автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Повышение эксплуатационной надежности деревокомпозитных балочных конструкций

На правах рукописи

005055871

ШОХИН Павел Борисович

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ДЕРЕВОКОМПОЗИТНЫХ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05.21.05 — Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Архангельск 2012

2 9 НОЯ 2012

005055871

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича

Столетовых»

Научный руководитель: доктор технических наук

Рощина Светлана Ивановна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Лабудин Борис Васильевич (ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.Ломоносова»)

Кандидат технических наук, доцент Коноплев Сергей Петрович

(ФГОБУ ВПО «Финансовый университет при Правительстве РФ», Архангельский филиал)

Ведущая организация: ОАО «Архгипродрев»

(163061, г. Архангельск, пр. Троицкий, 106)

Защита состоится « 19 » декабря 2012 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.008.01 при ФГАОУ ВПО «Северный Арктический федеральный университет им. М.В. Ломоносова» (САФУ) по адресу: 163002, г. Архангельск, наб. Сев. Двины, 17, главный корпус, ауд. 1220.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке САФУ.

Просим Ваши отзывы на автореферат с заверенными подписями направлять в двух экземплярах по адресу: 163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17, ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова», ученому секретарю диссертационного Совета Д 212.008.01.

Тел./факс (8-8182) 28-75-67, e-mail: alz@atnet.ru

Автореферат разослан « 15 » ноября 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

А.Е.Земцовский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Древесина обладает целым рядом свойств, которые позволяют широко использовать ее в различных отраслях: деревообрабатывающей, деревянном домостроении, транспорте, энергетике и др. Одной из важнейших технических задач является повышение эффективности использования древесины за счет применения конструкций и изделий с малой материалоемкостью и высокими эксплуатационными параметрами.

Для рационального использования древесины при изготовлении новых видов деревянных конструкций, усиления узлов и сопряжений в настоящее время целесообразно применение новых материалов и технических решений с использованием наноклеевых композиций.

Такие решения позволяют создать конструкции с высокими прочностными и жесткостными характеристиками и могут способствовать снижению расхода древесины и повышению эксплуатационной надежности деревянных конструкций.

Наибольший интерес представляют элементы конструкций и технологии изготовления деревянных конструкций с применением современных композиционных полимерных материалов с включением в их состав углеродных нанотрубок, что существенно повышает их несущую способность. Поэтому проведение исследований в этом направлении является актуальным.

Цель исследований - совершенствование деревокомпозитных конструкций на основе эпоксидной матрицы с включением углеродных нанотрубок и стеклоткани, научно обоснованное увеличение прочностных и жесткостных характеристик, повышающих эксплуатационную надежность.

Для достижения поставленной цели определены задачи:

1. Провести системный анализ решения вопросов повышения прочности, долговечности, эффективного использования древесины в композитных конструкциях.

2. Разработать технические и технологические решения деревокомпозитных конструкций с использованием полимерных клеевых композиций с применением углеродных нанотрубок.

3. Провести теоретические исследования деревокомпозитных конструкций с оценкой влияния включения углеродных нанотрубок в состав полимерных клеев на напряженно-деформированное состояние (НДС) древесины.

4. Выполнить экспериментальные исследования по оценке прочности и деформативности деревокомпозитных балок.

5. Усовершенствовать технологию изготовления деревокомпозитных балок с применением наноклеевых композиций.

6. Разработать рекомендации по совершенствованию методик расчета и технологии изготовления деревокомпозитных балок.

Научная новизна результатов исследований:

- получены новые результаты экспериментально-теоретических исследований, отражающие особенности работы деревокомпозитных конструкций с включением в клеевую композицию углеродных нанотрубок;

- теоретически определены параметры НДС деревокомпозитной конструкции с применением сертифицированного программного комплекса «Лира 9.2»;

- разработана новая конструкция балки из древесины с включением нано-ткани в краевые зоны;

- обоснована и разработана технология изготовления деревокомпозитных балок с включением в состав клеевой композиции углеродных нанотрубок;

- экспериментально доказана возможность повышения прочности и жесткости деревокомпозитной конструкции с использованием наноклеевых композиций;

- установлена степень влияния углеродных нанотрубок в клеевой композиции на НДС конструкции балки;

- научно обоснованы направления практического использования деревокомпозитных балочных конструкций.

На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований деревокомпозитных балочных конструкций;

- результаты исследований качественной и количественной характеристики прочности и деформативности композитных балок;

- уточненная методика инженерного расчета деревокомпозитных балочных конструкций;

- научно обоснованные рекомендации по совершенствованию технологии изготовления и предложения по повышению эксплуатационной надежности деревокомпозитных конструкций;

Практическая значимость работы

Результаты исследования расширяют область применения деревокомпозитных конструкций, повышают эффективность применения древесины в композитных конструкциях и их эксплуатационную надежность.

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректностью поставленных задач, использованием принятых в строительной механике гипотез и допущений; современными средствами исследования с применением сертифицированной инструментальной базы; методикой проведения численных экспериментов с использованием вычислительных программ; приемлемой сходимостью результатов экспериментальных и теоретических исследований.

Реализация результатов работы

Результаты исследований использованы при разработке совместно с ГУ «Промстройпроект» альбома рабочих чертежей «Композитные балки междуэтажных перекрытий пролетом 6 м», в ТУ на изготовление балок, в учебном процессе, внедрены при проектировании усиления междуэтажных перекрытий деревянных жилых домов (г. Владимир).

Апробация работы

Основные положения работы и результаты исследований доложены на Международном симпозиуме «Современные строительные конструкции из дерева и пластмасс» (г. Одесса, 2012 г); международной научно-технической конференции «Строительная наука 2010» (г. Владимир, 2010 г.); научной конференции «Проблемы устойчивости и безопасности систем жизнеобеспечения городов и сферы жилищно-коммунального хозяйства» (г. Москва, 2011 г.); международной научно-практической конференции «Перспективные разработки науки и техники» (г. Пшемысль, Польша, 2011 г.); международной научно-практической конференции «Дни науки — 2012» (г. Прага, Чехия, 2012 г.), научно-технический семинар лесотехнического института САФУ (г. Архангельск, 2012 г.), участие в гранте «Разработка образовательной программы повышения квалификации и учебно-методического комплекса в сфере производства наномо-дифицированного ПЭТ-волокна и нетканых материалов на его осно-ве»(г.Владимир, 2012 г.)

Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 9 печатных работ, в том числе одна в издании по перечню ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, библиографического списка включающего 135 наименований. Изложена на 157 страницах и содержит 70 рисунков, 5 таблиц, приложение.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введепии обоснована актуальность темы, обозначено направление исследований.

В первой главе приведены результаты анализа современного состояния и перспективы развития композитных конструкций на основе древесины, полимерных клеевых композиций с применением углеродных нанотрубок, определены направления повышения эффективности их применения.

В разное время проблемами прочности, долговечности и устойчивости деревянных конструкций, оценкой технических возможностей древесины при их производстве, повышением эффективности использования ресурсов древесины в нашей стране занимались Арленинов Д.К., Ашке-нази Е.К., Белянкин Ф.П., Глухих В.Н., Дмитриев П.А., Жаданов В.И., Знаменский Е.М., Иванов A.M., Иванов Ю.М., Инжутов И.С., Карлсен Г.Г., Квасников E.H., Лабудин Б.В., Левинский Ю.Б., Леонтьев НЛ.,

Линьков В.И., Мажара П.И., Манжос Ф.М., Мелехов В.И., Митинский А.Н., Михайлов Б.К., Найчук А.Я., Онегин В.И., Орлович Р.Б., Павлов

A.П., Погорельцев A.A., Пятикрестовский К.П., Рощина С.И., Рыкунин С.Н., Савков В.И., Светозарова Е.И., Серов E.H., Славик Ю.Ю., Стоянов

B.В., Травуш В.И., Турков A.B., Турковский С.Б., Уголев Б.Н., Фурсов В.В., Черных А.Г., Щуко В.Ю., за рубежом - Bauman R., Haring Н., Kollmann F., Larsen H., Lyon D.E., Mielczarek Z., Norris H. и др.

