Несущая и деформационная способность стеклопластиковых нагельных соединений в деревянных конструкциях с учетом времени и температуры эксплуатации

Умнова, Ольга Владимировна

Строительные конструкции, здания и сооружения

автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Несущая и деформационная способность стеклопластиковых нагельных соединений в деревянных конструкциях с учетом времени и температуры эксплуатации

кандидата технических наук: Умнова, Ольга Владимировна
город: Воронеж
год: 2005
специальность ВАК РФ: 05.23.01

Диссертация по строительству на тему «Несущая и деформационная способность стеклопластиковых нагельных соединений в деревянных конструкциях с учетом времени и температуры эксплуатации»

Автореферат диссертации по теме "Несущая и деформационная способность стеклопластиковых нагельных соединений в деревянных конструкциях с учетом времени и температуры эксплуатации"

На правах рукописи

УМНОВА Ольга Владимировна

НЕСУЩАЯ И ДЕФОРМАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ НАГЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ С УЧЕТОМ ВРЕМЕНИ И ТЕМПЕРАТУРЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ

05.23 01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 2005

Работа выполнена в Тамбовском государственном техническом университете на кафедре «Конструкции зданий и сооружений»

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор

Ярцев Виктор Петрович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Маилян Левой Рафаэлович - кандидат технических наук, доцент Ушаков Игорь Иванович

Ведущая организация: - ОАО «Тамовгражданпроект», г. Тамбов

Защита состоится " 23 " декабря 2005 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212 033 01 при Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу' 394006, г Воронеж, ул. 20-летия Октября, д 84, ауд. 3220

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан "17" ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Власов В В.

26-923

114ЯМ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Прогнозируемый специалистами в XXI в. рост применения конструкций из древесины остро ставит вопрос о повышении их надежности и долговечности при эксплуатации в различных температурно-влажностных условиях. Решение этой задачи тесно связано с дальнейшим совершенствованием методов расчета.

Невозможно запроектировать прочную и эксплуатационно-надежную конструкцию без эксплуатационно-надежных соединений.

Развитие способов соединения деревянных конструкций в нашей стране и за рубежом, в основном, происходит в направлении совершенствования соединений нагельного типа, использование которых открывает возможность повышения производительности труда путём внедрения механизации в технологию изготовления конструкций

Деревянные конструкции со стеклопластиковыми нагельными соединениями применяются в ответственных несущих конструкциях зданий и сооружений с химически агрессивными средами, складах минеральных удобрений и ядохимикатов, зернохранилищах, птицеводческих и животноводческих фермах, в элементах конструкций градирен и т д, а также в специальных зданиях и сооружениях, к которым предъявляются требования немаг-нитносги и "радиопрозрачности".

Применение армированных пластиков (среди которых стеклопластики АГ-4НС и ССЦО) в деревянных конструкциях обусловлено целым рядом ценных свойств этих материалов' сопоставимый с древесиной модуль упругости, легкость, значительная механическая прочность, термостойкость, высокая коррозионная стойкость к воздействиям кислот и органических растворителей; технология получения стеклопластиков и переработки их в изделия не требует трудоемкой механической обработки, приводящей к большим отходам, они поддаются прессованию и формованию при сравнительно низких давлениях и температурах К недостаткам стеклопластиков следует отнести' низкий модуль упругости, что при конструировании выдвигает часто на первый план проблему деформативности; ползучесть под нагрузкой; относительно высокая стоимость.

Поэтому одной из особенностей стеклопластиковых нагельных соединений в деревянных конструкциях является зависимость их несущей и деформационной способности от продолжительности действия нагрузки и температуры эксплуатации.

В общем объеме научных исследований несущей способности деревянных конструкций вопросы расчета нагельных соединений занимают важное место.

сались лишь отдельных сторон задачи при небольших интервалах изменения указанных параметров.

В связи с этим экспериментально-теоретические исследования по вышеперечисленным вопросам актуальны и позволят расширить знания о работе, как древесины, так и стеклопластика в соединениях деревянных конструкций Решение данных вопросов в итоге обеспечит более высокий уровень расчетного анализа нагельных соединений, что позволит решать задачи рационального проектирования в соответствии с современными требованиями.

Целью работы является исследование влияния температуры и времени действия нагрузки на несущую и деформационную способность нагельных соединений деревянных конструкций

В работе поставлены следующие задачи:

- изучить влияние температуры и времени действия нагрузки на прочность стеклопластиков на фенолоформальдегидном (АГ-4НС) и эпоксидно-диановом связующем (ССЦО) с позиции термоактивационной концепции деформирования и разрушения твердого тела;

- исследовать влияние температуры и времени действия нагрузки на несущую и деформационную способность соединений на нагелях из стали и стеклопластиков АГ-4НС и ССЦО,

- выполнить экспериментальные и численные исследования влияния температуры на напряженное состояние древесины нагельного отверстия;

- получить уравнения долговечности нагельных соединений на стекло-пластиковых нагелях в зависимости от уровня напряжений в нормальных температурно-влажностых условиях;

- уточнить методику расчета нагельных соединений деревянных конструкций с учетом влияния повышенных температур и времени эксплуатации.

Научную новизну работы составляют:

- результаты экспериментальных исследований влияния температуры на прочность и деформативность стеклопластиков АГ-4НС и ССЦО в условиях кратковременного и длительного нагружения,

- эмпирические зависимости времени до разрушения стеклопластиков от напряжения;

- закономерности деформирования и разрушения нагельных соединений деревянных конструкций в условиях термомеханического нагружения;

- эмпирические уравнения зависимости несущей и деформационной способности нагельных соединений на стеклопластиковых нагелях от температуры;

- уравнения долговечности нагельных соединений на стеклопластиковых нагелях в зависимости от уровня напряжений в нормальных температурно-влажностых условиях;

- методика расчета нагельных соединений деревянных конструкций с учетом влияния повышенных температур и времени эксплуатации.

Достоверность полученных экспериментальных результатов обеспечена: применением современного оборудования и приборов, поверенных и

метрологически аттестованных; статистической обработкой экспериментальных данных; хорошей сходимостью аналитических расчетов и полученных экспериментальных результатов.

Практическое значение работы заключается в совершенствовании процесса проектирования нагельных соединений деревянных конструкций, что позволяет учитывать влияние температуры и времени эксплуатации. Решения представлены в удобной для инженеров форме, составлены таблицы коэффициентов, входящих в расчетные формулы. Полученные данные могут быть рекомендованы для использования проектными и научно-исследовательскими организациями при разработке новых деревянных конструкций с нагельными соединениями или для оценки эксплуатационной надежности уже существующих.

Внедрение результатов. Теоретические разработки и результаты экспериментальных исследований использованы на предприятии ЗАО «ТАМАК» при проектировании брусового дома и в учебном процессе Тамбовского государственного технического университета при изучении дисциплин "Строительные материалы", "Конструкции из дерева и пластмасс" в качестве учебно-методических указаний к практическим занятиям

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на зональном семинаре "Повышение качества, надежности строительства и реконструкции" (Пенза, 1989 г ); научно-технической конференции "Молодые ученые - сельскому строительству" (Апрелевка, 1990); Ш республиканской научно-технической конференции "Применение пластмасс в строительстве и городском хозяйстве" (Харьков, 1991); I, VI, VII и IX научных конференциях ТГТУ (Тамбов, 1995, 1999, 2002, 2004 гг.), международной научно-технической конференции "Эффективные строительные конструкции: Теория и практика" (Пенза, 2002 г.); международной научно-технической конференции "Композиционные строительные материалы Теория и практика" (Пенза, 2003); Ш международной научно-технической конференции "Надёжность и долговечность строительных материалов" (Волгоград, 2003 г ); на V Международной конференции "Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения" (Санкт-Петербург, 2003 г ); IV международной научно-технической конференции "Надёжность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов" (Волгоград, 2005 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 24 печатных труда, среди них 13 статей, 10 тезисов докладов и 1 учебно-методические указания к практическим занятиям.

Автор защищает:

- результаты экспериментальных исследований работы стеклопластиков АГ-4НС и ССЦО при изгибе и срезе в условиях кратковременного и длительного термомеханического нагружения;

- результаты экспериментальных исследований работы нагельных соединений деревянных конструкций при повышенных температурах;

- методику прогнозирования долговечности нагельных соединений деревянных конструкций;

- предложения по уточнению методики расчета нагельных соединений деревянных конструкций с учетом влияния повышенных температур и времени эксплуатации.

Структур* и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и содержит 186 страниц машинописного текста, включая 43 таблицы, 63 рисунка, список литературы из 146 наименований и 21 страницу приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отмечается актуальность рассматриваемой темы. Поставлена цель диссертационной работы, определены задачи исследования, указаны сведения, составляющие научную новизну и практическую ценность работы

В первой главе содержится обзор литературы по теме диссертации

Отмечается значение внедрения древесины в жилищное, гражданское и промышленное строительство и в связи с этим необходимость совершенствования соединений нагельного типа.

К наиболее значимым относятся исследования, проведенные учеными A.B. Леняшиным, Б.Л. Николаи, В.М Коченовым, М.Е. Коганом, П.А.Дмитриевым, Ю.В. Слицкоуховым, В.В. Туркиным и др.

В первой части главы рассмотрены физические основы прогнозирования длительной прочности материалов деревянных конструкций на основе теории прочности твердых тел. Показано развитие учения о прочности.

Одной из наиболее современных теорий является термодинамическая теория прочности. Рассматривая разрушение как процесс термодинамически необратимых явлений накопления повреждений, а также изменения формы материала в процессе его деформирования, термодинамическая теория является более строгой по сравнению со статической.

Основы кинетической концепции прочности твердых тел разработаны школой академика С.Н. Журкова. Исследования зависимости долговечности (времени до разрушения) от напряжений и температуры подтвердили справедливость термофлуктуационного механизма разрушения твердых тел.

Более поздние исследования показали, что формула С.Н. Журкова не отвечает реальным процессам, происходящим при разрушении твердых тел и имеется некоторая предельная температура, выше которой материал не работает. С.Б. Ратнером и В.П. Ярцевым физически обоснована и экспериментально подтверждена обобщенная формула долговечности:

где 1т ,1/а, уи Тт - физические константы материала: тт - минимальная долговечность, с; Щ - максимальная энергия активации разрушения, кДж/моль;

у- структурно-механическая константа, кДж/(мольхМПа); Тт - предельная температура существования твердого тела, при которой материал разрушается юга размягчается, К; R - универсальная газовая постоянная, кДж/(мольхК); т - время до разрушения (долговечность), с; а - напряжение, МПа; Т- температура, К.

