорость перемещения траверсы. Образец закреплялся в клиновых захватах машины за выступающие участки вклеенных пластин. Растягивающая нагрузка на образец прикладывалась без остановки до разрушения со скоростью 0,5 мм/мин.
Рис. 4 - Экспериментальный образец (а) и общий вид испытательной установки (б)
Общий вид образца установленного в испытательную машину представлен на рисунке 4.
Анализ полученных результатов позволил выявить существенный эффект влияния способа обработки поверхностей стальных пластин на не-сущую способность соединений с их применением.
Рис. 5 - Зависимость несущей способности соединений от способа обработки пластин
Выводы
1. Проведенные численные и экспериментальные исследования подтвердили техническую целесообразность применения в соединениях деревянных конструкций стальных вклеенных пластин.
2. Установлена существенная зависимость несущей способности и характер разрушения рассматриваемого класса соединений от способа обработки поверхности пластин.
3. Выявлено, что устройство во вклеиваемой части пластин сквозных отверстий позволяет повысить несущую способность соединения в сравнении с ранее предложенными способами обработки поверхности пластин, в том числе за счет работы клеевой композиции в отверстиях аналогично шпонкам, воспринимающими нормальные отрывные напряжения.
Список литературы
1. Турковский, С.Б. Клееные деревянные конструкции с узлами на вклеенных стержнях в современном строительстве (система ЦНИИСК)/ С.Б. Турковский, А.А. Погорельцев, И.П. Преображенская // - М.: РИФ «Стройматериалы», 2013. - 308 с.
2. Лисицкий, И.И. Проблемы увеличения несущей способности клеевого соединения стальных пластин с древесиной / И.И. Лисицкий, И.В. Руднев // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры. Материалы Всероссийской научно-методической конференции; Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург. - 2018. - С. 283 - 286.
3. I V Rudnev, Verification and validation of finite-elemental calculation of wooden structures connections on gluedflat steel rods/ V I Zhadanov, M M Sobolev, D A Ukrainchenko/ IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 012087 - VII International Symposium Actual Problems of Computational Simulation in Civil Engineering 1-8 July 2018, Novosibirsk, Russian Federation - http://iopscience.iop.org/issue/1757-899X/456/1.
4. Лисицкий И.И. Деревянные фермы с узловыми соединениями на стальных вклеенных пластинах / И.И. Лисицкий, И.И. Яричевский, В.И. Жаданов, И.В. Руднев // Промышленное и гражданское строительство. - 2018. - №11. - С. 8 - 13.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основы закономерности длительной прочности древесины и пластмасс. Сравнение методик расчета болтовых соединений металлических конструкций и нагельных соединений деревянных конструкций. Применение металлических зубчатых пластин в зарубежном строительстве.
лекция [1,4 M], добавлен 24.11.2013Частичный или полный ремонт деревянных конструкций. Методика обследования деревянных частей зданий и сооружений. Фиксация повреждений деревянных частей зданий и сооружений. Защита деревянных конструкций от возгорания. Использование крепежных изделий.
презентация [1,4 M], добавлен 14.03.2016Этапы производства большепролетных клееных деревянных конструкций. Подготовка и сушка древесины в автоматических сушильных камерах. Дефекты клееных деревянных конструкций. Сортировка, калибровка, выторцовка дефектов. Соединение на вклеенных стержнях.
презентация [5,6 M], добавлен 08.04.2015Геометрический расчет конструктивной схемы каркаса. Вычисление нагрузок. Определение параметров клеефанерной плиты и несущей конструкции покрытия, стоек поперечной рамы. Защита деревянных конструкций от загнивания, при транспортировке, складировании.
курсовая работа [651,1 K], добавлен 10.06.2014Изучение основных методов и норм расчета сварных соединений. Выполнение расчета различных видов сварных соединений; конструирование узлов строительных металлических конструкций. Определение несущей способности, а также изгибающего момента стыкового шва.
курсовая работа [455,1 K], добавлен 02.12.2014Материалы для металлических конструкций. Преимущества и недостатки, область применения стальных конструкций (каркасы промышленных, многоэтажных и высотных гражданских зданий, мосты, эстакады, башни). Структура стоимости стальных конструкций. Сортамент.