Исследованиями процессов механической обработки и склеивания древесины, качества соединений клееных деревянных конструкций занимались известные ученые: Аксенов П.П., Баженов В.А., Боровиков A.M., Вуба К.Т., Губенко А.Б., Исаев С.П., Ковальчук J1.M., Копейкин A.M., Куликов В.А., Михайлов В.Н., Огурцов В.В., Пластинин С.Н., Турушев В.Г., Фрейдин A.C., Хрулев В.М. и др.

Углеродные нанотрубки в настоящее время находят применение при создании новых конструкций из древесины и других материалов. Они обладают уникальными механическими, электрическими и термическими свойствами, пригодными для широкого спектра применения. Высокая прочность углеродных нанотрубок позволяет применять их для создания различных видов композитных материалов из углеродных волокон и эпоксидных смол. Предложенные в работе технические решения с использованием углеродных нанотрубок на армированном волокнами композиционном материале позволяет увеличить прочность конструкции от 10 до 50%. Такой уровень упрочнения конструкции может иметь существенное значение для рассматриваемого композиционного материала, обычно ограниченного свойствами клеевой композиции.

Таким образом, композитные конструкции позволяют рационально использовать древесину, снизить себестоимость продукции, способствуя ресурсосбережению, что является актуальной задачей исследований.

Во второй главе содержатся результаты системного анализа современных деревоклееных конструкций и рассмотрены вопросы теоретической оценки прочности и деформативности композитных балок для деревянного домостроения.

Исследования проведены на 4-х вариантах композитных балок, для сравнения полученных показателей исследования производились на цельной деревянной балке, которая служила эталоном (рис.1).

Основными элементами деревоклееной композитной балки являются древесина, стеклоткань на основе базальтового волокна и эпоксидная матрица, с включенными в ее состав углеродными нанотрубками. Сечение исследуемых балок 100x70 мм. Стеклоткань приклеивалась в растянутой зоне деревянной балки на эпоксидной матрице смолой ЭД-20.

Существующие в настоящее время методы расчета деревянных конструкций позволяют с достаточной точностью оценивать их несущую способность и деформативность для любых сечений и на любой стадии работы. С точки зрения проектирования прикладным является инженер-

ный метод расчета деревянных конструкций по приведенным геометрическим характеристикам. Этот метод, базирующийся на работах В.М.Коченова, А.Р. Ржаницина и др., с достаточной точностью позволяет оценить несущую способность и деформативность балок в упругой стадии работы.

При проведении расчета определяли несущую способность и деформативность деревокомпозитных балок, подбор количества слоев стеклоткани в растянутой зоне.

5К-!

вт-1

Рис.1. Варианты композитных балок перекрытия

На начальном этапе расчета определены приведенные геометрические характеристики сечения деревоклееной композитной балки, необходимые для расчета конструкции. Это

- площадь приведенного сечения:

(1)

- статический момент инерции:

- момент инерции:

/,,Р = з (у/ (3)

- моменты сопротивления соответственно для сжатой и растянутой зон:

IV " = —• ¡V ' = ■ (4)

пр , ' пр > ^ '

К Ус

ц = —— = —1— - коэффициент армирования. Рь, Ь-к

Г - площадь армирующего слоя;

п = — - коэффициент приведения. Еь

Л, - толщина армирующего слоя; Л - высота сечения;

Ас = К-ус - высота сжатой зоны сечения

V = =--г—- = —Ц-г—- - положение центра тяжести

" ^ Ь-к-Ь + ц-и) (1 + (1-п)

сечения.

Расчет произведен по двум группам предельных состояний по известным формулам сопротивления материалов.

Расчет по первой группе предельных состояний на действие максимального изгибающего момента выполнен для опасных сечений, которые находятся в середине пролета балки.

Изгибающий момент для шарнирно опертой балки на двух опорах при загружении ее точечной нагрузкой определяется по принятым формулам сопромата с учетом граничных условий.

Максимальные краевые нормальные напряжения в древесине растянутой и сжатой зон не должны превышать расчетного сопротивления древесины на растяжение и сжатие, соответственно:

*.= — (5)

' »V ' К

Расчет на устойчивость плоской формы деформирования выполнен на действие максимального изгибающего момента:

Л

V*

Для второй группы предельных состояний определяли максимальный прогиб и сравнивали его с предельным.

На начальном этапе вычислялся прогиб балки пролетом 1 постоянного сечения высотой Ь без учета деформаций сдвига на действие распределенной нагрузки Р:

(8)

Наибольший прогиб в середине пролета балки не должен превышать предельно допустимого прогиба:

где <рм -Ы0--—г-кф. (7)

'-fb-e

(9)

где Л - коэффициент, учитывающий влияние переменности высоты сечения; с - коэффициент, учитывающий влияние деформаций сдвига от поперечной силы, f„p - нормируемое значение вертикального перемещения; куж и куж - коэффициенты упрочнения, которые необходимо определить экспериментальным путем.

Вместе с тем, расчет композитных конструкций и элементов как правило ведется лишь в предположении упругой работы материалов, что не соответствует действительной работе элементов за пределом упругости и не выявляет действительной несущей способности, деформативно-сти и живучести древесины при запредельных нагрузках.

При нагружении композитных конструкций внешней нагрузкой до разрушения отчетливо проявляются три характерные и последовательные стадии напряженно-деформированного состояния: условно-упругая, упруго - пластическая и разрушения.

Действительные диаграммы работы древесины по Белянкину — Прагеру на сжатие и растяжение имеют нелинейные зависимости, приведены на рис.2 и могут быть использованы в расчетах за пределами упругости.

1.0 0.9 0.3 0.7 0.6

0.4

0.3 0.2 0.1

01 2345678 Е.

Рис.2 Приведенные диаграммы работы древесины (сосна): 1 - при растяжении, 2 — при сжатии

С учетом зависимостей cr=f(e) в диссертации выполнен детальный анализ напряженно деформированного состояния конструкций на всех стадиях работы с использованием метода конечных элементов в программном комплексе Lira 9.2. ( рис. 3).

Расчет производился с учетом действительной работы в статической постановке с учетом физической нелинейности материала древесины. Работа древесины описывалась диаграммами, построенными на основании экспериментальных исследований стандартных образцов на сжатие

-У

/ /

1 W 1 г л t -->- Oz 1.0 --0.8 --0,6 --0.4 --0.2

и растяжение. Расчетная схема конструкции принята в виде балки на двух опорах, загруженная точечной нагрузкой по схеме чистого изгиба. По результатам исследований построены диаграммы краевых напряжений и общих деформаций конструкции в зависимости от действующей нагрузки ( рис.4,5,6).

Р/2

г

хг

Р/2

к

;т

| -89,905 |

Рис 3. Напряженно-деформированное состояние деревокомпозитной балки с применением наноткани: а — расчетная схема; б - эшоры нормальных напряжений в опорной части; в - эшоры нормальных напряжений в середине пролета; __ эпюры напряжений в цельной балке

Рис.4. Диаграмма нагрузка - прогибы

100 150 200 250 300 Напряжения, кг/см1

Рис.5. Диаграмма нагрузка - сжимающие напряжения в древесине

Напряжения, кг/см*

Рис.6. Диаграмма нагрузка - растягивающие напряжения в древесине 1 1

В расчеты численным методом введены графики действительной работы древесины, учитывающие нелинейность, анизотропию и ползучесть древесины. Точность полученных результатов выше, чем результатов инженерного метода расчета. Нами рекомендуется учитывать ползучесть и анизотропию интегрально, используя методику В.Ю. Щуко и С.И.Рощиной.

