Аналіз напружено-деформованого стану балок з клеєної деревини підсилених композитними стрічками
DOI:
https://doi.org/10.26906/znp.2021.57.2590Ключові слова:
композитні матеріали, конструкції з клеєної деревини, дерев’яні конструкції, підсилення, армування, композитні стрічкиАнотація
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.
Посилання
Mykhailovsky D., Komar M. (2021). Reinforcement of timber structures with composite materials, status and prospects. Building structures. Theory and practice, 9, 72-80
https://doi.org/10.32347/2522-4182.9.2021.72-80 DOI: https://doi.org/10.32347/2522-4182.9.2021.72-80
Gomon S., Polishchuk M. (2001). Arrangement of combined reinforcement of beams made of laminated timber. Bulletin of Lviv National Agrarian University Architecture and Agricultural Construction, 20, 44-49
Bashynsky O.I., Bodnarchuk T.B., Peleshko M.Z. (2014). Bearing capacity and fire resistance of timber beams reinforced with external strip reinforcement. Bulletin of the Lviv State University of Life Safety, 9, 184-189
Mykhailovsky D., Komar M (2020). Engineering method of calculating elements from laminated timber reinforced with composite reinforcement. Building structures, theory and practice, 7, 93-100
https://doi.org/10.32347/2522-4182.7.2020.93-100 DOI: https://doi.org/10.32347/2522-4182.7.2020.93-100
DSTU-N B V.2.6-184:2012. Constructions from solid and laminated timber. Design Guide (2013). Kyiv, Ukrarchbudinform
DSTU-B.V.2.6-217-2016. Design of building structures from solid and laminated timber (2013). Kyiv, Ukrarchbudinform
DBN V.2.6-161:2017. Timber structures. Basic Provisions (2017). Kyiv, Ukrarchbudinform