ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ ОДНОПРОЛЕТНЫХ БАЛОК, УСИЛЕННЫХ СТАЛЬНЫМИ ЛИСТАМИ

Гаврилов Вадим Борисович – Доцент ФГБОУ ВПО «Магнитогорский
государственный технический университет
им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск

Варламов Андрей Аркадьевич – Профессор ФГБОУ ВПО «Магнитогорский
государственный технический
университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск

Сивелькаева Ксения Александровна – Студент ФГБОУ ВПО «Магнитогорский
государственный технический
университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск

Шишлонов Евгений Александрович – Генеральный директор
ООО «ТехноГарант», г. Магнитогорск

Сафронов Олег Витальевич – Ведущий эксперт отдела безопасности
зданий и сооружений ООО «ТехноГарант», г. Магнитогорск

Ткач Евгений Николаевич – Эксперт отдела безопасности зданий
и сооружений ООО «ТехноГарант», г. Магнитогорск

Шумилин Максим Сергеевич – Эксперт отдела безопасности зданий
и сооружений ООО «ТехноГарант», г. Магнитогорск

 


Древесина как природный материал содержит в себе множество разнообразных дефектов, большинство из которых существенно снижают ее прочностные свойства. Одной из актуальных задач современной науки является поиск конструктивных решений по ограничению влияния пороков древесины на качество деревянных конструкций. Эти вопросы, как и прежде, актуальны при проектировании и изготовлении конструкций из цельной древесины или металлодеревянных конструкций.

Одним из способов увеличения прочности деревянных изгибаемых элементов (балок) является их усиление более прочными материалами, например сталью. Усиление заключается в сопряжении с древесиной стальных листов по всей длине изгибаемого элемента (балки). Это позволяет существенно сократить расход древесины, уменьшить монтажную массу, повысить качество и надежность деревянных конструкций, работающих в основном на изгиб и сжатие с изгибом. Такие конструкции по ряду технико-экономических показателей превосходят металлические и железобетонные: имеют малую монтажную массу, относительно высокую прочность и жесткость при достаточной надежности и долговечности.

На основании выполненного обзора технической и нормативной документации было установлено, что эксперименты по усилению стенок деревянных балок тонкими стальными листами ранее не проводились либо проводились в ограниченном объеме без публикации полученных результатов. Здесь следует отметить ряд работ аналогичного направления: «Послойное армирование стеклотканью цельных деревянных балок», выполненное Горгола О.М. в 2008 г., и «Внешнее армирование несущих деревянных конструкций углеродной лентой», выполненное Уточкиной Е.С. и Крицином А.В. в 2013 г.

Проводимые в настоящее время в лаборатории института Архитектуры, строительства и искусств ФГБОУ ВПО «МГТУ» исследования также имеют цель поиска конструктивных решений, позволяющих увеличить несущую способность деревянных элементов и конструкций за счет усиления тонкостенными профилями или отдельными тонкими листами. Сами по себе тонкостенные стальные элементы не представляют особой ценности с позиции их использования в несущих конструкциях, так как из-за малой толщины они практически мгновенно теряют устойчивость, а в случае растяжения такие элементы очень сложно закрепить в узлах сопряжения.

Для проведения эксперимента были изготовлены серии составных металлодеревянных балок. Первая серия образцов (балки Б-1) – деревянные балки прямоугольного сечения из первого сорта древесины, размеры сечения: высота образца – 150 мм, ширина – 40 мм. Вторая серия образцов (балки Б-2) – деревянные балки из первого сорта древесины, обклеенные металлическими листами по боковым граням толщиной 0,8 мм. Металлические листы к балкам Б-2 приклеивались при помощи клеевой эпоксидной композиции.

Все образцы испытывались на изгиб как доски, установленные на ребро. Длина образцов составила 3000 мм. Испытания проводились на экспериментальной силовой установке. Она состоит из пресса и опорной зоны. Загружение осуществлялось 5-тонным гидравлическим прессом, нагрузка на балку прикладывалось в двух точках (рис. 1).

Для измерения величины деформаций в характерных зонах балки (растяжение и сжатие) использовались индикаторы часового типа ИЧ 10 МН (цена деления 0,01 мм). Для измерения прогиба балки использовался прогибомер Н.Н.Аистова (6-ПАО) с проволочной (ниточной) связью. Ступенчатое загружение образцов, обеспечивалось и контролировалось инструментальной шкалой, входящей в состав пресса.

ЧИТАТЬ СТАТЬЮ ПОЛНОСТЬЮ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

prevdis.ru © 2014 Frontier Theme