Аналіз напружено-деформованого стану балок з клеєної деревини підсилених композитними стрічками

Анотація

Використання дерев’яних конструкцій в усьому світі набуває популярності. Досвід впровадження таких конструкцій особливо конструкцій з клеєної деревини (ККД) доводить, що їхнє використання є доцільним. Основними, дослідженням яких приділено чимало уваги, конструкціями з клеєної деревини є балки. Для збільшення жорсткості та підвищення міцності балочних конструкцій з ККД запропоновано виконувати їх армування. Є багато різних методів армування таких конструкцій (сталевою арматурою, пластинами, композитною арматурою тощо). Найменш досліджений з них це армування композитними стрічками. Для подальшого, детального аналізу напружено-деформованого стану елементів з клеєної деревини прямокутного перерізу армованого композитними стрічками проведено ряд чисельних досліджень за допомогою методу скінченних елементів в програмному комплексі ЛІРА-САПР із використанням об’ємних та плоских скінченних елементів, враховуючи особливості роботи та фізико-механічні властивості клеєної деревини та композитних стрічок із вуглецевих волокон, а саме було обрано балки прямокутного поперечного перерізу склеєні з дошок одного класу міцності змодельовані об’ємними СЕ №36 з армуванням композитними стрічками змодельованими плоскими СЕ №44 та без нього на двох шарнірних опорах, завантажені рівномірно розподіленим навантаженням різної інтенсивності та Spanів. Після проведеного розрахунку можна зазначити, що армовані балки в середньому на 18% менші вертикальні деформації та на 27% менші нормальні напруження від аналогічних балок не армованих композитними стрічками. Та після аналізу прикладання різних рівномірних навантажень можна зазначити, що при збільшенні навантаження практично не змінюється відсоткова різниця між значеннями прогинів та максимальних нормальних напружень таких балок. За результатами проведених досліджень запропонований метод армування можна вважати ефективним.