Процесс разрушения полимерных материалов имеет свои особенности, обусловленные высокими гомологическими температурами этих материалов. Вязко-упругие деформации полимеров перед их разрушением носят явно нелинейный характер и могут достигать весьма больших величин. В результате несущая способность полимерных конструкций, работающих в течение длительного времени, может определяться не первым предельным состоянием (разрушение), а вторым (чрезмерными деформациями).

Древесина, как и пластмассы является полимерным композитом. Ю.М. Ивановым была получена суммарная прямая прочности древесины, что подтверждено испытаниями образцов древесины длительной нагрузкой продолжительностью 5 лет и более.

Влияние температуры на стеклопластик АГ-4С исследовали A.C. Лапи-дус, В.М. Грезин, К.А. Чапский, К.В. Парфенов, И.Г. Романенков и др. Следует отметить значительный разброс полученных ими результатов.

Во второй части главы рассматриваются исследования нагельных соединений деревянных конструкций.

Основы конструирования и расчета узловых и стыковых соединений на металлических, деревянных и стеклопластиковых нагелях созданы и развиты в России И.П. Кулибиным, В.Г. Шуховым, Г Г Карлсеном, В.Ф. Ивановым, A.B. Леняшиным, Б.Л. Николаи, В.М. Коченовым, М.Е. Коганом, П.А Дмитриевым, Ю.В.Слицкоуховым, в Германии - Шнидтманом, Гесте-ши, Графом и др.

В.М. Коченовым разработан метод расчета соединений с учетом упруго-пластической работы древесины в нагельном гнезде на смятие и пластической работы нагелей на изгиб и получены практические формулы для расчета нагельных соединений.

П.А Дмитриевым предложен метод расчета нагелей по предельному состоянию на прочность, позволяющий определить значения предельных нагрузок, не связывая размеры пластических зон с условной величиной деформаций при переходе из упругой стадии работы соединения в упругопласти-ческую.

Экспериментальные исследования нагельных соединений показаны в анализе работ Ю.Д. Стрижакова, П.А. Дмитриева, Г Г. Никитина, Е.Т. Серовой, В.В. Туркина и др.

Во второй главе описаны методические вопросы.

При проведении экспериментов в качестве нагелей использовали термореактивные стеклопластики марок АГ-4НС на фенольном связующем и ССЦО на эпоксидно-диановом, гладкую арматурную сталь; для соединяемых элементов использовали древесину сосны П-го сорта.

При испытаниях от кратковременного действия нагрузки с вариацией температуры использовали универсальную разрывную машину ИР 5057-50. Для поддержания заданной температуры использовали накладную печь, контактный термометр, реле для регулирования температуры.

Для проведения длительных испытаний использовали пружинные установки с усилием до 50кН и рычажные установки с соотношением плеч 1:10, 1:15.

Испытания образцов из стеклопластиков АГ-4НС и ССЦО проводили по стандартным методикам на срез и поперечный изгиб при температурах от 20 до 100° С Всего проведено 141 кратковременное и 165 длительных испытаний.

Размеры деревянных элементов двухсрезного симметричного нагельного соединения принимали из условия размещения нагелей Отношение толщины крайних элементов к толщине средних принято для большинства образцов а/с = 0,5.

Образцы соединений испытывали ступенчато-возрастающей нагрузкой при температуре от 20 до 100°С. Ступень нагружения N' назначали равной 0 08-Ю.1 от разрушающего усилия Nt. Кратковременные испытания проводили с периодической разгрузкой для определения условной границы упругой и упруго-пластической работы соединения Длительные сопротивления и деформации ползучести нагельных соединений определяли путем испытания трех серий образцов под длительно действующими статическими нагрузками: 0.85; 0.9; 0.95 от Nt, определенной по результатам кратковременных испытаний.

После испытаний образцы, распиленные по оси нагеля, фотографировали для фиксирования истинной картины результатов. Всего испытано 194 нагельных соединений.

В третьей главе представлены результаты исследования влияния температуры с учетом фактора времени на прочностные и деформационные характеристики стеклопластиков АГ-4НС и ССЦО

Для определения прочностных и деформационных характеристик стеклопластиков АГ-4НС и ССЦО при изгибе проведены кратковременные испытания стандартных образцов при вариации температур: ССЦО и АГ-4НС по трехточечной схеме в плоскости перпендикулярной прессованию; АГ-4НС по четырехточечной схеме приложения нагрузки в плоскости прессования. С увеличением температуры с 20°С до 100°С отмечено уменьшение предела прочности при изгибе на 49,3 % в плоскости прессования и на 72,8 % перпендикулярно плоскости прессования (табл. 1).

При повышении температуры до 100 °С наряду с падением <тпч происходит также уменьшение модуля упругости и предельных деформаций. При Г- 80 °С деформационные характеристики материала АГ-4НС восстанавливаются, и их величины становятся сопоставимы со значениями при 7= 20 °С (рис. 1).

Таблица 1 - Деформационно-прочностные характеристики стеклопластика АГ-4НС при изгибе в зависимости от температуры и плоскости прессования

Т, В плоскости прессования Перпендикулярно плоскости прессования

°с <7*4, МПа V10"4' МПа <Ут, МПа е,% V10"4- МПа

20 569(479,1) 1,400 3,24(2,88) 660(569,1) 1,748 3,61(2,93)

40 536,1(364) 1,180 3,60(3,31) 594(490,4) 1,654 3,73(2,8)

60 448(289,8) 1,220 3,25(2,38) 554(450,2) 1,591 3.63(2,65)

80 456(422) 1,290 2,91(2,55) 543(440,8) 1,621 3,77(3,45)

100 298(242,7) 0,855 2,88(2,13) 222(155,1) 1,609 1,39(1,32)

Примечание в скобках приведены результаты с учетом коэффициента однородности

1-/=20 °С, 2- (=80 °С ; 3- /=60 °С ; 4- /=40 °С ; 5- /=100 °С Рисунок 1- Зависимости прогиба АГ-4НС от уровня напряжений при постоянных температурах

Во всем диапазоне температур разрушение образцов из стеклопластика АГ-4НС при приложении нагрузки перпендикулярно плоскости пресссова-ния происходит в виде разрыва волокон в средней части балочки, в отличие от образцов, испытанных в плоскости прессования по четырехточечной схеме. Здесь при температурах 20 и 40 "С разрушение происходит в виде расслаивания средней части балочки, а при увеличении температуры с 60 до 100 °С - разрушение происходит от скалывания по линии максимальных касательных напряжений.

Влияние температуры на характер разрушения образцов из стеклопластика ССЦО не проявляется. С увеличением температуры, для всех диаметров стержней ССЦО аггч плавно снижается (рис. 2). На основании регрессионного анализа получены формулы:

а = 2,824 - 0,0031 Г; 1%Е = 4,44 - 0,0029 Т ,

где Т- температура эксплуатации в °С; а и Е в МПа.

Для определения прочностных и деформационных характеристик стек-

6.5 61 5.5

5 4.5 4 3.5

о, *10 МПа

16,

лопласгика АГ-4НС в условиях длительного нагружения проведены испытания образцов на изгиб по трехточечной схеме в плоскости перпендикулярной прессованию (20, 40, 60, 80, 100 °С) и срез в плоскости прессования (20, 40, 60 °С) при заданных постоянных напряжениях и вариации температуры. По результатам испытаний определены средние величины (для испытанного количества образцов К) долговечности (г), длительного модуля упругости (£д,) и относительной деформации (с) материала при изгибе. Основные результаты экспериментов представлены в табл. 2.

Исходя из результатов ста-

40 60 80 100 Т,°С Рисунок 2- Зависимости предела прочности от температуры для ССЦО при разных диаметрах нагеля (цифры у кривых в мм)

тистической обработки, для оценки работы материала с позиции термоакти-вационной теории прочности в полулогарифмических координатах построены графики lgr-c и lgr-103/T (рис. 3).

Установлено, что зависимости в диапазоне температур 60-^100 °С (рис. 3) имеют вид обратного пучка и не описываются формулой (1). При температуре 100 °С при изгибе наблюдали упрочнение материала по сравнению с кратковременными испытаниями более чем на 100 % Аналогичное упрочнение однонаправленнного стеклопластика АГ-4С наблюдал Н И. Ма-линин при испытаниях на растяжение при 30 и 100 °С.

Для описания зависимостей в виде обратного пучка использовали эмпирическую формулу, предложенную В П Ярцевым

'Т.

т = г, • exi

-у*<? RT

— 1

(2)

где и», т., у., 7. - эмпирические константы аналогичные константам, входящим в уравнение (1).

Таблица 2 - Результаты испытаний стеклопластика АГ-4НС в условиях

Т, °с При изгибе в плоскости перпендикулярной прессованию При срезе в плоскости прессования

гг,МПа Г,с Ещ, МПа е,% а", МПа г,с

20 525,5 72 32424.4 1,589 185 57017

502,5 486 200 160

471 2505 202 72

205 20

40 486,8 24 31599.3 1,455 160 158855

458,16 104 165 12331

429,6 245 170 175

175 22

60 440,92 33 33628 1,236 150 462381

414,98 172 155 25293

389,05 4046 160 38

161 10

80 410,27 15 27561 1,419 В скобках указаны значения кратковременной прочности материала при заданной температуре

386,14 172

361,7 9333

100 410 (188,65) 38 26942 1,453

391,1 (177,5) 157

361,5 (166,5) 12023

Значения всех полученных констант приведены в табл. 3 В результате длительных испытаний также получены зависимости длительного модуля упругости и относительной деформации от температуры

Таблица 3 - Константы уравнения долговечности стеклопластика АГ-4НС

Вид нагрузки Тт Г,, с Ю3яи, кД ж/моль У, Г; кДж/моль МПа

Поперечный изгиб: ю-81*

Т=293...313К 1,87 265 0,261

Т=343 ..373К 10721 4,04 -212,4 -0,708

Срез 1014 3,66 -328 -2,54

В четвертой главе изложены результаты исследования работы соединений деревянных элементов на нагелях при кратковременном нагружении в условиях повышенных температур.

Исследованы соединения деревянных элементов на нагелях диаметром: 10, 12, 14 и 16 мм из АГ-4НС, 12, 16 и 20 мм из ССЦО; 10, 12 мм из стали (для сравнения) при температурах 20, 40, 60, 80 и 100 °С. По результатам испытаний получены зависимости, действующей нагрузки и ступени нагру-жения от полной деформации (Ы-Ош; п4)ш) Диаметр нагеля и температура оказывают влияние, как на несущую способность, так и на величину полной деформации нагельного соединения.

а) б)

Рисунок 3- Зависимость логарифма долговечности стеклопластика АГ-4НС при срезе и изгибе в плоскости прессования от нагрузки (а) и от обратной

температуры (б)

С увеличением диаметра нагеля несущая способность соединения возросла на 203 % для АГ-4НС и 173 % для ССЦО. Повышение температуры для каждого диаметра нагеля вызывает снижение несущей способности и увеличение деформации.

