Дослідження феномену попереднього напруження дерев'яних клеєних балок


  • S. N. Kulman Житомирський національний агроекологічний університет, м. Житомир https://orcid.org/0000-0001-5354-5985
  • Ya. P. Bugayenko Житомирський національний агроекологічний університет, м. Житомир
  • L. N. Boiko Житомирський національний агроекологічний університет, м. Житомир
  • I. V. Zagursky Житомирський національний агроекологічний університет, м. Житомир
Ключові слова: попереднє напруження; дерев'яні клеєні балки; армовані дерев'яні балки

Анотація

Упродовж багатьох років попередньо напружені клеєні балки успішно застосовують, наприклад, у будівництві як несучі конструкції. Метою дослідження поставлено розробку конструкції із зменшеною витратою матеріалів. Спосіб виготовлення полягає у склеюванні тонких попередньо зігнутих ламелей до потрібної висоти, після чого склеєний ламельний блок розрізають за висотою уздовж поздовжньої осі, а потім розрізані частини склеюють між собою своїми вигнутими сторонами (поверхнями). Метою експерименту було дослідити згинальну жорсткість прямолінійної балки, склеєної з вигнутих ламелей в разі, коли попередні напруження в ламелях відсутні, з випадком наявності таких напружень. Перший варіант навантаження полягав у створенні попередньо напруженого стану балки та у визначенні максимально нормальних напружень. З'ясовано, що кожна з ламелей має під час їх вигину розтягнуті області у верхній частині з напругою розтягнення від SX = +65 МПа до SX = +30 МПа і стиснені області в нижній частині з напругою стиснення від SX = –30 МПа до SX = –80 МПа. Другий варіант навантаження полягав у створенні робочого навантаження на верхню площину балки за відсутності попереднього напруження. Максимальний прогин становить URES = 43,47 мм. Величини внутрішніх напружень при цьому знаходяться в межах від –82 МПа у стисненій зоні до +82 МПа в розтягнутій. Третій варіант навантаження складався в наявності як попереднього напруження, так і робочого навантаження. Максимальний прогин становив URES = 27,49 мм. Величини внутрішніх напружень при цьому знаходяться в межах від SX = –27 МПа у стисненій зоні до SX = +34,5 МПа в розтягнутій. Результати обчислювальних експериментів свідчать про те, що, застосовуючи попередні навантаження, в напрямку, протилежному вигину від робочого навантаження, можемо компенсувати вплив робочого навантаження. Встановлено, що застосування феномену попереднього напруження дає змогу створювати конструкції прямолінійних клеєних дерев'яних балок зниженої матеріаломісткості, при цьому ефект підвищення несучої здатності дерев'яної балки буде обмежений межею міцності на стиск матеріалу, з якого її виготовлено.

Біографії авторів

S. N. Kulman, Житомирський національний агроекологічний університет, м. Житомир

канд. техн. наук, доцент, кафедра експлуатації лісових ресурсів

Ya. P. Bugayenko, Житомирський національний агроекологічний університет, м. Житомир

канд. техн. наук, доцент, кафедра експлуатації лісових ресурсів

L. N. Boiko, Житомирський національний агроекологічний університет, м. Житомир

канд. техн. наук, доцент, кафедра експлуатації лісових ресурсів

I. V. Zagursky, Житомирський національний агроекологічний університет, м. Житомир

 зав. лабораторією, кафедра експлуатації лісових ресурсів

Посилання

Anshari, B., Guan, Z. W., & Wang, Q. Y. (2017). Modelling of Glulam beams pre-stressed by compressed wood. Composite Structures, 165, 160–170. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.01.028
Bredikhin, V. V. (1997). Patent RU № 2095528.
Emelianov, E. A., & Tokmakov, A. L. (2008). Patent RU № 2198091.
Grachev, V. A. (2003). Patent RU № 2198091.
Hetzer. (1906). Patent DRP № 197773.
Jogans, E. (2006). Patent DE № 059178.
Kovalchuk, L. M. (1982). Patent SU № 947349.
Nakashidze, B. V. (1986). Patent RU № 1244259.
Schneider, E. I. (1965). Patent Swiss № 3170198.
Опубліковано
2019-05-30
Як цитувати
Kulman, S. N., Bugayenko, Y. P., Boiko, L. N., & Zagursky, I. V. (2019). Дослідження феномену попереднього напруження дерев’яних клеєних балок. Науковий вісник НЛТУ України, 29(5), 97-102. https://doi.org/10.15421/40290519
Розділ
Технологія та устаткування