Значения характеристики ползучести (Щ можно определить по данным краевых деформаций древесины сжатой и растянутой зон и максимальным вертикальным перемещениям балки:

м =

а.

(10)

-Ф) «ФУ

где Е» й

о соответственно конечные и начальные (упругие) деформации сжатой и растянутой зоны; Л, /о - конечные и начальные значения прогибов.

Тогда значение напряжения в древесине в текущий момент времени I:

■4л

(П)

М/Крщ

Ш 02 03 Ш 85 06 Рис. 7. Зависимость характеристики ползучести от уровня нагружения для древесины балок пролетом 2,25 м

1 ]

1- иг 2-1Н» м«

V 1

О ч

ч<

4

-» > ч

141®

и IIII а а в а и «Гаг а и' Рис. 8. Зависимость изменения скорости (уф=ф1/сут) и характеристики ползучести во времени в зависимости от уровня загружения (г)=М/Мразр)

В третьей главе разработаны программы планирования и методики испытания деревокомпозитных балочных конструкций.

Программа испытаний содержит: выбор экспериментального метода; определение количества испытываемых моделей и их назначение; чертежи испытываемой конструкции с фактическими геометрическими размерами, жесткостными характеристиками, ведомостями дефектов и повреждений; результаты предварительного расчета конструкций на испытательные нагрузки с учетом фактических размеров элементов. Ожидаемые величины перемещений, усилий, деформаций и напряжений в

точках их измерений; установление элементов, сечений и конкретных точек в которых будут осуществляться измерения; установление количества ступеней нагружения, приращение нагрузки и временной интервал; определение требуемой точности измерения и подбор аппаратуры с необходимыми параметрами точности и диапазона.

В результате планирования эксперимента определено оптимальное количество испытываемых конструкций и требуемое число образцов для установления статических характеристик материала моделей. Для обеспечения достоверности показаний 0,95 при коэффициенте вариации 0,15 с точностью показаний до 0,05 было принято для испытания количество моделей конструкций равное трем для каждой из пяти серий.

Разработанная программа испытаний позволила: получить картину напряженно-деформированного состояния конструкций при действии сосредоточенных нагрузок; подтвердить достоверность теоретических исследований по предлагаемой методике расчета сравнением результатов эксперимента и расчета натурных конструкций; определить несущую способность конструкций и получить характер их разрушения; выполнить анализ напряженно-деформированного состояния конструкции.

Известными методами исследования напряженно-деформированного состояния конструкций являются: метод тензометрии, метод фотоупругости, метод муаровых полос и метод голографической интерферометрии.

Эти методы позволяют в наглядной форме получить общую картину деформирования элемента. Соответствующая обработка ее с привлечением уравнений теории упругости позволяет исследовать напряжения и деформации с необходимой детализацией в отдельных областях элемента.

Для проведения экспериментальных исследований моделей балок выбран метод тензометрии, который позволяет получить значения перемещений и напряжений.

Решение поставленных задач осуществлял на масштабных моделях деревокомпозитных балок, запроектированных и изготовленных по принципу полного физического и геометрического подобия. Материалы моделей и реальных конструкций приняты одинаковыми, что позволило обеспечить физическое и геометрическое подобие в композитных деревянных балках, а принятый метод подобия дал возможность сохранить в модели физические явления, происходящие в натурных конструкциях при действии внешних нагрузок. На основании результатов исследования моделей определены характер разрушения, прочность и деформативность натурных конструкций.

Экспериментальные исследования конструкций пролетом 2,25 м проводились на испытательном стенде (рис.9,10). Изучение работы балок выполнялось в два этапа.

На первом этапе определялся интегральный модуль упругости деревянной балки, который в отличие от расчетного модуля упругости учитывает неоднородность древесины, пороки и т.д.

На втором этапе исследовалось напряженно-деформированное состояние композитных балок, определялся характер разрушения в зависимости от конструктивных параметров и влияние наличия в эпоксидной матрице углеродных нанотрубок на прочность и деформативность конструкций.

Расчетная нагрузка определялась в зависимости от геометрических размеров балок и расчетного сопротивления древесины на изгиб. Нагру-жение заготовок балок на первом этапе осуществлялось до 0,8 нормативной нагрузки, ступенями по 0,1 от верхнего предела. На втором этапе нагружение деревянных балок осуществлялось до разрушения ступенями, равными 0,25 расчетной нагрузки. На обоих этапах исследования время выдерживания под нагрузкой на каждой ступени принято 5 минут.

V

1!

Г-2 ' 4 П -

Ж

Рис.9. Схема экспериментальной установки для испытания балок пролетом 2,25 м: 1 - армированная деревянная балка; 2 - реактивная балка [ №14; 3 -распределительная траверса I № 10; 4 -гидравлический пресс

Рис.10. Схема нагружения и расстановки приборов для испытания балок пролетом 2,25 м: ГТ1- прогибомер марки ПАО-6, Т1, Т2 - тензометры Гугенбер-гера, И1, И2 - индикаторы часового типа

Вертикальные перемещения исследуемых балок измеряли про-гибомерами ПАО-6, осадка опор индикаторами часового типа с ценой деления 0,01 мм (рис.10). В зоне действия максимального изгибающего момента по ширине сечения наклеивались тензорезисторы с базой 20 мм, информация с которых обрабатывалась на цифровом тензометрическом

комплексе СИИТ-ЗМ.

В процессе исследований обеспечивали климат-контроль, влажность древесины, физико-механические свойства конструкционных материалов.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований деревоклеенных композитных балок при кратковременном действии нагрузки. Эксперименты проводили в лаборатории кафедры строительных конструкций Владимирского государственного университета. Испытано 3 цельнодеревянных (контрольных) и 12 композитных

балок пролетом 2,25м. Расчетная сосредоточенная нагрузка определялась из условия прочности нормальных сечений и составила 1040 кг — для деревянных балок; 1250 и 1400 кг — для деревоклеенных композитных балок (табл. 1, 2).

Маркировка балок сечением 100x70 мм, пролетом 2250 мм:

• Серия БД-1 - деревянные балки без армирования;

• Серия БК-1 — то же, с армированием растянутой зоны стеклотканью в 2 слоя, проклеенной эпоксидной смолой ЭД-20;

• Серия БК-2 - то же, с армированием растянутой зоны стеклотканью в 4 слоя, проклеенной эпоксидной смолой ЭД-20;

• Серия БКУНТ-1 — то же, с армированием растянутой зоны стеклотканью в 2 слоя, приклеенной эпоксидной смолой ЭД-20 с включением в ее состав углеродных нанотрубок концентрацией 0.3%;

• Серия БКУНТ-2 - то же, с армированием растянутой зоны стеклотканью в 4 слоя, приклеенной эпоксидной смолой ЭД-20 с включением в ее состав углеродных нанотрубок концентрацией 0.3%.

Разрушение балок серии БД произошло при нагрузке в среднем 1180 кг и начиналось в растянутой зоне в месте расположения пороков в виде сучка, после чего сжатые волокна древесины теряли устойчивость с образованием пластической складки. В опорной зоне балок деформаций отмечено не было.

Разрушение балок серии БК-1 и БК-2 происходило при нагрузке 1800 кг и 2100 кг, соответственно, вследствие разрушения растянутых волокон в зоне расположения пороков в виде сучка.

Разрушение балок серии БКУНТ-1 и БКУНТ-2 происходило при нагрузке 2400 кг и 2700 кг из-за потери устойчивости сжатых волокон с образованием пластической складки. Результаты испытания композитных балок приведены в таблице 1. Сравнительный анализ исследований приведен в таблице 2.

Расхождения теоретических расчетов с экспериментальными данными (табл.2) составляет: по несущей способности — 11... 15%, по дефор-мативности - 14... 17%. Разница численного и экспериментального исследования составила 3...6% и 4...6% соответственно.