Для диаметров 16 и 20 мм из ССЦО с повышением температуры с 20 до 60 "С наблюдается увеличение сдвига средней части нагеля по отношению к крайним, а при температуре 80 и 100 °С происходит существенное расслаивание наполнителя и матрицы материала нагеля, в отличие от нагелей из АГ-4НС, где происходит вырывание волокон.

При температуре 80 °С отмечено понижение деформативности соединений с нагелями из АГ-4НС для всех диаметров и из ССЦО для диаметров 12 и 16 мм при нагрузках N<N5.11 (зона условной упругой работы соединения).

По результатам статистической обработки экспериментальных данных получены эмпирические уравнения зависимости несущей и деформационной способности соединений от температуры (табл. 4).

Для сравнения и выявления влияния температуры на древесину при ее работе в нагельном соединении исследованы несущая способность и дефор-

мативность соединений деревянных элементов на металлических нагелях диаметром 10 и 12 мм в том же диапазоне температур.

Таблица 4 - Несущая и деформационная способность соединений

|| О о Н (кН) при ¿я (мм) Ын! (кН) при 4» (мм)

1 12 14 16 20 ' 12 14 16 20

20 10,2 9,53 17,7 - 7,00 9,10 15,30

40 8.50 9,97 16,77 - 6,00 8,75 14,90 -

60 7,5 7,98 15,06 - 4,00 6,93 11,35 -

80 6,44 7,84 12,94 ■ 3,00 5,85 10,50 -

АГ-4НС 100 7,07 6,75 12,96 - 2,00 4,80 10,63 -

!§ о" 8 11 > 9 . "к1 о? Л о •Ч? о> о 1® 1 • ">? 2" О. II 9 9 ^ 00 х? . 1? _ ч- £ 8 к 9 и 1

20 13,82 - 24,75 37,76 11,30 - 18,20 33,5

40 10,89 - 22,83 30,76 8,90 - 14,20 23,72

60 8,57 - 19,71 26,24 7,70 12,20 18,75

80 7,88 - 17,70 20,93 5,90 - 9,20 12.50

ССЦО 100 - - 14,09 - - - 7,60 -

а з о > ь! >, 9 1 4 ^ а§ 00 1? ■К ^ 9 Оч 7 Ей х 8 1 « 2 »л ^ СЧ О >1 р . /—■ \С о 11 >9

Отмечено так же понижение деформативности соединений при нагрузках N<N[.1! и температуре 80 °С, что говорит о упрочнении древесины.

При 1=20 °С соединения на металлических нагелях разрушаются с образованием пластического шарнира в среднем сечении нагеля, а на стеклопла-стиковых - от смятия нагельных гнезд соединения. С увеличением температуры до 100°С, схема разрушения кардинально меняется, для соединений на металлических нагелях разрушение происходит от смятия нагельных гнезд соединения, а для соединений на стеклопластиковых нагелях с образованием трех пластических щарниров по длине нагеля (рис.4).

По остаточной форме нагелей (рис 4) можно говорить о закономерности изменения схемы разрушения для соединений на нагелях из АГ-4НС и стали.

Анализ полученных экспериментальных данных позволяет сделать вывод, что на схему разрушения оказывает влияние не только отношение а/с и диаметр нагеля, но и температура.

Соотношение между несущей и деформационной способностью (табл. 5) с повышением температуры для соединений имеет волнообразный характер и при 1=100 °С для соединений на металлических составляет ~(2-^8 %), а на

стеклопластиковых ~(26+42 %).

диаметр нагеля' а-10 мм;

б-12 мм

Рисунок 4- Остаточная форма нагелей из АГ-4НС (внизу) и стали (вверху) после машинных ■

испытаний при вариации температур

Таблица 5 - Соотношение между несущей и деформационной способностью

Отношение йп, мм Температура °С

20 40 60 80 | 100

Материал нагеля сталь С375

N,/14, % 10 18,4 24,9 18,3 25,8 8,3

12 23,0 15,4 19,2 9,8 1,9

Материал нагеля стеклопластик АГ-4НС

10 16,2 20,0 8?6 23,4 25,5

12 41,2 20,2 26,5 33,1 417

Для количественной оценки напряжений, возникающих при смятии древесины нагельного гнезда, использовали проволочные тензорезисторы с базой 10 мм, наклеенные в зоне напряженного состояния с обеих сторон образца. Теоретический расчет перемещений и напряжений проводили методом конечных элементов с использованием программы Е1Х11Т 5 1 Влияние температуры оценивали путем изменения модуля упругости:

= (1,1- 0,00166Г)-104, Есд%г = (0,062 - 0,0001Г)- Ю4 . (3)

Распределение напряжений в зоне нагельного гнезда (нагружение модели) принимали по формуле (4), считая радиус отверстия и штампа условно одинаковыми.

аг-к• аср\ со$9?-соб

■ со%<р, , (4)

где <тс. =--, N = N¡^¡1 - действующая на образец нагрузка, равная условному пределу пропорциональности смятия древесины нагельного гнезда, определенному с использованием графопостроителя из испытаний пробных образцов (не менее 3^5) с постоянно возрастающей нагрузкой, кН\ 5 - толщина деревянного элемента, см\ - диаметр жесткого штампа, см,

к = 1/(1 — соб /2)2 ; сра = 144° - максимальный угол распределения давления; <р - угол определения напряжений (постановки тензодатчиков) по направлению к волокнам древесины.

Типичный вид распределения экспериментальных и теоретических радиальных напряжений (стг) вокруг отверстия для диаметров штампа 12 и 20 мм при заданной вариации температур показан на рисунке 5.

а)

Т=20°С. Р=1Чн1=12 кН

Т=40 °С, Р=10кН

Т=60°С, Р=10Ш

Т=80°С: Р=12кН

-с И 2 -0 2381

-1 84 \ -0 906

-¡л 5.

V/ " 52 -

•('Ш -0 088 ~ -Ц0924 238 -0 ООШ 5й 0006

1 714

545 ' 1

7-0 906 -0

Л'-0163

У -6 621

-0 082, -0 03ЙЙ

5б-ж

-0 298

-0 087 -0 Т-0 036 -О 0055 1-1 413 1-0 298

-1 882 -0.234]

7 849

б) Т=20 °С,

Т=40°С. Р=ЫН1=20 Ш

ЧУ

-13 5') -4 996

Т=60°С; Р=Нч,=20кИ

-0 0974

-0 0055

759

-0 234

-16 22Ь '-4.028

Т=80°С, Р=^1л=20Ш

-0 082 -0 0562 ^ А)(.тг -««507 -0 0716 .Ода

7-0.224 -0 1421

\ -1 541 -0 741

! 755 "-06151

Ч]

-О 102 -о 043Л

-1 5"1,

1-0 44

1 77" -О 7571

-11 006 -7 992

-10 038 -6 681

-10 91'-6 979

-10 8X2 -8 715

-О 0654 043

-1 585 -0 757

Рисунок 5 - Распределение теоретических и экспериментальных (пунктир, в МПа) радиальных напряжений вокруг отверстия нагельного гнезда при вариации температуры испытания для диаметров штампа ¿„=12 мм (а) и ёш=20 мм (б)

Формы распределения теоретических радиальных напряжений вокруг отверстия совпадают с экспериментальными. Теоретические значения несколько больше экспериментальных, что объясняется характером приложения нагрузки к образцам (ступенчато возрастающая с разгрузкой). Увеличение диаметра штампа при 20 ° С приводит к уменьшению радиальных и тангенциальных напряжений, определенных при условном пределе пропорциональности.

Наименьшие теоретические и экспериментальные значения сг во всем исследуемом диапазоне температур получены при диаметре штампа 14 мм, что говорит о неэффективности данного диаметра.

Коэффициент к =СГтеор/ находится в пределах ~ 1,5-5-3 (для

/ " зжсп

dw = 14 мм ~ 4) и уменьшается с увеличением диаметра штампа

Независимо от температуры испытания коэффициент концентрации напряжений у контура отверстия равен 5,5+6, глубина зоны деформирования древесины равна 2+3 диаметрам штампа.

В пятой главе приводятся рекомендации по расчету нагельных соединений деревянных конструкций с учетом длительности нагружен ия и воздействий повышенной температуры.

Для оценки долговечности нагельного соединения проведены испытания на пружинных установках при вариации постоянных нагрузок в нормальных температурно-влажностных условиях.

По результатам испытаний получены зависимости логарифма времени до разрушения (Igt) от уровня действующего на соединение напряжения (р /ат в %). Зависимости носят линейный характер, как для соединений на нагелях из стеклопластика АГ-4НС, так и из стеклопластика ССЦО (табл 6).

Таблица 6 - Значения коэффициентов уравнения долговечности для соединений на нагелях

Материал нагеля с 2 JS Я ао < ö Уравнение долговечности

АГ-4НС 0,95 0,90 0,85 10 4,03 6,3 6,73 30,0 -0,27 lgr = 30,0-0^«/ /

0,95 0,90 0,85 12 3,73 6,02 6,62 31,5 -0,289 lgr= 31,5-0,2890/ / °пч

ССЦО 0,95 0,90 0,85 16 2,954 3,819 5,282 29,62 -0,283 lgr = 29,62-0,283 о/ /°»v

0,95 0,90 0,85 20 3,494 4,872 6,493 32,08 -0,300 lgr- 32,08 -0,3 е/ /17 т

Полученные зависимости дают возможность более точно прогнозировать длительную прочность соединений деревянных элементов на нагелях из стеклопластика при нормальных температурно-влажностных условиях работы Чем выше уровень нагрузки, тем более существенно с течением времени проявляются деформации сдвига в нагелях по плоскостям сплачивания, а для нагелей диаметром 10 мм из АГ-4НС наблюдали "срез" (вырывание волокон) по плоскостям сплачивания для уровня нагрузки 0,95 и 0,9 Т<Ге

Для прогнозирования работоспособности нагельного соединения при эксплуатации в условиях повышенных температур в формулах СНиП П-25-80, необходимо определить влияние температуры на прочност-

ные характеристики материалов (Я^, Е^ ). Это возможно путем введения в формулы коэффициентов условий работы материалов нагельного соединения при повышенной температуре.

Экспериментальные данные разных авторов для древесины разного качества и при различных видах напряженного состояния изображаются пучком прямых по уравнению кинетической концепции:

1 = (5)

и / кг У

где /, с - время до разрушения, <т - напряжение, А - т0е 0 , а- ^^ ,

и0 =170 кДж/ моль и =-13 (значения полученные Ивановым ЮМ).

По результатам экспериментальных исследований, полученным П А Дмитриевым, для сопротивления древесины смятию в нагельном гнезде при нормальной температуре, определены постоянные уравнения (5).