презентация [335,6 K], добавлен 23.01.2017Причины возникновения смятия древесины, ее расчет на скалывание. Основные виды соединений деревянных конструкций и предъявляемые к ним требования. Фиксация элементов при контактных соединениях и лобовых врубках. Применение шпонок для механической связи.
презентация [862,1 K], добавлен 24.11.2013Теплотехнический расчет ограждающих деревянных конструкций. Расчет утепленной клеефанерной панели покрытия. Расчет гнутоклееной деревянной трехшарнирной рамы. Расчет стеновой панели. Мероприятия и способы продления срока службы деревянных конструкций.
курсовая работа [250,5 K], добавлен 23.05.2008Определение действующих нагрузок на ограждающую панель, клеедеревянную балку и колонну. Расчет и конструирование клеефанерной ограждающей панели, расчетные и геометрические характеристики материалов. Обеспечение долговечности деревянных конструкций.
контрольная работа [131,7 K], добавлен 06.09.2010Роль легких строительных деревянных конструкций в строительстве. Выбор конструктивной схемы, расчёт щита с двойным перекрёстным настилом. Анализ нагрузок на спаренный неразрезной прогон. Расчёт клеефанерной панели покрытия, треугольной трехшарнирной арки.
курсовая работа [141,0 K], добавлен 09.12.2011Расчет холодного покрытия с кровлей из стали, дощатого настила и прогона. Конструирование основной несущей конструкции. Подбор сечений и определение нагрузок на элементы фермы. Расчет узловых соединений, стойки каркаса, закрепления стоек в фундаментах.
курсовая работа [203,3 K], добавлен 28.05.2015Уникальная совокупность свойств древесины, инструменты и приспособления для работы с ней. Склеивание как способ получения жестких монолитных соединений древесины. Защитная обработка готовых элементов и конструкций. Требования, предъявляемые к продукции.
реферат [255,3 K], добавлен 16.02.2011Новые методы монтажа и организации производства, новые виды техники, применяющиеся в современном строительстве. Процесс изготовления конструкций. Резка прокатной стали, образование отверстий, сварочные операции, грунтовка и окраска стальных конструкций.
отчет по практике [23,1 K], добавлен 11.09.2014Общая характеристика и свойства исследуемых конструкций. Дерево как строительный материал, виды и формы его обработки, а также требования к конечной продукции. Защита деревянных конструкций от гниения. Общие сведения о пластмассах, их основные виды.
контрольная работа [675,6 K], добавлен 28.03.2018Начальные этапы развития стальных каркасных конструкций в многоэтажном строительстве. Чикагская архитектурная школа. Начало каркасного строительства в Европе. Архитектура небоскребов в США. Международная архитектура стальных конструкций. Навесные стены.
реферат [96,0 K], добавлен 22.05.2008Церковь Преображения Господня как высшее достижение храмого строительства. История развития Русского деревянного зодчества. Строительство деревянных сооружений на Руси в 15 в. Технические средства для обработки древесины. Виды русских деревянных построек.
реферат [37,0 K], добавлен 10.06.2010Конструктивное решение здания и обеспечение пространственной устойчивости. Конструирование, расчет клеефанерной плиты покрытия, оснований несущей конструкции. Мероприятия по повышению огнестойкости деревянных конструкций, защите от биопоражения.
курсовая работа [810,0 K], добавлен 02.03.2012Этапы проектирования стальных конструкций балочной клетки, выбор схемы и расчет балок. Проверка местной устойчивости сжатого пояса и стенки. Конструирование опорной части и укрупнительного стыка балки. Подбор сечения сплошной колонны балочной площадки.
курсовая работа [560,9 K], добавлен 21.06.2009Основные элементы каркаса промышленного здания. Расчет настилов и прогонов на прочность. Определение нагрузок на стойку и ферму, параметры ее узловых соединений. Проведение мероприятий по защите деревянных конструкций от гниения, возгорания и увлажнения.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 09.04.2012Знакомство с основными признаками, характеризующими техническое состояние деревянных частей зданий и сооружений: нарушение геометрической неизменяемости, температурно-влажностные условия эксплуатации. Анализ принципов реконструкции жилых зданий.
реферат [632,0 K], добавлен 28.03.2014