На основе расчетов и полученных экспериментально результатов для инженерных расчетов предлагается ввести новые безразмерные коэффициенты упрочнения балок с помощью нанотрубок: 1,2... 1,25 куж~ 1,25... 1,3.

Таблица 1.

Результаты испытаний композитных балок пролетом 2,25 м

Серии балок Сечение Harpy зка Р, кг Деформации ехЮ"1 Прогибы, мм Разрушающая нагрузка, кг

h, мм Ь, мм Древесина

сжат раст

БД-1 БД-2 БД-3 100,0 70,1 1040 19,63 21,62 7,47 1180

100,2 69,0 19,60 21,75 7,52 1200

99,8 70,0 19,57 21,72 7,45 1160

БК-1-1 БК-1-2 БК-1-3 101,1 60,8 1250 15,94 13,48 8,88 1750

100,8 70,0 15,88 13,59 8,92 1830

101,0 70,3 15,88 13,44 8,90 1820

БК-2-1 БК-2-2 БК-2-3 101,9 70,0 1400 20,48 14,54 9,09 2120

102,3 70,1 20,48 14,46 9.22 2150

102,1 70,0 20,53 14,50 9,25 2030

БКУНТ-1-1 БКУНТ-1-2 БКУНТ-1-3 101,2 69,7 1250 15,31 10,95 7,95 2400

101,0 69,9 15,26 10,90 7,90 2420

101,2 69,9 15,32 10,87 7,93 2400

БКУНТ-2-1 БКУНТ-2-2 БКУНТ-2-3 102,4 70,0 1400 20,50 11,00 8,0 2680

102,4 70,2 20,53 10,98 7,98 2690

102,2 69,8 20,44 11,02 8,02 2730

Таблица 2

Показатели Нормальные напряжения, кг/см2 Относительные деформации £Х 10"4 Прим

древесина древесина

сжат 1 раст сжат раст

Деревянная балка БД-1 Тпои=20±2 X

Теория 250 250 21,3 21,3 ш„.,«60±1<»4

ПК Lira 9.2 220 241 18,8 20,6

Эксперимент 230 254 19,6 21,7

Композитная балка БК-1

Теория 168 138 14,3 11,8

ПК Lira 9.2 180 153 15,4 13,1 ю^бШЮ»/.

Эксперимент 187 158 15,9 13,5 ИЬр=12±2%

Композитная балка БК-2

Теория 223 152 19,1 13,0 Т„„=20±2 °С

ПК Lira 9.2 236 162 20,1 13,9 ow60±10%

Эксперимент 240 170 20,5 14,5 ш„-12±2%

Композитная балка БКУНТ-1

Теория 162 112 13,8 9,6 Т„„-20±2 X

ПК Lira 9.2 168 120 14,3 10,3 со„,=60±10%

Эксперимент 179 127 15,3 10.9 ш„=12±2%

Композитная балка БКУНТ-2

Теория 210 114 17,9 9,7 Т„,„-20±2 °С

ПК Lira 9.2 233 123 19,9 10,5 <аш,„=60±10%

Эксперимент 240 129 20,5 11,0 «V-12±2%

В пятой главе представлена технология изготовления деревоком-позитных конструкций с применением в составе клеевой композиции углеродных нанотрубок.

Технологический процесс изготовления деревокомпозитных балок с упрочнением краевых зон разделен на 5 стадий.

На первой - выполняется механическая обработка древесины, включающая: распиловку круглых сортиментов; сушку пиломатериалов до влажности древесины 10... 12%; фрезерование деревянных заготовок; разметку сечения с нанесением схемы упрочнения. Грань деревянной заготовки, к которой планируется приклеивать стеклоткань необходимо обработать до шероховатости класса 4 по ГОСТ 7016-82.

На второй - производят подготовку усиливаемого элемента - стеклоткани на основе базальтового волокна. Рулонная ткань нарезается на полосы требуемых размеров. При изготовлении композитных балок наиболее сложный процесс — приклеивание стеклоткани, который включает операции приготовления клеевой композиции, укладку стеклоткани с обеспечением контактности не более 0,3...0,5 МПа.

На третьей - выполняются работы, включающие приготовление эпоксидной матрицы, обезжиривание поверхности заготовки, нанесение компаунда на заготовку толщиной 0,3...0,5 мм. Температура окружающей среды должна быть 10.. .20 °С, влажность - 50...80%.

На четвертой - выполняются процесс склеивания деревянной заготовки и стеклоткани. Склейка выполняется по методу вакуумной инфу-зии. По длине бруска укладывается герметизирующий шнур. Наносится клеевая композиция на склеиваемые поверхности и укладывается стеклоткань. Изделия сверху покрывается пленкой, которая прикрепляется к герметизирующему шнуру и из полости откачивается воздух. Пленка прилегает к свободной поверхности и придавливает стеклоткань. Полимеризация происходит в течении 4-6 часов при стандартных условиях выдержки балок.

На заключительной стадии выполняется обработка поверхностей композитной балки; обрезка излишков стеклоткани, маркировка, оформление паспорта продукции.

Таким образом, совершенствование технологии процессов изготовления композитных балок может быть достигнуто путем рационального раскроя, снижения простоев оборудования, снижения потерь материалов и выполнения пооперационного контроля качества на всех стадиях изготовления деревокомпозитных конструкций.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе проведенных исследований доказана возможность совершенствования деревокомпозитных балочных конструкций с повышением прочностных и жесткостных характеристик, что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность конструкций.

2. Разработаны технические решения композитных балочных конструкций на основе древесины и стеклоткани с включением в состав эпоксидной матрицы углеродных нанотрубок.

3. Разработана методика экспериментальных исследований. Получены теоретически и подтверждены экспериментально количественные значения прочностных и деформационных показателей деревокомпозит-ных балок, с учетом физической нелинейности и ползучести.

4. Разработаны научно обоснованные предложения по совершенствованию конструкций и технологии изготовления деревокомпозит-ных балок. В предложенной конструкции деревокомпозитных балок обеспечивается уменьшение поперечного сечения на 20...25%, повышение прочности на 34.. .56%, уменьшение деформативности на 24...42% по сравнению с обычными деревянными балками.

5. Установлено в процессе сравнительного анализа, что расхождение результатов инженерного метода расчета с экспериментальными данными составляет: по несущей способности - 11... 15%, по деформативности - 14...17%. Различие «точного» численного расчета и экспериментальных результатов составило З...6%.

6. Скорректирована методика инженерного расчета деревокомпозитных балок. Полученные экспериментальным путем коэффициенты упрочнения ^,.=1,2...1,25 ^=1,25...1,3 имеют физическую ясность, позволяют повысить точность определения величин краевых напряжений и вертикальных перемещений в деревокомпозитных конструкциях.

7. Разработана технология изготовления деревокомпозитных конструкций, позволяющая существенно снизить материалоемкость изделий. Совершенствование технологического процесса предусматривает совмещение отдельных видов работ, применения современного технологичного оборудования и новых наноклеевых композиций. Применение углеродных нанотрубок в составе клеевой композиции увеличивает тре-щиностойкость древесины, повышается адгезионно-когезионная характеристика соединения.

8. Определена область применения и теплофизические границы разработанных конструкций. Разрушение деревокомпозитных балок с применением углеродных нанотрубок, в отличие от цельнодеревянных, носит пластичный характер. Предлагаемые конструкции в целом не магнитны и радиопрозрачны.

9. Разработанные технические решения рекомендованы для усиления деревянных конструкций в промышленном, гражданском и транспортном строительстве, в специальных сооружениях. Результаты исследований рекомендованы для внесения в действующие нормы проектирования ДК и КДК.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах

по перечню ВАК

1. Шохин П.Б. Экспериментальное определение меры ползучести древесины [Текст] / С И. Рощина, В.В. Михайлов, П.Б. Шохин // Научный журнал «Научно-технический вестник Поволжья», 2011, №5, с. 219-222.