Из уравнения (5) получим выражение для определения сопротивления смятию древесины нагельного гнезда в зависимости от температуры и продолжительности нагружен ия

стсм=(Уо~ 23ЯТ- / у ■ (6)

Таблица 7 - Значения коэффициента тд

Срок эксплуатации, лет Продолжительность воздействия температуры, лет Значения коэффициентов условий рабо- 7* ты т^ при температуре, °С, равной

40 60 | 80 100

Смятие вдоль и поперек волокон

10 1 0,98 0,97 0,95 0,93

2 0,97 0,93 0,9 0,86

5 0,91 0,83 0,74 0,66

10 0,83 0,66 0,49 0,32

20 1 0,99 0,98 0,97 0,96

2 0,98 0,96 0,95 0,93

5 0,96 0,91 0,86 0,82

10 0,91 0,82 0,73 0,64

20 0,82 0,64 0,46 0,29

50 1 1,0 0,99 0,99 0,99

5 0,98 0,96 0,94 0,92

10 0,96 0,92 0,88 0,85

20 0,92 0,85 0,77 0,7

30 0,89 0,77 0,65 0,55

40 0,85 0,7 0,54 0.4

50 0,81 0,62 0,42 0,25

Влияние повышенной температуры на сопротивление древесины смятию

7* Т 2(УС

будем учитывать коэффициентом условий работы тд = <7^ / а^

Значения коэффициента ттд в зависимости от срока эксплуатации и суммарной продолжительности воздействия температуры показаны в таблице 7.

Учитывая формулу (6), коэффициент условий работы древесины нагельного гнезда смятию при продолжительности действия температуры Т равен

ЛАв Л Т» ЧЛв р «Т»

где а , а , А , А - коэффициенты определенные для 20° С и Т соответственно.

Полученные результаты показаны на рисунке 6

1«'

12 8 4

0 5 10 15 20 сг,МПа

Рисунок 6- Зависимости времени до разрушения от напряжения

1 - древесины смятию вдоль волокон;

2 - древесины смятию поперек волокон

В главе 3 получены зависимости времени до разрушения при изгибе стеклопластика АГ-4НС в зависимости от нагрузки и температуры. Аналогично древесине рассчитан коэффициент условий работы нагеля (таблица 8)

Т* Т то' л

из стеклопластика АГ-4НС при изгибе - т„ -ои!аи (сги определяют из формул (1) и (2))

С учетом длительности нагружения расчетные сопротивления древесины смятию и АГ-4НС изгибу можно определить по формулам

^дл,см = тд^яя^сы > ~ С . (8)

где кД1=атся,/сгксм, к^~сгд%и коэффициенты длительного со-

противления древесины и нагеля (табл 9), , В^ - длительные расчетные сопротивления древесины смятию и нагеля изгибу при температуре 1\

Я*.*!<м > С ~ кратковременные расчетные сопротивления древесины смятию и АГ-4НС изгибу при 20°С.

Таблица 8 - Значения коэффициента т7н

Срок эксплуатации, лет Продолжительность воздействия температуры, лет Значения коэффициентов условий работы т^ при температуре, ° С, равной

40 60 80 100

10 1 0,94 1,01 1,02 1,02

2 0,88 1,03 1,03 1,03

5 0,7 1,075 1,08 1,085

10 0,41 1,15 1.16 1,17

20 1 0,97 1,01 1,01 1,01

2 0,94 1,02 1,02 1,02

5 0,84 1,04 1,05 1.05

10 0,68 1,09 1,10 1,105

20 0,36 1,18 1,20 1,21

50 1 0,99 1,0 1,0 1,01

5 0,93 1,02 1,025 1,03

10 0,86 1,04 1,05 1.05

20 0,71 1,09 1,1 1,11

30 0,57 1,13 1,15 1,16

40 0,42 1,18 1,2 1,22

50 0,28 1,22 1,25 1,27

Рисунок 7- Зависимости логарифма долговечности от отношения о/о, экспериментальная (1) и расчетная (2)

Таблица 9 - Значения коэффициентов длительного сопротивления

Срок эксплуатации, лет кп ядл

5 0,55 0.44

10 0,53 0.41

20 0,52 0.39

50 0,49 0.36

Для сравнения экспериментальных данных с теоретическими произведен расчет соединения с нагелем из АГ-4НС <1н=10 мм по приведенной выше методике. Результата расчета и эксперимента для наглядности представлены в виде зависимости логарифма долговечности от отношения а/ат на рисунке 7

Получена хорошая сходимость результатов расчета и эксперимента В качестве примера расчета по предложенной автором методике и по СНиП П-25-80 (для сравнения) была рассчитана безметальная ферма пролетом 12 м на нагелях из стеклопластика АГ-4НС.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

1. Получены значения прочностных и деформационных характеристик стеклопластика с фенолформальдегидной матрицей (АГ-4НС) при воздействии температур от 20 до 100 "С в условиях кратковременного нагружения. Установлено, что при 80 °С прочностные и деформационные характеристики стеклопластика восстанавливаются независимо от плоскости прессования и становятся сопоставимы со значениями, полученными при 20 °С. С увеличением температуры до 100 "С происходит резкое снижение прочностных и деформационных характеристик материала При чистом изгибе при температурах от 60 до 100 "С разрушение образцов происходит по линии максимальных касательных напряжений, что указывает на необходимость увеличения рабочего сечения образцов при данных температурах.

2 Определены значения прочностных и деформационных характеристик при изгибе стеклопластика с эпоксидно-диановой матрицей (ССЦО) при воздействии температур от 20 до 80 °С в условиях кратковременного нагружения для диаметров стержней 12, 16 и 20 мм. Наибольшие прочностные и деформационные характеристики, а, следовательно, и меньшее их снижение с повышением температуры, были получены для диаметра 12 мм, что связано с большей, чем у других диаметров плотностью материала (меньшие расстояния между однонаправленным стекловолокном). Установлена линейная зависимость снижения модуля упругости и предела прочности при разрушении от температуры. Уравнения дают возможность установить кратковременные предел прочности и модуль упругости стеклопластика в зависимости от температуры эксплуатации.

3. Получены значения прочностных и деформационных характеристик стеклопластика с фенолформальдегидной матрицей (АГ-4НС) при изгибе в плоскости перпендикулярной прессованию при воздействии температур от 20 до 100 °С в условиях длительного нагружения Длительный модуль упругости составил 88 % от кратковременного, и уменьшается на 16,9 % при 100 °С по сравнению с 20 °С. Обоснована возможность применения обобщенной формулы С Н Журкова для прогнозирования долговечности стеклопластика АГ-4НС в условиях термомеханического нагружения при изгибе и срезе. Получены константы уравнений долговечности при срезе и изгибе. Уравнения позволяют прогнозировать прочность и термостойкость изделий из данного стеклопластика при заданных условиях эксплуатации

4. Изучен механизм деформирования и разрушения соединений деревянных элементов на стеклопластиковых (диаметром 10, 12, 14, 16, 20 мм) и стальных (10, 12 мм) нагелях в условиях кратковременного нагружения при вариации температур от 20 до 100 °С. Механизмы деформирования соединений на стальных и стеклопластиковых нагелях различны в исследованном диапазоне температур С увеличением температуры схема разрушения соединений на нагелях видоизменяется. Установлены зависимости несущей и деформационной способности нагельных соединений от температуры и диаметра нагелей. При температуре 20 °С с увеличением диаметра нагеля с 10 до 16 мм для АГ-4НС несущая способность соединения возросла на 203 % и с 12 до 20 мм для ССЦО - на 173 % Повышение температуры для каждого диаметра нагеля вызывает снижение несущей способности и увеличение деформации, за исключением температуры 80 "С

5. Проведены экспериментальные и численные исследования напряженно-деформированного состояния древесины нагельного гнезда при повышенных температурах. Для диаметров штампа 10, 14 и 20 мм при 80 °С отмечено повышение уровня теоретических и экспериментальных радиальных напряжений; величины их сопоставимы с напряжениями при 20 "С. Увеличение диаметра штампа при 20 °С приводит к уменьшению радиальных и тангенциальных напряжений, определенных при условном пределе пропорциональности. Не зависимо от температуры, коэффициент концентрации напряжений у контура отверстия равен 5,5+6; глубина зоны деформирования древесины равна 2+3 диаметрам штампа

6 Получены зависимости времени до разрушения соединения на стеклопластиковых нагелях от уровня действующего напряжения, которые носят линейный характер (разница между соответствующими коэффициентами уравнений не превышает 10 %, а по свободному члену уравнений - 1,3 %). При увеличении уровня нагрузки с течением времени существенно проявляются деформации сдвига в нагелях по плоскостям сплачивания

лопластика АГ-4НС для различных сроков эксплуатации и времени действия температуры. Проведена оценка достоверности предлагаемого в работе расчетного аппарата путем сопоставления опытных и вычисленных величин несущей способности Расхождение расчетных и экспериментальных значений не превышает 15 %

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Умноеа, О.В. О прогнозировании долговечности соединений на стекло-пластиковых нагелях в деревянных конструкциях/ О.В. Умноеа, В. П. Ярцев!! Повышение качества, надежности строительства и реконструкции- тез. докл. к зональному семинару - Пенза, 1989. - С 57-58

Лично автором выполнено 1 с.

2. Гуськов, И.М. Производственные здания и сооружения из конструкций с применением стеклопластика АГ - 4нС в соединениях деревянных элементов/ И.М. Гуськов, В.П. Яр1ев, О.В. Кмнов«//Сгроительство и архитектура. Промышленные и сельскохозяйственные комплексы, здания и сооружения: экспресс-информация/ВНИИНТПИ Госстроя СССР.-М, 1990 - Вып 8 -С. 2-8. Лично автором выполнено 2 с.

3. Умноеа, О.В. Исследование температурно-временной зависимости стеклопластика АГ-4нС при срезе/ ИМ. Гуськов, В.П. Ярцев, О.В. Умноеа// Молодые ученые - сельскому строительству: Тезисы докл. научно-техн. конф М • ЦНИИЭПсельстрой, 1990, С 12-13. Лично автором выполнено 2 с

4 Умноеа, О.В. Работоспособность нагеля из стеклопластика АГ-4нС в соединениях деревянных элементов при различных температурных условиях с учетом временного фактора/ О.В. Умноеа, ИМ. ГусъковИ Применение пластмасс в строительстве и городском хозяйстве: тез. докл. Ш респуб науч -техн. конф,- Харьков, 1991,- С. 198-200. Лично автором выполнено 1 с

5. Умноеа, О.В. Влияние температуры на несущую способность изгибаемых элементов, выполненных из стеклопластика АГ-4нС/ О.В. Умноеа, М.И. Попов// XXI студенческая научная конференция ТИХМа Программа конференции и краткие тезисы докладов Тамбов- Изд-во Тамб ин-т хим. маши-ностр, 1993. С. 6 Лично автором выполнено 0,5 с

6. Умноеа, О.В. Исследование работы стеклопластика АГ-4НС на изгиб и срез при различных температурах/0.5. Умнова/П научная конференция ТГТУ: краткие тез. докл.- Тамбов: Изд-во ТГТУ, 1994 - С. 126

7. Умноеа, О.В. Влияние температуры на работу соединений деревянных элементов на нагелях из стеклопластика АГ-4нС/0 В. Умноеа, В.П. Ярцев// Труды молодых ученых и студентов ТГТУ: сб. статей молодых ученых и студентов. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 1997 - С 246-250

Лично автором выполнено 2 с.

8 Умноеа, О.В. Исследование работы нагельных соединений при повышен-

ных температурах/ О.В. Умнова, В.П. Технологическое оборудова-

ние, производственные процессы, строительные конструкции: Сборник научных трудов - Тамбов. Изд-во ТГТУ, 1998.- Ч. 1- С.274-279. Лично автором выполнено 3 с.

9 Умнова, О.В Деформационно-прочностные характеристики стеклопластика АГ-4нС при чистом изгибе в условиях повышенных температур / О.В. УмноваПП научная конференция ТГТУ: краткие тезисы докл.- Тамбов. Изд-во ТГТУ, 1999,-С. 157

10 Умнова, О.В. Исследование работы стеклопластика АГ-4НС при статическом изгибе с вариацией температур/ О.В. Умнова, В.П. Ярцев// Труды ТГТУ: сб. научных статей молодых ученых и сотрудников Тамбов' Изд-во ТГТУ, 1999 - Вып. 4,- С. 142-146. Лично автором выполнено 3 с.

11. Умнова, О.В. Особенности работы соединений деревянных элементов на металлических и стеклопластиковых нагелях в условиях повышенных температур/ О.В. Умнова// ГУ научная конференция ТГТУ: Краткие тезисы докладов. Тамбов' Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 1999. С. 157

12 Умнова, О.В. Работа стеклопластика АГ-4НС в плоскости прессования при нормальной и повышенных температурах/ О.В. Умнова, А.Г. Воронков/1 Труды ТГТУ: сб. научных статей молодых ученых и сотрудников.-Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2001 - Вып. 10,- С. 54-60.

Лично автором выполнено 3 с.

13 Воронков, А.Г. Влияние времени приложения нагрузки и температуры на прочностные и деформативные характеристики стеклопластика АГ-4нС / А Г. Воронков, О.В. Умнова//Щ научная конференция' матер, конф.- Тамбов' Изд-во ТГТУ, 2001,-4.1 - С 204 Лично автором выполнено 0,5 с.

14 Умнова О.В. Определение работоспособности стеклопластика АГ-4НС в нагельных соединениях деревянных конструкций/О.Я Умнова, В.П. Ярцев// Эффективные строительные конструкции: Теория и практика: сб. ст Меж-дунар. науч.-техн. конф,- Пенза, 2002 -С. 328-333.

Лично автором выполнено 3 с.

15. Дедов, В.Л. Малоцикловая усталость древесины при сжатии вдоль волокон/ О.В. Умнова, В.Л. Дедов//УЛ научная конференция: пленар докл. и тез. стендовых докл.- Тамбов Изд-во ТГТУ, 2002 - Ч 1- С. 72-73. Лично автором выполнено 1 с

16 Умнова О.В. Прогнозирование долговечности соединений деревянных элементов на стеклопластиковых нагелях при повышенных температурах/ О.В. Умнова, В.П. Ярцев//Иааежтстъ и долговечность материалов и конструкций. Матер. Ш Между нар науч.-техн конф - Волгоград' ВолгГАСА, 2003 - Ч П -С. 161-164. Лично автором выполнено 2 с. 17. Умнова, О.В. Влияние температуры на работу древесины при сжатии вдоль волокон в условиях малоциклического нагружения/О.В. Умнова, О.В. Евдокимцев, В.Л. Дедов//Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения- тр. V Меж-

дунар. конф. -СПб : Изд-во СПбГПУ, 2003 - С.516- 51$ 2 2 8 й 7 Лично автором выполнено 1 с. Л

18. Умнова, О.В. Влияние температуры на мехаи^ШЮ*"^" стеклопластика на эпоксидно-диановом связующем л^ цевН Композиционные строительные материалы Т ¿ОЧ'ЭО ник научных трудов Междунар. научно-техн. конф -Лично автором выполнено 2,5 с.

19 Умнова, О.В. Влияние направления и вида нагружения на прочность и долговечность стеклопластика АГ-4НС/ О.В. Умнова, В.П. Ярцев!/ЗАО НП Пластические массы.- 2003 - № 8 - С. 22-24 Лично автором выполнено 2 с 20. Умнова О.В. Нагельные соединения деревянных элементов (Оценка несущей и деформационной способности)/ О.В. Умнова, В.П. Ярцев!! Жилищное строительство: Ладья. 2003,- № 9 - С.28-29 Лично автором выполнено 1с.

21 Живоглазова, Е.С. Исследование напряженного состояния древесины нагельного гнезда!Е.С. Живоглазова, О.В. Умнова/ИХ научная конференция пленарн докл. и краткие тез. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2004.- С219-220

22. Умнова, О.В. Влияние температуры эксплуатации на напряженное состояние древесины нагельного гнезда/ О.В. Умнова!! Труды ТГТУ. сб. науч. Ст. молодых ученых и студентов - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2005 - Вып. 17,- С. 200-203.

23. Умнова, О.В. Методика прогнозирования работоспособности нагельных соединений на стеклопластюсовых нагелях из АГ-4НС в условиях термомеханического нагружения/О. В. Умновя//Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов матер. 1У Междунар. Науч.-техн. конф - Волгоград- ВолгГАСУ. 2005,- Ч. I. С,- 89-93.

24. Умнова О.В. Расчет нагельных соединений в деревянных конструкциях с учетом времени и температуры эксплуатации/О.В. Умнова - Тамбов: ТГТУ, 2005,- ЭлМП № 1459.

Отпечатано ПБОЮЛ Першиной Т.В. Тамбов, Советская, 24, а/я №7. Подписано в печать 03.11.2005. Заказ № 031105-02. Печать трафаретная. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Формат 60x90/16. Объем 1,5 усл.печ.л. Тираж 100 экз.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Умнова, Ольга Владимировна

Введение

1 Современное состояние вопроса исследования прочности и деформативности нагельных соединений деревянных конструкций

1.1 Физические основы прогнозирования длительной прочности материалов деревянных конструкций на основе теории прочности твердых тел —

1.2 Длительная прочность стеклопластиков. Влияние повышенных температур на работу стеклопластиков и древесины

1.3 Методы расчета соединений деревянных элементов на нагелях

1.4 Расчет нагельных соединений по предельным состояниям

Введение 2005 год, диссертация по строительству, Умнова, Ольга Владимировна

Невозможно запроектировать прочную и эксплуатационно-надежную конструкцию без эксплуатационно-надежных соединений;

Деревянные конструкции со стеклопластиковыми нагельными соединениями применяются в ответственных несущих конструкциях зданий и сооружений с химически агрессивными средами, складах минеральных удобрений и ядохимикатов, зернохранилищах, птицеводческих и животноводческих фермах, в элементах конструкций градирен и т.д., а также в специальных зданиях и сооружениях, к которым предъявляются требования немагнитности и "радиопрозрачности".

Применение армированных пластиков (среди которых стеклопластики АГ-4НС и ССЦО) в деревянных конструкциях обусловлено целым рядом ценных свойств этих материалов: сопоставимый с древесиной модуль упругости, легкость, значительная механическая прочность, термостойкость, высокая коррозионная стойкость к воздействиям кислот и органических растворителей; технология получения стеклопластиков и переработки их в изделия не требует трудоемкой механической обработки, приводящей к большим отходам, они поддаются прессованию и формованию при сравнительно низких давлениях и температурах. К недостаткам стеклопластиков следует отнести: низкий модуль упругости, что при конструировании выдвигает часто на первый план проблему деформативности; ползучесть под нагрузкой; относительно высокая стоимость.

Влияние температуры на работу нагельных соединений деревянных конструкций изучалось недостаточно; не рассмотрен характер влияния температуры на прочность и деформативность соединений во времени. Известные экспериментальные исследования отечественных и зарубежных ученых касались лишь отдельных сторон задачи при небольших интервалах изменения указанных параметров.

В связи с этим экспериментально-теоретические исследования по вышеперечисленным вопросам актуальны и позволят расширить знания о работе, как древесины, так и стеклопластика в соединениях деревянных конструкций. Решение данных вопросов в итоге обеспечит более высокий уровень расчетного анализа нагельных соединений, что позволит решать задачи рационального проектирования в соответствии с современными требованиями.

Целью работы является исследование влияния температуры и времени действия нагрузки на несущую и деформационную способность нагельных соединений деревянных конструкций.

В работе поставлены следующие задачи:

- изучить влияние температуры и времени действия нагрузки на прочность стеклопластиков на фенолформальдегидном, (АГ-4НС) и, эпоксидно-диановом связующем (ССЦО) с позиции термоактивационной концепции деформирования и разрушения твердого тела;

- исследовать влияние температуры и времени действия нагрузки на несущую и деформационную способность соединений на нагелях из стали и стеклопластиков АГ-4НС и ССЦО;

- получить уравнения долговечности нагельных соединений на стеклопла-стиковых нагелях в зависимости от уровня напряжений в нормальных темпера-турно-влажностых условиях;

Научную новизну работы составляют:

- эмпирические зависимости времени до разрушения стеклопластиков от напряжения;

Достоверность полученных экспериментальных результатов обеспечена: применением современного оборудования и приборов, поверенных и метрологически аттестованных; статистической обработкой экспериментальных данных; сопоставлением с некоторыми данными, полученными отечественными и зарубежными учеными.

Внедрение результатов. Теоретические разработки и результаты экспериментальных исследований использованы на предприятии ЗАО «ТАМАК» при проектировании брусового дома и в учебном процессе Тамбовского государственного технического университета, при изучении дисциплин "Строительные материалы", "Конструкции из дерева и пластмасс" в качестве учебно-методических указаний к практическим занятиям.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на зональном семинаре "Повышение качества,, надежности строительства и реконструкции" (Пенза, 1989 г.); научно-технической конференции "Молодые ученые -сельскому строительству" (Апрелевка, 1990); III республиканской научно-технической конференции "Применение пластмасс в строительстве и городском хозяйстве" (Харьков, 1991); I, VI, VII и IX научных конференциях ТГТУ (Тамбов, 1995, 1999, 2002, 2004 гг.); международной научно-технической конференции "Эффективные строительные конструкции: Теория и практика" (Пенза, 2002 г.); международной научно-технической конференции "Композиционные; строительные материалы. Теория и практика" (Пенза, 2003); III международной научно-технической конференции. "Надёжность и долговечность строительных материалов" (Волгоград, 2003 г.); на V Международной конференции "Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения" (Санкт-Петербург, 2003 r.); IV международной научно-технической конференции "Надёжность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов" (Волгоград, 2005 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 24 печатных трудов, среди них 15 статей, 8 тезисов докладов и учебно-методические указания к практическим занятиям.