Прочие

2. Шохин П.Б. Методика и планирование экспериментального исследования композитных балок [Текст] / С.И. Рощина, Е.А. Смирнов, П.Б. Шохин// Материалы научно-практической конференции «Дни науки - 2012», Чехия, Прага, 2012 г., с. 57...59.

3. Шохин П.Б. Экспериментальное исследование характеристики и меры ползучести древесины [Текст] / С.И. Рощина, В.И. Римшин, В.М. Бондаренко, П.Б. Шохин //Материалы межд. науч.-технич. конф. «Инновации в отраслях народного хозяйства, как фактор решения социально-экономических проблем современности», МГАКХиС, Москва, 5-6 декабря 2011 г., С.13...16.

4. Шохин П.Б. Экспериментально-теоретическое исследование армированных деревянных конструкций с учетом ползучести [Текст] / С.И. Рощина, М.В.Лукин, П.Б. Шохин, М.С.Сергеев //Материалы межд. науч.-технич. конф. «Современные строительные конструкции из металла и древесины», ОГАСА, Одесса, 2012 г., С.207...212.

5. Шохин П.Б. Повышение технико-экономической эффективности деревянных конструкций [Текст] / С.И. Рощина, Е.А. Смирнов, П.Б. Шохин //Материалы межд. науч.-технич. конф. «Перспективные разработки науки и техники», Польша, Пшемысль, 2012 г., с. 110.

6. Шохин П.Б. Равнопрочные клееные армированные балки [Текст] / В.В. Михайлов, С.И. Рощина, П.Б. Шохин, М.С. Сергеев // Материалы межд. науч.-технич. конф. «Строительная наука 2010», ВлГУ, Владимир, 2010 г., С.55...57.

7. Шохин П.Б. Расчет армированных деревянных конструкций с использованием теории упруго-ползучего тела [Текст] / С.И. Рощина, М.В. Лукин, П.Б. Шохин // Материалы межд. науч.-технич. конф. «Строительная наука 2010», ВлГУ, Владимир, 2010 г., с.61.,.65.

8. Шохин П.Б. Усиление деревянной балки перекрытия [Текст] / М.В. Лукин, И.И. Шишов, П.Б. Шохин // Материалы межд. науч.-технич. конф. «Строительная наука 2010», ВлГУ, Владимир, 2010 г., С.36...37.

9. Шохин П.Б. Учет ползучести при расчете композитных конструкций [Текст] / С.И. Рощина, М.В. Грязнов, М.В. Лукин, П.Б. Шохин // Проблемы и достижения строительного комплекса. Труды Международной научно - технической конференции «Стройкомплекс — 2010», г. Ижевск, 2010 г., с.30-33.

Подписано в печать 09.11.12. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,16. Тираж 100 экз.

Заказ № ¿М -¿О&г. Издательство Владимирского государственного университета Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых 600000, Владимир, ул. Горького, 87.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Композитные конструкции. Обзор исследований.

1.2. Применение и направление развития клееных деревянных конструкций.

1.3. Анализ развития армированных деревянных конструкций.

1.4. Применение нанотехнологий в деревокомпозитных конструкциях.

2. ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕРЕВОКОМПОЗИТНЫХ БАЛОК СИЛОВОМУ СОПРОТИВЛЕНИЮ.

2.1. Инженерный расчет балочных конструкций по предельным состояниям.

2.1.1. Обоснование расчетной физической модели изгибаемых деревокомпозитных конструкций.

2.1.2. Приближенный метод расчета изгибаемых элементов.

2.1.3. Определение геометрических характеристик поперечного сечения деревокомпозитной балки.

2.1.4. Расчет по первой группе предельных состояний.

2.1.5. Расчет по второй группе предельных состояний.

2.1.6. Учет ползучести древесины при расчете инженерным методом.

2.2. Исследование напряженно — деформированного состояния композитных балок в МКЭ.

2.2.1. Метод конечных элементов в программном комплексе

Лира 9.2».

2.2.2. Алгоритм расчета деревокомпозитной балки.

2.2.3. Результаты расчетов в МКЭ.

3. ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЕРЕВОКОМПОЗИТНЫХ БАЛОК.

3.1. Методика и планирование экспериментального исследования.

3.2. Выбор экспериментального метода определения фибровых деформаций.

3.3. План эксперимента и определение количества экспериментальных конструкций.

3.4. Экспериментальная установка для испытания конструкций.

4. ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Анализ результатов исследования силового сопротивления балочных конструкций с применением наноклеевой композиции.

5. ГЛАВА 5.ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕРЕВОКОМПОЗИТНЫХ БАЛОК И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ.

5.1. Композиции на основе стекловолокна.

5.2. Композиции на основе углеродных нанотрубок.

5.3. Смешивание углеродных нанотрубок и эпоксидной смолы.

5.4. Изготовление деревокомпозитной балочной конструкции.

5.5. Совершенствование технологического процесса изготовления деревокомпозитных балок.

Актуальность темы

Древесина обладает целым рядом свойств, которые позволяют широко использовать ее в различных отраслях: деревообрабатывающей, деревянном домостроении, транспорте, энергетике и др. Одной из важнейших технических задач является повышение эффективности использования древесины за счет применения конструкций и изделий с малой материалоемкостью и высокими эксплуатационными параметрами.

Для рационального использования древесины при изготовлении новых видов деревянных конструкций, усиления узлов и сопряжений в настоящее время целесообразно применение новых материалов и технических решений с использованием наноклеевых композиций.

Такие решения позволяют создать конструкции с высокими прочностными и жесткостными характеристиками и могут способствовать снижению расхода древесины и повышению эксплуатационной надежности деревянных конструкций.

Наибольший интерес представляют элементы конструкций и технологии изготовления деревянных конструкций с применением современных композиционных полимерных материалов с включением в их состав углеродных нанотрубок, что существенно повышает их несущую способность. Поэтому проведение исследований в этом направлении является актуальным.

Цель исследований - совершенствование деревокомпозитных конструкций на основе эпоксидной матрицы с включением углеродных нанотрубок и стеклоткани, научно обоснованное увеличение прочностных и же-сткостных характеристик, повышающих эксплуатационную надежность.

Для достижения поставленной цели определены задачи:

1. Провести системный анализ решения вопросов повышения прочности, долговечности, эффективного использования древесины в композитных конструкциях.

2. Разработать технические и технологические решения деревокомпо-зитных конструкций с использованием полимерных клеевых композиций с применением углеродных нанотрубок.

3. Провести теоретические исследования деревокомпозитных конструкций с оценкой влияния включения углеродных нанотрубок в состав полимерных клеев на напряженно-деформированное состояние (НДС) древесины.

4. Выполнить экспериментальные исследования по оценке прочности и деформативности деревокомпозитных балок.

5. Усовершенствовать технологию изготовления деревокомпозитных балок с применением наноклеевых композиций.

6. Разработать рекомендации по совершенствованию методик расчета и технологии изготовления деревокомпозитных балок.

Научная новизна результатов исследований:

- получены новые результаты экспериментально-теоретических исследований, отражающие особенности работы деревокомпозитных конструкций с включением в клеевую композицию углеродных нанотрубок;

- теоретически определены параметры НДС деревокомпозитной конструкции с применением сертифицированного программного комплекса «Лира 9.2»;

- разработана новая конструкция балки из древесины с включением нанот-кани в краевые зоны;

- обоснована и разработана технология изготовления деревокомпозитных балок с включением в состав клеевой композиции углеродных нанотрубок;

- экспериментально доказана возможность повышения прочности и жесткости деревокомпозитной конструкции с использованием наноклеевых композиций;

- установлена степень влияния углеродных нанотрубок в клеевой композиции на НДС конструкции балки;

- научно обоснованы направления практического использования дерево-композитных балочных конструкций.

На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований дерево-композитных балочных конструкций;

- результаты исследований качественной и количественной характеристики прочности и деформативности композитных балок;

- уточненная методика инженерного расчета деревокомпозитных балочных конструкций;

- научно обоснованные рекомендации по совершенствованию технологии изготовления и предложения по повышению эксплуатационной надежности деревокомпозитных конструкций;

Практическая значимость работы

Результаты исследования расширяют область применения деревокомпозитных конструкций, повышают эффективность применения древесины в композитных конструкциях и их эксплуатационную надежность.

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректностью поставленных задач, использованием принятых в строительной механике гипотез и допущений; современными средствами исследования с применением сертифицированной инструментальной базы; методикой проведения численных экспериментов с использованием вычислительных программ; приемлемой сходимостью результатов экспериментальных и теоретических исследований.

Реализация результатов работы

Результаты исследований использованы при разработке совместно с ГУ «Промстройпроект» альбома рабочих чертежей «Композитные балки междуэтажных перекрытий пролетом 6 м», в ТУ на изготовление балок, в учебном процессе, внедрены при проектировании усиления междуэтажных перекрытий деревянных жилых домов (г. Владимир).

Апробация работы

Основные положения работы и результаты исследований доложены на Международном симпозиуме «Современные строительные конструкции из дерева и пластмасс» (г. Одесса, 2012 г); международной научно-технической конференции «Строительная наука 2010» (г. Владимир, 2010 г.); научной конференции «Проблемы устойчивости и безопасности систем жизнеобеспечения городов и сферы жилищно-коммунального хозяйства» (г. Москва, 2011 г.); международной научно-практической конференции «Перспективные разработки науки и техники» (г. Пшемысль, Польша, 2011 г.); международной научно-практической конференции «Дни науки -2012» (г. Прага, Чехия, 2012 г.), научно-технический семинар лесотехнического института САФУ (г. Архангельск, 2012 г.), участие в гранте «Разработка образовательной программы повышения квалификации и учебно-методического комплекса в сфере производства наномодифицированного ПЭТ-волокна и нетканых материалов на его основе»(г.Владимир, 2012 г.)

Публикации. По результатам научных исследований опубликовано 9 печатных работ, в том числе одна в издании по перечню ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, библиографического списка включающего 135 наименований. Изложена на 157 страницах и содержит 70 рисунков, 5 таблиц, приложение.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе проведенных исследований доказана возможность совершенствования деревокомпозитных балочных конструкций с повышением прочностных и жесткостных характеристик, что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность конструкций.

2. Разработаны технические решения композитных балочных конструкций на основе древесины и стеклоткани с включением в состав эпоксидной матрицы углеродных нанотрубок.

3. Разработана методика экспериментальных исследований. Получены теоретически и подтверждены экспериментально количественные значения прочностных и деформационных показателей деревокомпозитных балок, с учетом физической нелинейности и ползучести.

4. Разработаны научно обоснованные предложения по совершенствованию конструкций и технологии изготовления деревокомпозитных балок. В предложенной конструкции деревокомпозитных балок обеспечивается уменьшение поперечного сечения на 20.25%, повышение прочности на 34.56%, уменьшение деформативности на 24.42% по сравнению с обычными деревянными балками.

5. Установлено в процессе сравнительного анализа, что расхождение результатов инженерного метода расчета с экспериментальными данными составляет: по несущей способности - 11. 15%, по деформативности -14. 17%. Различие «точного» численного расчета и экспериментальных результатов составило З.6%.

6. Скорректирована методика инженерного расчета деревокомпозитных балок. Полученные экспериментальным путем коэффициенты упрочнения кт,= 1,2.1,25 £^=1,25. 1,3 имеют физическую ясность, позволяют повысить точность определения величин краевых напряжений и вертикальных перемещений в деревокомпозитных конструкциях.

7. Разработана технология изготовления деревокомпозитных конструкций, позволяющая существенно снизить материалоемкость изделий. Совершенствование технологического процесса предусматривает совмещение отдельных видов работ, применения современного технологичного оборудования и новых наноклеевых композиций. Применение углеродных нанотрубок в составе клеевой композиции увеличивает трещиностойкость древесины, повышается адгезионно-когезионная характеристика соединения.

8. Определена область применения и теплофизические границы разработанных конструкций. Разрушение деревокомпозитных балок с применением углеродных нанотрубок, в отличие от цельнодеревянных, носит пластичный характер. Предлагаемые конструкции в целом не магнитны и радиопрозрачны.

9. Разработанные технические решения рекомендованы для усиления деревянных конструкций в промышленном, гражданском и транспортном строительстве, в специальных сооружениях. Результаты исследований рекомендованы для внесения в действующие нормы проектирования ДК и кдк.

1. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. ЮЛ. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский; АН СССР, Научный совет по комплексной проблеме "Кибернетика" -2-е изд., перераб. М., Наука, 1976. - 279 с.

2. Амалицкий В.В., Санев В.И. Оборудование и инструмент деревообрабатывающих предприятий. М., Экология, 1992 г., 480 с.

3. Амалицкий В.В., Комаров Г.А. Монтаж и эксплуатация деревообрабатывающего оборудования. М., Лесная промышленность. Учебник. 1989 г., 335 с.

4. Амалицкий В.В. Деревообрабатывающие станки и инструменты. Учебник для техникумов. М., Академия, 2002 г. - 400 с.

5. Афанасьев П.С. Деревообрабатывающие машины. М., 1966 г. - 636 с.

6. Ашкенази Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов. М., Лесная промышленность, 1978, с.224.

7. Ашкенази Е.К. и др. Анизотропия механических свойств древесины и фанеры. М. -Л., Гослесбумиздат, 1958, с. 140.

8. Бавельский М.Д. Автоматы и полуавтоматы механической обработки древесины. М., 1961 г. - 423 с.

9. Барташевнч А. А., Бахар Л. М. Материаловедение, учебник для Вузов. -М., 2004 г.- 352 с.

10. Бершадский А.Л. Расчет режимов резания древесины. М., 1965 г.,175 с.

11. Бобров В.А. Справочник по деревообработке, изд. Феникс, 2003 г.

12. Богданов Е.С., Мелехов В.И. и др. Расчет, проектирование и реконструкция лесосушильных камер. М., Экология, 1993 г., 352 с.

13. Богданович Н.И., Кузнецова Л.Н., Третьяков С.И., Жабин В.И. Планирование эксперимента в примерах и расчетах. Учебное пособие, С(А)ФУ, 2010 г.-126 с.

14. Болтон У. Конструкционные материалы, металлы, сплавы, полимеры, керамика, композиты. Карманный справочник /Пер с анг. — М.: Додека-XXI, 2004. — 320 с.

15. Бондин В.Ф. К расчету армированных деревянных балок на сосредоточенную нагрузку. «Известия вузов. Строительство и архитектура», 1976, №5, с.42-49.

16. Боровиков А.М. Качество пиломатериалов. М., Лесная промышленность, 1990 г.

17. Буглай Б.М. Технология отделки древесины. М., Лесная промышленность, 1973 г., 304 с.

18. Буглай Б.М. , Гончаров Б.А. Технология изделий из древесины, учебник для вузов. М., Лесная промышленность, 1985 г. 407 с.

19. Вылегжанин Ю.Б. Исследование работы соединений на вклеенных в древесину стальных стержнях. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1980.

20. Ветшева В.Ф., Аксеновская H.A., Луканина М.Б. Технологические расчеты раскроя древесины в лесопильных потоках. Нормирование расхода пиловочного сырья в производстве пиломатериалов, учеб. пособие для вузов. Красноярск., СибГТУ, 2001. -41 с.

21. Гелес. И. С. Химия и технология переработки древесины и коры, Сб. ст./ Карел, науч. центр АН СССР. Ин-т леса; Петрозаводск: КНЦ АН СССР, 1990. -166 е.: ил

22. Глебов И.Т., Новоселов В.Г. Оборудование для склеивания древесины. Учеб.пособие,. -Екатеринбург, 2000 г. 142 с.