Автор защищает:

- методику прогнозирования долговечности нагельных соединений деревянных конструкций;

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и содержит 186 страниц машинописного текста, включая 43 таблицы, 63 рисунка, списка литературы из 146 наименований и 4 приложения.

Заключение диссертация на тему "Несущая и деформационная способность стеклопластиковых нагельных соединений в деревянных конструкциях с учетом времени и температуры эксплуатации"

ОСНОВНЫЕ выводы

1. Получены значения прочностных и деформационных характеристик стеклопластика с фенолформальдегидной матрицей (АГ-4НС) при воздействии температур от 20 до 100 °С в условиях кратковременного нагружения. Установлено, что при 80 °С прочностные и деформационные характеристики стеклопластика восстанавливаются независимо от плоскости прессования и становятся сопоставимы со значениями, полученными при 20 °С. С увеличением температуры до 100 °С происходит резкое снижение прочностных и деформационных характеристик материала. При чистом изгибе при температурах от 60 до 100 °С разрушение образцов происходит по линии максимальных касательных напряжений, что указывает на необходимость увеличения рабочего сечения образцов при данных температурах.

2. Определены значения прочностных и деформационных характеристик при изгибе стеклопластика с эпоксидно-диановой матрицей (ССЦО) при воздействии температур от 20 до 80 °С в условиях кратковременного нагружения для диаметров стержней 12, 16 и 20 мм. Наибольшие прочностные и деформационные характеристики, а, следовательно, и меньшее их снижение с повышением температуры, были получены для диаметра 12 мм, что связано с большей, чем у других диаметров плотностью материала (меньшие расстояния между однонаправленным стекловолокном). Установлена линейная зависимость снижения модуля упругости и предела прочности при разрушении от температуры. Уравнения дают возможность определить кратковременные предел прочности и модуль упругости стеклопластика в зависимости от температуры эксплуатации.

3. Получены значения прочностных и деформационных характеристик стеклопластика с фенолоформальдегидной матрицей (АГ-4НС) при изгибе в плоскости перпендикулярной прессованию при воздействии температур от 20 до 100 °С в условиях длительного нагружения. Длительный модуль упругости составил 88 % от кратковременного, и уменьшается на 16,9 % при

100 °С по сравнению с 20 °С. Обоснована возможность применения обобщенной формулы С. Н. Журкова для прогнозирования долговечности стеклопластика АГ-4НС в условиях термомеханического нагружения при изгибе и срезе. Получены константы уравнений долговечности при срезе и изгибе. Уравнения позволяют прогнозировать прочность и термостойкость изделий из данного стеклопластика при заданных условиях эксплуатации.

4. Изучен механизм деформирования и разрушения соединений деревянных элементов на стеклопластиковых (диаметром 10, 12, 14, 16, 20 мм) и стальных (10, 12 мм) нагелях в условиях кратковременного нагружения при вариации температур от 20 до 100 °С. Механизмы деформирования соединений на стальных и стеклопластиковых нагелях различны в исследованном диапазоне температур. G увеличением температуры схема разрушения соединений на нагелях видоизменяется. Установлены зависимости несущей и деформационной способности нагельных соединений от температуры и диаметра нагелей. При температуре 20 °G с увеличением диаметра нагеля с 10 до 16 мм для АГ-4НС несущая способность соединения возросла на 203 % и с 12 до 20 мм для ССЦО - на 173 %. Повышение температуры для каждого диаметра нагеля вызывает снижение несущей способности и увеличение деформации, за исключением температуры 80 °С.

5. Проведены экспериментальные и численные исследования напряженно-деформированного состояния древесины нагельного гнезда при повышенных температурах. Для диаметров штампа 10, 14 и 20 мм при 80 °С отмечено повышение уровня теоретических и экспериментальных радиальных напряжений; величины их сопоставимы с напряжениями при 20 °С. Увеличение диаметра штампа при 20 °С приводит к уменьшению радиальных и тангенциальных напряжений, определенных при условном пределе пропорциональности. Не зависимо от температуры, коэффициент концентрации напряжений у контура отверстия равен 5,5-К>; глубина зоны деформирования древесины равна 2-КЗ диаметрам штампа.

6. Получены зависимости времени до разрушения соединения на стеклопластиковых нагелях от уровня действующего напряжения, которые носят линейный характер (разница между соответствующими коэффициентами уравнений не превышает 10 %, а по свободному члену уравнений-1,3 %). При увеличении уровня нагрузки с течением времени существенно проявляются деформации сдвига в нагелях по плоскостям сплачивания.

7. Уточнена методика расчета нагельных соединений с учетом влияния повышенных температур и времени эксплуатации. Получены значения коэффициентов условий работы для древесины нагельного соединения и стеклопластика АГ-4НС для различных сроков эксплуатации и времени действия температуры. Проведена оценка достоверности предлагаемого в работе расчетного аппарата путем сопоставления опытных и вычисленных величин несущей способности. Расхождение расчетных и экспериментальных значений не превышает 15 %.

Библиография Умнова, Ольга Владимировна, диссертация по теме Строительные конструкции, здания и сооружения

1. Общее собрание РААСН в Казани //Строительные материалы.- 2003.- №7.-С. 50-51.

2. Иванов, A.M. Строительные конструкции из полимерных материалов/ A.M. Иванов, К.Я. Алгазинов, Д.В. Мартинец: учеб. пособие для вузов.- М.: Высш. школа, 1978- 239 е.: ил.

3. Данько, М.С. Методы научно-технического прогнозирования строительных конструкций./ М.С. Данько.- М.: Стройиздат, 1980.- 188 е.: ил.

4. Griffith, A.A. Phenomena of Rupture and Flow in Solids. Phil.Tran.Roy. Soc.(London). 1920. SerA. V-221.- P. 163 198.

5. Френкель, Я.И. Теория обратимых и необратимых трещин в твердых телах/ Я.И. Френкель//Журнал технической физики. -1952.- Т.22, вып. 11.- С. 18571866.

6. Журков, С.Н. Временная зависимость прочности твердых тел/ С.Н. Журков, Б.Н. Нарзулаев// Журнал технической физики. -1953.- Т. 23, вып. 10. -С. 1678.

7. Регель, В.Р. Кинетическая концепция прочности твердых тел./ В.Р. Регель, А.И. Слуцкер, Э.Е. Томашевский.- М.: Наука, 1974. -560 с.

8. Термофлуктационные закономерности деформирования и разрушения пластических масс/ С.Б. Ратнер и др. // Пластические массы.- 1973.-№ 6.-С. 38-41.

9. Ратнер С.Б. Работоспособность пластмасс под нагрузкой и пути ее прогноза и повышения. Общеотраслевые вопросы развития химической промышленности/ С.Б. Ратнер, В.П. Ярцев.- М.: НИИТЭХИМ, 1979.- Вып. 3. -68 с.

10. Ратнер, С.Б. Прочность, долговечность и надежность конст-рукционных пластмасс/ С.Б. Ратнер, В.П. Ярцев.- М.: НИИТЭХИМ, 1983.- Вып. 12.- 76 с.

11. Ратнер, С.Б. Физико-химические основы сопротивления пласстмасс механическому воздействию/ С.Б. Ратнер, В.П. Ярцев.- М.: НИИТЭХИМ, 1985.-40 с.

12. Ратнер, С.Б. Механическое разрушение пластмасс как процесс деструкции полимеров/ С.Б. Ратнер.- М.: НИИТЭХИМ, 1989.- 98 с.

13. Ратнер, С.Б. Пути перехода от испытаний образца к прогнозу работоспособности из пластмасс: обзорная информация. Сер. Пластические массы и синте147тические смолы/ С.Б. Ратнер, В.П. Ярцев.-М.: НИИТЭХИМ, 1982.- 41 с.

14. Ярцев, В.П. Физико-технические основы работоспособности органических материалов в деталях и конструкциях: дис. . д-ра техн. наук./ Ярцев Виктор Петрович- Тамбов, 1998.- 353с.

15. Иванов, Ю.М. Оценка прочности полимерных материалов в зависимости от продолжительности действия нагрузки и температуры: тр. ЦНИИСК: Центральный научно-исследовательский институт промышленных сооружений. 1957.-С. 5-18.

16. Иванов, Ю.М. Длительная прочность древесины по результатам испытания образцов крупных размеров/ Ю.М. Иванов//ИВУЗ. Лесной журнал.- 1978.-№1,-С. 77-83.

17. Иванов Ю.М. О точности определения параметров длительной прочности древесины/ Ю.М. Иванов//ИВУЗ. Лесной журнал.- 1984.- № 4. -С. 62-66.

18. Конструкции из дерева и пластмасс: учеб. для вузов / Ю.В. Слицкоухов и др./ под ред. Г.Г. Карлсена и Ю.В. Слицкоухова.- 5-е изд., перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1986.- 543 с:, ил.

19. Скудра, A.M. Ползучесть и статическая усталость армированных пластиков/ A.M. Скудра, Ф.Я. Булаве.- Рига: Знание, 1971.- 176 с.

20. Гениев, Г.А. О критериях длительной прочности анизотропных материалов/ Г.А. Гениев// ИВУЗ. Строительство.- 1997.- № 9.- С. 25-30.

21. Малмейстер, А.А. Прогнозирование длительной прочности жестких реакто-пластов с учетом их деформационных свойств/А.А Малмейстер//Механика композитных материалов.- 1992.- №4.- С. 465-469.

22. Ашкенази, Е.К. Анизотропия конструкционных материалов: Справ./Е.К. Ашкенази, Э.В. Ганов. -2-е изд., перераб. и доп.- Л.: Машиностроение, 1980.247 с.

23. Адамович, А.Г. Температурно-временная зависимость прочности микропластика из органических волокон/А.Г. Адамович//Высокопрочные армированные полимерные материалы конструкционного назначения.- Л.: ЛДИТП, 1978.- С. 94-98.

24. Ашкенази, Е.К. Влияние технологических дефектов на прочность прессованных изделий из анизотропных стеклопластиков: тех. Информация по итогам науч.-исслед. работ "Прочность материалов'ТЕ.К. Ашкенази, И.Б. Гольфман. -Л.- 1969.- 237 с.

25. Уржумцев, Ю.С. Прогнозирование длительного сопротивления полимерных материалов/Ю.С. Уржумцев.- М.: Наука, 1982.-235 с.