23. Глебов И.Т. Резание древесины Уч. пособие. Екатеринбург, 1997. -129с.

24. Глебов И.Т., Новоселов В.Г., Швамм Л.Г. Справочник по резанию древесины. Екатеринбург, 1999. -190 е.: ил.

25. Глебов И. Т., Рысев В. Е. Технология деревообработки. Термины и определения. Уч. пособ., УГЛТУ , 2005 г. 220 с.

26. Глебов И. Т. Фрезерование древесины, Монография, Екатеринбург, УГЛТУ ,2003 г.-169 с.

27. Гомонай М. В. Технология переработки древесины. Уч. пособ., М., МГУЛ , 2002 г. - 232 с.

28. Гончаров Б.А., Башинский В.Ю., Буглай Б.М. Технология изделий из древесины. М., Лесная промышленность, 1990 г.

29. ГОСТ 16483.10-73. Древесина. Метод определения предела прочности при сжатии вдоль волокон.

30. ГОСТ 16483.30-73. Древесина. Метод определения модуля сдвига.

31. ГОСТ 16483.3-73. Древесина. Метод определения предела прочности при статическом изгибе.

32. ГОСТ 16483.5-73. Древесина. Метод определения предела прочности при скалывании вдоль волокон.

33. ГОСТ 16483.9-73. Древесина. Метод определения модуля упругости при статическом изгибе.

34. ГОСТ 8486-86. Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия.

35. Грубе А.Э. Дереворежущие инструменты. М., Лесная промышленность. 1971г. - 344 с

36. Грубе А.Э., Санев В.И. Автоматические загрузочные и разгрузочные устройства к деревообрабатывающим станкам и станочным линиям конструкции ЛТА им. С.М. Кирова. Л., ЛДНТП, 1964г. - 32 с.

37. Грубе А.Э., Санев В.И. Основы расчета элементов привода деревообрабатывающих станков, М., Лесная промышленность, 1969г. -344 с.

38. Грубе А.Э. Основы теории и расчета деревообрабатывающих станков, машин и автоматических линий. М., Лесн. пром-ть, 1973г. - 384 с.

39. Долидзе Д.Е. Испытание конструкций и сооружений. М., Высшая школа, 1975.

40. A.B. Елецкий. Углеродные нанотрубки. Успехи физических наук. Том 167, №9. 1997.-с. 945-972.

41. Иванов Ю.М. Инструкция по испытанию деревянных конструкций с определением несущей способности. М., ЦНИИСК, 1972.

42. Ильинский С.А. Допуски и технические измерения в деревообработке. -М., 1978

43. Карасев Е.И. Оборудование предприятий по производству древесных плит. М., Лесная промышленность, 1988 г.

44. Кислый В.В. Контроль качества качества продукции лесопиления и деревообработки. М., Высшая школа, 1985 г. - 184 с.

45. Кислый В.В. Справочное пособие по деревообработке, для ИТР, Екатеринбург, изд. Бриз, 1995 г. 560 с.

46. Ковальчук Л.М. Производство деревянных клееных конструкций. М., 1979 г.-216 с.

47. Ковальчук Л.М., Турковский С.Б., Пискунов Ю.В. и др. Деревянные конструкции в строительстве. -М., Стройиздат, 1995.

48. Кондратьев В. П., Кондращенко В. И. Синтетические клеи для древесных материалов, для ИТР, изд. Научный мир, 2004 г. 520 с.

49. Кондратьева Л.Е. Основы метода конечных элементов. Владимир, изд-во ВлГУ, 2007. -36с

50. Кононов Г.Н. Химия древесины и ее основных компонентов: учеб. для вузов. М., изд. МГУЛ, 1999 г. -247 с.

51. Коротков В. И. Деревообрабатывающие станки, изд. Академия, 2006 г. 304 стр.

52. Кречетов И.В. Сушка древесины. Учеб.пособие для вузов, 4-е изд.,перераб.и доп. М., Бриз, 1997 г. -500 с.

53. Кряжев Н.А.Фрезерование древесины. -М., 1979 г. 200 с.

54. Кузнецов М.А. Атлас конструкций деревообрабатывающих станков. -М., 1969 г. -319 с.

55. Лабудин Б.В., Мелехов В.И., Хохлунов А.Н. Совершенствование методики расчёта ребристых плит с обшивками из древесно-композиционных материалов, г. Брест, 2009. 359-364 с

56. Лащеников Б.Я., Дмитриев Я.Б., Смирнов М.Н. Методы расчета на ЭВМ конструкций и сооружений. М., Стройиздат, 1993.

57. Любченко В.И. Резание древесины и древесных материалов. Учебное пособие для вузов. М., Лесная промышленность, 1986 г., 296 с.

58. Манжос Ф.М. Дереворежущие станки, учебник для вузов, М. , Лесная промышленность, 1974 г. - 460 с.

59. Манжос Ф.М. Точность механической обработки древесины. М., 1959 г.-262 с.

60. Мельникова Л.В. Технология композиционных материалов из древесины, учеб. для вузов. М., изд.МГУЛ, 1999 г. -219 с.

61. Михайлов В.Н. Технология деревообрабатывающих производств. -М., Лесная промышленность, 1957 г.

62. Мурзин B.C. Клеи и процесс склеивания древесины, учеб.пособие для вузов, Воронеж, Воронеж.лесотехн.ин-т, 1993 г. - 88 с.

63. Перелыгин Л.М., Уголев Б.Н. Древесиноведение, учебник для вузов. -М., Лесная промышленность. 1971

64. Пижурин A.A. Оптимизация технологических процессов деревообработки. М., Лесная промышленность, 1975 г., 312 с.

65. Пижурин A.A. Современные методы исследований технологических процессов в деревообработке. М., 1972 г., 248 с.

66. Питлюк Д. А. Расчет строительных конструкций на основе моделирования. -М., Изд-во Ленинград, 1965, с. 150.

67. Погорельцев A.A. Влияние наклонного армирования на выносливость клееных деревянных балок: Сб. научн. тр.: Разработка и совершенствование деревянных конструкций. М., ЦНИИСК, 1989.

68. Попов А.Ф. Деревянные клееные конструкции в конце 19 начале 20 в.в. Деревообрабатывающая промышленность, №6, 2000 г., с. 24-28

69. Пособие по проектированию деревянных конструкций (к СНиП II-25-80) /ЦНИИСК им. Кучеренко. М., Стройиздат, 1986.

70. Радчук Л. И. Основы конструирования изделий из древесины: Учебное пособие, М., МГУЛ , 2006 г., 200 с. Приложения -125 с.

71. Расев А.И. Сушка древесины, учеб.пособие,. -4 изд. -М., изд. МГУЛ, 2000 г. 224 с.

72. Расев А. И. Тепловая обработка и сушка древесины. Учебник. М., ГОУ ВПО МГУЛ , 2009 г. - 360 с.

73. Рекомендации по испытанию деревянных конструкций. М., Стройиздат, 1976, с.32.

74. Рекомендации по проектированию и изготовлению армированных деревянных конструкций. М., Стройиздат, 1972, с.46.

75. Рощина С.И. Прочность и деформативность клееных армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки. Текст докторской диссертации, 2009.

76. Рощина С.И., Михайлов В.В.,Шохин П.Б. Экспериментальное определение меры ползучести древесины // Научно-технический вестник Поволжья, 2011, №5, с. 219-222.

77. Рыкунин С. Н., Кандалина Л. Н., Технология деревообработки, для профтехучил., М, Академия, 2007 г. - 352 с.

78. Рыкунин С. Н., Тюкина Ю. П., Шалаев В. С. Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств, уч. пособ. М., МГУЛ, 2005 г. -225 с.