26. Переверзев, Е.С. Учет влияния структурной неоднородности материалов на характеристики долговечности/Е.С. Переверзев//Надежность и прочность технических систем.- Киев: Наукова Думка, 1976.- 342 с.

27. Овчинский, A.G. Процессы разрушения композиционных материалов: имитация микро- и макромеханизмов на ЭВМ/ А.С. Овчинский.- М.: Наука, 1988.278 с.

28. Шоршоров, М.Х. Анализ зависимости прочности композиционных материалов с хрупкими волокнами от прочности раздела. Физика прочности композиционных материалов/М.Х. Шоршоров, JI.M. Устинов, JI.E. Гукасян,- JL: ЛИ-ЯФ, 1979.- С. 34-37.

29. Фудзии Т. Механика разрушения композиционных материалов: пер. с японск./ Т. Фудзии, М. Дзако -М.: Мир, 1982.- 232 е., ил.

30. Болотин, В.В. Механика композиционных материалов и конструкций из них. Строительная механика. Современное состояние и перспективы развития/ В.В. Болотин, И;И. Гольденблат, А.Ф. Смирнов.-М.: Стройиздат, 1972.-С. 65-98.

31. Вейбулл, В.А. Усталостные испытания и анализ их результатов/В.А. Вей-булл.- М.: Машиностроение, 1964.- 275 с.

32. Малинин, Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести: учеб. для студентов вузов/ Н.Н. Малинин- 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1975.-40 е., ил.

33. Зубчанинов, В.Г. Основы теории упругости и пластичности: учеб. для ма-шиностроит. спец. вузов/ В.Г. Зубчанинов.- М.: Высш. школа, 1990.- 368 е., ил.

34. Малмейстер, А.А. Прогнозирование релаксационных свойств эпоксидного связующего ЭДТ-10 при сложном напряженном состоянии/А.А. Малмейстер,

35. Ю.О. Янсон // Механика композитных материалов.- 1983.- №5.-С. 889-894.

36. Тарнопольский, Ю.М. Конструкционная прочность и деформативность стеклопластиков/Ю.М. Тарнопольский, A.M. Скурда.- Рига: Знание, 1966.-260с.

37. Прочность композитных материалов/В.Н. Козомазов и др./под ред. Соло-матова В.И.- Липецк: НПО "ОРИУС", 1995.- 112 е., ил.

38. Белянкин, Ф.П. Длительное сопротивление дерева/Ф.П. Белянкин.- М.: Гос-стройиздат, 1934.- 218с.

39. Шуль, Г.С. Влияние химической природы матрицы на прочность сцепления с арамидными волокнами армос/Г.С. Шуль, Ю.А. Горбаткина, Г.П. Машин-ская//Механика композитных материалов.- 1988,- № 3.- С. 391-406.

40. Соколкин, Ю.Б. Вероятностная модель прочности, трещиностойкости и циклической долговечности однонаправленного волокнистого композита/ Ю .Б. Соколкин, A.M. Постных, А.А. Чекалкин//Механика композитных материалов.-1992.-№ 2.-С. 196-203.

41. Портной, К.И. К оценке взаимодействия и совместимости компонентов в волокнистых композиционных материалах/К.И. Портной, А.А. Заболоцкий В.А. Турченников/ЯТорошковая металлургия.- 1978.- № 10.- С. 64-71.

42. Панасюк, В.В. Актуальные проблемы прочности и разрушения материалов и конструкций/В .В. Панасюк, B.C. Иванова, С.Я. Ярема.- Львов: АН УССР, 1985. (Препринт № 96).- 57с.

43. Перепечко, И.И. Структурная гетерогенность эпоксидного связующего в однонаправленном стеклопластике/И.И. Перепечко и- др.//Механика композитных материалов.- (Рига: Латвийская АН)- 1993.- Т.29, № 4.- С. 435-439.

44. Розен, Б. Механика упрочнения композиций. Волокнистые композиционные материалы/Б.Розен.- М.: Мир. 1967. 314с.

45. Дмитриенко, Ю.И. Длительная прочность армированных композитов/ Ю.И.Дмитриенко, И.П. Дмитриенко//Механика композитных материалов.-1989.-№ 1.-С. 16-22.

46. Малмейстер, А.А. Ускоренная оценка зависимости длительной прочности от температуры жестких полимерных материалов с учетом их деформационных свойств/ А.А. Малмейстер//Механика композитных материалов.- 1993.- № 3.-С. 324-328.

47. Механические свойства материалов при повышенных температурах: под ред. А.Б. Герцова. М., 1965.- 294 с.

48. Бартенев, Г.М. Релаксационные процессы в стеклообразных системах/Г.М. Бартенев, Д.С. Сандитов.- Новосибирск: Наука, 1986.- 236с.

49. Безухов, Н.И. Расчеты на прочность, устойчивость и колебания в условиях высоких температур/Н.И. Безухов и др..- М.: Машиностроение, 1965.- 567с.

50. Керч, Г.М. Статическая интерпретация факторов приведения по температуре и по напряжению/Г.М. Керч, JI.A. Ирген//Механика полимеров.- 1976.-№3.-С. 528-531.

51. Назаров, Г.Н. Конструкционные пластмассы: справочник/Г.Н. Назаров.- М.: Машиностроение, 1965.- 294 с.

52. Чапский, К.А. Механические свойства стеклопластиков. Исследование конструкционных пластмасс и строительных конструкций на их основе/К.А. Чапский.- М.: Госстройиздат, 1962.- 152с.

53. Гуревич, Б.Г. Исследование прочностных характеристик некоторых стекло-пластиков/Б.Г. Гуревич, B.C. Стреляев.- М.: 1976.- 188с.

54. Каган, М.Е. Выбор и изготовление образцов из стеклопластика АГ-4С для стандартных механических испытаний/М.Е. Каган, А.С. Лапидус//Бюллетень технико-экономической информации Тульского Совнархоза.- 1961.- № 10 (48).-С. 28-37.

55. Исследование деформаций и прочности стеклопластика АГ-4С/отчет по теме/Институт гидродинамики Сибирского отделения АН СССР, 1963.- 26с.

56. Грезин, В.М. Исследование прочности и деформативности однонаправленного стеклопластика АГ-4С при кратковременном и длительном действии нагрузок: дис. канд. техн. наук.- М., 1964.- 256с.

57. Чулицкий, Н.Н. Исследование факторов характеристик сушки древесины/ Н.Н. Чулицкий/Тр. ВИАМ.-М.: ВИАМ, 1934.-Вып. 13.-164с.

58. Бойко, М.Д. Влияние температурно-влажностного состояния древесины на прочность/М.Д. Бойко.- М.: Гос. изд-во литературы по стр-ву и арх-ре Ленинграда, 1952.-356с.

59. Леонтьев, Н.Л. Упругие деформации древесины/Н.Л. Леонтьев.- Л.: Гос-лесбумиздат, 1962.- 74с.

60. Перелыгин, Л. М. Древесиноведение: учеб/Л. М. Перелыгин.- М.: Лесн. пром-сть, 1969,- 316с.

61. Боровиков, A.M. Справочник по древесине/А.М. Боровиков, Б.Н; Уголев: под ред. Б.Н. Уголева.- М.: Лесн. пром-сть, 1989.- 236с.

62. Общий курс строительных материалов: учеб. пособие для строит, спец. вузов/ под ред. И.А. Рыбьева.- М.: Высш. шк., 1978.- 584с.

63. Ломакин, А.Д. Исследование влияния температурно-влажностных воздействий среды животноводческих и птицеводческих зданий на состояние несущих деревянных конструкций. Автореферат, диссканд. техн. Наук/А.Д. Ломакин.- М., 1972.-197 с.

64. Леонтьев, Н.Л. Длительное сопротивление древесины/Н.Л. Леонтьев.- М.-Л.: 1957.312 с.

65. Иванов, Ю.М. Основные вопросы изучения ползучести древесины: тр.

66. ЦНИИСК/Ю.М. Иванов; Центральный научно-исследовательский институт промышленных сооружений. -1955.- С. 100-115.

67. Иванов, Ю.М. Последействие в древесине конструктивных элементов/ Ю.М. Иванов//ИЗВУ3: Стр-во и арх-ра.- 1977.- № 11.- С. 24-32.

68. Ярцев, В.П. Влияние вида напряженного состояния, температуры и жидких сред на предел длительного сопротивления древесины/ Ярцев, В.П.//Вестник ТГТУ.- 2003.- Т. 9, №4.- С. 718-721.

69. Быковский, В.Н. Сопротивление материалов во времени с учетом статических факторов/ В.Н. Быковский.- М.: Госстройиздат, 1958.- 268 с.

70. Бартенев. Г.М. Строение и механические свойства неорганических стекол/ Г.М. Бартенев.- М.: Стройиздат, 1966.- 216 с.

71. Орлович, Р.Б. О напряженно-дефомированном состоянии увлажненных деревянных элементов при длительном нагружении/ Р.Б. Орлович, Н.А. Добродеев, С.П. Орлович/ Известия вузов: Стр-во и арх-ра.- 1984.- № 2.- С. 54-59.

72. Андреев, С.А. Применение стержневых соединений в деревянных конст-рукциях/С.А. Андреев//Стройиндустрия.- 1930.-№ 7, 8.

73. Маслов, В.Н. Расчет болтового, работающего на разрыв стыка деревянной фермы как упругой системы/ В.Н. Маслов// Сб. тр. Моск. ин. инж. трансп.-1926.- Вып. 2.-С.114-119.

74. Иванов, В.Ф. Исследование работы нагельных соединений в пределах упру-гости/В.Ф. Иванов, Л.И. Мальцев//Тр. Ленингр. инст. инженер, коммунал. строит., -1939.-С. 167-175.

75. Николаи, Б.А. Теория расчета нагельного сопряжения в деревянных конструкциях/ Б.А. Николаи//НДТВЧ, 1935.-164с.

76. Леняшин, А.В. Исследование сопряжений на нагелях: научно-технический отчет лаборатории деревянных конструкций ЦНИИПС.-1934-1935.-№ 44125100.

77. Донченко, В.Г. Нагельные соединения в автодорожных мостах В.Г. Дончен-ко.- М.: Дориздат, 1952.- 255 с.

78. Слицкоухов, Ю.В. Исследование работы симметричных сопряжений элементов деревянных конструкций на нагелях из круглой стали: автореф. дисс. канд. техн. Наук/ Ю.В. Слицкоухов.- М., 1956.- 12с.

79. Жемочкин, Б.Н. Расчет упругой заделки стержня/Б.Н. Жемочкин.- М.: Стройиздат, 1948.- 340 с.

80. Туркин, В.В. Исследование работы цилиндрического нагеля из стеклопластика AF-4C в сопряжениях элементов деревянных конструкций при действии кратковременных нагрузок: автореф. дисс. канд. техн. наук/В.В. Туркин.- М., 1970.- 14с.

81. Фаерберг, И.И. К расчету болтовых соединений деревянных деталей. Техн. отчет ЦАГИ/ И.И. Фаерберг.-М., 1943.-№19.-215 с.

82. Григорев, А.С. Метод расчета балки на упруго-пластическом основании и применение этого метода к расчету болтов в древесине/ А.С. Григорев// Труды ЦАГИ.- 1946.- №600.- С. 235-257 с.

83. Дмитриев, Исследование работы цилиндрических нагелей из АГ-4С в соединениях деревянных элементов/ П.А. Дмитриев, Ю.Д. Стрижаков//Труды НИСИ им. В.В. Куйбышева. Вып.11 Строительные конструкции,-1970.-С.87-95.

84. Стрижаков, Ю.Д. Исследование работы и расчет соединений деревянных элементов под углом на нагелях из стеклопластика АГ-4С при действии кратковременных и длительных нагрузок: автореф. дисс. канд. техн. наук/ Ю.Д. Стрижаков.-Новосибирск, 1971.- 17с.

85. Каган, М.Е. Выбор и изготовление образцов из стеклопластика АГ-4С для стандартных механических испытаний/М.Е. Каган, А.С. Лапидус//Бюллетень технико-экономической информации Тульского Совнархоза.- 1961.- № 10 (48).

86. Иванов, Ю.М. Предел пластического течения древесины/Ю.М. Иванов.- М.: Стройиздат, ,1948.- 178 с.

87. Иванов, Ю.М. О предельных состояниях элементов соединении и конструк-ций/Ю.М. Иванов.- М.: Стройиздат, 1947. 137 с.

88. Ржаницин, А.Р. Теоретические предпосылки к построению теории деформирования древесины во времени. ВНИТО строителей: Тезисы докладов совещания по теории прочности древесины/А.Р. Ржаницин.-М., 1952.- 340 с.

89. Быковский, В.Н. Применение механики упруго-вязких тел к построению методов расчета деревянных конструкций во времени/ В.Н. Быковский// Исследование прочности и деформативности древесины: сб.- М., 1956. С. 69-76 с.

90. Дмитриев, П.А. Исследование прочности древесины на смятие в отверстии при кратковременном и длительном действии нагрузки/П.А. Дмитриев//ИЗВУЗ: Стр-во и арх-ра.- 1965.- № 12. С. 36-48.

91. Иванов, Ю.М. Надежность конструкций и темп накопления повреждений в материале/Ю.М. Иванов, А.В. Мальчиков, Ю.Ю. Славик //ИЗВУЗ: Строительство.- 1992.-ЖЗ.- С. 57-64.

92. Рекомендации по испытанию соединений деревянных конструкций. ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко.- М.: Стройиздат, 1980.- 40с.

93. Серова, Е.Т. Прочность и деформативность нагельных соединений из стеклопластика АГ-4С при длительном действии нагрузки: дисс. канд. техн. на-ук./Серова Евелина Титовна.-М, 1982.- 205с.

94. Никитин, Г.Г. Расчет нагельных соединений с учетом деформаций развивающихся во времени: дис. канд. техн. наук./Никитин Г.Г.- Л., 1964.- 214 с.

95. Белянкин, Ф.П. Метод расчета деревянных конструкций по предельным состояниям и задачи исследования длительной сопротивляемости древесины/ Ф.П. Белянкин//Исследования прочности и деформативности древесины: сб.-М., 1956.- С. 198-259.

96. Белянкин, Ф.П., Яценко В.Ф. Деформативность и сопротивляемость древесины как упруго-вязко-пластического тела/Ф.П. Белянкин, В.Ф. Яценко/Изд. АН УССР, 1957:- 194 с.

97. СНиП П-25-80. Строительные нормы и правила. Деревянные конструкции.-М, 1995.- 28с.: ил.

98. ГОСТ 20437-89. Материал прессовочный АГ-4. Технические условия.

99. ГОСТ 8325-62. Нити стеклянные крученые.104: Тарнопольский, Ю.М., Кинцис Т.Я. Методы статических испытаний армированных пластиков//Ю.М. Тарнопольский, Т.Я. Кинцис.- 2-е изд., перераб. -М.: Химия, 1975.-408 С.

100. ГОСТ 7855-84. Машины разрывные и универсальные для статических испытаний металлов и конструкционных пластмасс. Типы. Основные параметры. Общие технические требования.

101. Расчеты на прочность. Методы испытаний композитных материалов с полимерной матрицей. Методы испытаний на ползучесть и длительную прочность при растяжении при нормальной и повышенной температурах.- М.: ВНИИН-МАШ, 1982.- 67с.

102. Расчеты на прочность. Методы механических испытаний композитных материалов с полимерной матрицей на межслойный сдвиг при нормальной, повышенной и пониженной температурах. Методические рекомендации,- М.: ВНИИНМАШ, 1982. 56 с.

103. ГОСТ 12423-66 (СТ СЭВ 885-78). Пластмассы. Условия Кондиционирования образцов.

104. ГОСТ 14359-69. Пластмассы. Методы механических испытаний. Общие требования.

105. ГОСТ 4648-71. Пластмассы. Метод испытания на статический изгиб.

106. ТУ 6-48-00204961-35-96. Стержни стеклопластиковые цилиндрические однонаправленные.

107. ГОСТ 9550-81 (СТ СЭВ 2345-80). Пластмассы. Методы определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе.

108. Иванов, A.M. Расчет элементов деревянных конструкций с учетом продолжительности воздействия нагрузки/ A.M. Иванов// Сб. трудов: Воронежский инженерно-строительный институт.- 1957.- № 6. С. 24-32.

109. Иванов, Ю.М. Рекомендации по испытанию деревянных конструкций/ Ю.М. Иванов.- М.: Стройиздат, 1976.- 53 с.

110. Умнова, О.В. Деформационно-прочностные характеристики стеклопластика АГ-4нС при чистом изгибе в условиях повышенных температур/ О.В. Умно-ва//ГУ научная конференция ТГТУ: краткие тезисы докл.- Тамбов: Изд-во ТГТУ, 1999.- С. 157.

111. Умнова, О.В. Работа стеклопластика АГ-4НС в плоскости прессования при нормальной и повышенных температурах/ О.В. Умнова, А.Г. Воронков// Труды ТГТУ: сб. научных статей молодых ученых и сотрудников.- Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2001.- Вып. 10.- С. 54-60.

112. Умнова, О.В. Исследование работы стеклопластика АГ-4НС при статическом изгибе с вариацией температур/ О.В. Умнова, В.П. Ярцев// Труды ТГТУ: сб. научных статей молодых ученых и сотрудников. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 1999.- Вып. 4.- С. 142-146.

113. Умнова, О.В. Влияние направления и вида нагружения на прочность и долговечность стеклопластика АГ-4НС/ О.В. Умнова, В.П. Ярцев//ЗАО НП Пластические массы.- 2003.- № 8.- С. 22-24.

114. Умнова, О.В. Исследование работы стеклопластика АГ-4НС на изгиб и срез при различных температурах/О.В. Умнова/Я научная конференция ТГТУ: краткие тез. докл.- Тамбов: Изд-во ТГТУ, 1994.- С. 126.

115. Умнова, О.В. Исследование температурно-временной зависимости стеклопластика АГ-4нС при срезе/О.В. Умнова, И.М. Гуськов, В.П. Ярцев//Молодые ученые — сельскому строительству: тез. докл. Науч.-техн. конф.- М.: ЦНИИЭП157сельстрой, 1990.- С. 12-13.

116. Воронков, А.Г. Влияние времени приложения нагрузки и температуры на прочностные и деформативные характеристики стеклопластика АГ-4нС/А.Г. Воронков, О.В. Умнова//У1 научная конференция: матер, конф.- Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2001.- Ч.1.- С. 204.

117. Умнова О.В. Нагельные соединения деревянных элементов (Оценка несущей и деформационной способности)/О.В. Умнова, В.П. Ярцев//Жилищное строительство: Ладья. 2003.- № 9.- С.28-29.

118. Живоглазова, Е.С. Исследование напряженного состояния древесины нагельного гнезда/Е.С. Живоглазова, О.В. Умнова/ЛХ научная конференция: пле-нарн. докл. и краткие тез. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2004.- С219-220.

119. ГОСТ 16483.0-78* Древесина. Методы отбора образцов и общие требования при физико-механических испытаниях.

120. Золотухин, Ю.Д. Испытание строительных конструкций: учеб. пособие для вузов по спец. "Пром. И гражд. стр-во'7 Ю.Д. Золотухин.- Минск.: Высш. школа, 1983.- 208с.: ил.

121. Ренский, А.Б. Тензометрирование строительных конструкций и материа-лов/А.Б. Ренский, Д.С. Баранов, Р.А. Макаров.- М.: Стройиздат, 1977.- 239с.

122. Лехницкий, С.Г. Теория упругости анизотропного тел а/С.Г. Лехницкий.-М.: Наука, 1977.-415с.

123. Ашкенази, Е.К. Анизотропия конструкционных материалов: справ./ Е.К. Ашкенази, Э.В. Ганов.- Л., 1980.-247с.

124. Умнова, О.В. Влияние температуры эксплуатации на напряженное состояние древесины нагельного гнезда/ О.В. Умнова// Труды ТГТУ: сб. науч. Ст. молодых ученых и студентов.- Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2005.- Вып. 17.- С. 200-203.

125. Гребенюк, Г.И. Оптимизация нагельных соединений в деревянных конст-рукциях/Гребенюк Г.И. и др.//ИЗВУЗ. Строительство.- 1995.- № 11.-С. 21-26.

126. Дмитриев, П.А. Несущая способность соединений на стальных цилиндрических нагелях в зависимости от влажности древесины/П.А. Дмитриев, В.Г. Сипаренко, JI.A. Максименко//ИЗВУЗ. Строительство.- 1996.- № 7. С. 34-38.

127. Умнова О.В. Расчет нагельных соединений в деревянных конструкциях с учетом времени и температуры эксплуатации/О.В. Умнова.- Тамбов: ТГТУ, 2005. ЭлМП№ 1459.-22 с.

128. Дедов, B.JI. Малоцикловая усталость древесины при сжатии вдоль волокон/ О.В. Умнова, ВЛ. Дедов/ЛД1 научная конференция: пленар. докл. и тез. стендовых докл.- Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2002.- Ч.1.- С. 72-73.

129. Потапова, Л.Б. Механика материалов при сложном напряженном основании. Как прогнозируют предельные напряжения? Мн.7 Л.Б. Потапова, В.П. Ярцев.- М.: Машиностроение -1, 2005.- 244с.

Похожие работы

Строительство
05.23.00