79. Сергеев В. В., Васильев Н. Л., Солдатов А. В. Древесиноведение. Лесное товароведение. Основы сушки пиломатериалов. Курс лекций. -Екатеринбург, УГЛТУ, 2008 г. 321 с.

80. Соболев Ю.С. Древесина как конструкционный материал, М., Лесн. пром-сть, 1979. - 248 с.

81. Серов Е.Н. Рациональное использование анизотропии прочности материалов в клееных деревянных конструкциях массового изготовления. -Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Л., 1989, с.7.

82. Смирнов Е.А. Прочность и деформативность клееных деревянных балок с групповым армированием на части длины. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Владимир, 1986.

83. СНиП И-25-80. Деревянные конструкции. М., Стройиздат, 1983.

84. СНиП И-6-74. Нагрузки и воздействия. М., 1976, 10 с.

85. Степанов Б.А., Материаловедение для профессий, связанных с обработкой дерева, для ПТУ. М., Академия, 2000 г. - 328 с.

86. Турковский С.Б. Узловые соединения элементов деревянных клееных конструкций на вклееных стержнях. Новые исследования в областитехнологии изготовления деревянных конструкций; Сборник научных трудов/ЦНИИСК М., 1988., с. 46-55.

87. Хапин A.B. Совершенствование методов расчета клееных деревянных балок с учетом анизотропии прочности и упругих свойств материалов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Л., 1980, с.33-39.

88. Харрис П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры: Новые материалы XXI века./ Под ред. Л.А. Чернозатонского. М., 2003.

89. Хасанов Р.Ш., Забурунов В.А., Расщепкин Н.Е. О клеях для армированных деревянных конструкций. Сб. Армированные деревянные конструкции. Материалы совещания-семинара. НИИпромстрой, Уфа, 1976.

90. Хечумов P.A., Кепплер X., Прокопьев В.И. Применение метода конечных элементов к расчету конструкций. М., Издательство Ассоциации строительных вузов, 1994.

91. Хрулев В.М. Прочность клеевых соединений М., Стройиздат, 1973.

92. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. 3-е изд. М., МГУЛ, 2001 г., 333 с.

93. Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение, уч.для сред.спец.учеб.зав.- М., Экология, 1991. -256 с.

94. Уголев Б.Н.Современные проблемы древесиноведения: Сб. ст./ Map. гос. техн. ун-т; Йошкар-Ола, 1996 г. - 65 с.

95. Филимонов Э. В., Ермоленко Л. К. Конструкции из дерева и пластмасс, изд. Ассоциации строительных вузов, 2004 г. 440 с.

96. Черпаков Б. И. Технологическая оснастка, изд. Академия, 2007 г. 288 с.

97. Щуко В.Ю. Влияние величины процента армирования на работу армированных деревянных балок. Особенности строительства в условияхвосточной Сибири. Сб. докладов межобл. научно-технич. конференции. Вып.1. Иркутск, 1968.

98. Щуко В.Ю. Исследование деревянных балок, армированных стальными стержнями. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новосибирск, 1969.

99. Щуко В.Ю. Облегченные армированные деревянные конструкции для сельскохозяйственных, производственных и складских зданий: Уч. пособие. Владимир, ВПИ, 1982, с. 15-22.

100. Щуко В.Ю. Оценка технико-экономической эффективности армированных деревянных балок. -Сб. Тезисы докладов XXYI научно-технической конференции, НИСИ, Новосибирск, 1969.

101. Щуко В.Ю. Расчет армированных деревянных конструкций по предельным состояниям. Реферативная информация ЦИНИС, серия.VIII, №2, 1978.

102. Щуко В.Ю., Лебедева Л.В., Климков C.B. Армированные деревянные конструкции для строительства. Интенсификация строительства. Тезисы региональной научно-технической конференции, Владимир, 1988.

103. Щуко В.Ю., Рощина С.И. Клееные армированные деревянные конструкции. Учебное пособие. / В.Ю. Щуко, Рощина С.И. Учебное пособие. Владимир, 2008. 82 с.

104. Щуко В.Ю., Рощина С.И., Репин В. А.: Клееные деревянные конструкции с рациональным армированием. Сб. «Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных и пластмассовых конструкций» СамГСА, Самара, 1996, с. 25-26.

105. Щуко В.Ю., Смирнов Е.А. Исследование прочности и жесткости клееных деревянных балок, армированных на части длины. Новые облегченные конструкции зданий. Межвузовский сб. Ростов н/Д: -Ростов, ИСИ, 1982, с.83-89.

106. Щуко В.Ю., Смирнов Е.А. Повышение эффективности несущих клееных деревянных армированных конструкций. Молодые ученые и исследователи производству, - Владимир, 1976.

107. Щуко В.Ю., Щуко С.А. Экспериментальное исследование работы деревянных балок, армированных стальными стержнями. Труды Иркутского политехи. института. Исследование инженерных конструкций. Вып.56. Иркутск, 1969, с. 16-26.

108. Щуко В.Ю., Щуко С. А., Козулин А.Я. Рекомендации по проектированию армированных деревянных конструкций. Иркутск, 1978, С.66.

109. Щуко С.А., Смирнов Е.А., Евдокимов A.B. Оптимальное армирование клееных деревянных балок на части длины. Тезисы научно-технической конференции «Повышение качества строительства автодорог в Нечерноземной зоне РСФСР», Владимир, 1987.

110. Эстрин Я.И., Гафурова М.П., Бадамшина Э.Р. Модифицирование углеродных нанотрубок и синтез полимерных композитов с их участием. Успехи химии 79 (11) 2010 стр 1027-1063.

111. Ajayan Р M et al. Nature (London) 362 522 (1993).

112. В. Bohannan: Time-dependent characteristics of prestressed wood beams.

113. Dutko P., Ferjencik P.: Geleimte Hobtkonstionen in des CSSR. "Bautechnik", 1966, № 45, p. 109 M7.

114. Fischer A.: Bewehrter Holbalken. Германский патент № 547576. Кл. 37 в, 301, 1932г.

115. FPL 226, 1974, IJSDA, FSRP (Публикации лабораторной лесной продукции. Медисон № 226).

116. Granholm H: Armerat Tra Reinforced Timber, Göteborg, 1954, 98 p.

117. Granholm H: Swedjebackens valswerks aktiebolag. Шведский патент № 111150, гл. 37 в, 301, 1944 г.

118. Ivanov J.M.: Report of the First International Conference on Wood Fracture. Bauff. Canada, 1978, p. 77 83.

119. Levin E.: Reinforced Timber. "Architectural Review", 1964, №812, p. 304 -306.

120. Riedlbauer X. Die vorgespannte Holzkonstrutionen. "Bauen mit Holz", 1982, №5, p. 272-283.

121. The present status and key problems of carbon nanotube based polimerc omposites J-H. Du, J. Bai, Y-M ChengeXPRESS Polymer Letters v 1, №5 (2007) 253-273.

122. Rug W.: Hoherveredlung von holzkonstruktionen durch awendung neuer erkenntnisse der grundlagenforschung. "Bauplanung Bautechnik", 1986, № 2, s. 68 71.

123. Volterra V.: Lecons sur les functions de lignes. Paris, Gauttier Villard, 1913,230 p.

124. Zahn L.L.: Design of wood members under combined load. J. of Structural Engineering, 1986, vol. 112, № 9, p. 2109 2126.

125. Bauen mit Holz. 1991. - N 9, S. 647-648.

126. Bauen mit Holz. 1985. - N 10, S. 680-684.

127. Bauingenieur. 1984. - N 12, S. 477-483.

128. Bauplanung-Bautechnik. 1985. - N 5, S. 214-219.

129. Bautenschutz-Bausanierung. 1992. - N 6, S. 16, 17, 20, 22.

130. Bauverwaltung. 1983. - N5, S. 196-197.

131. Lompel-Bautenschutz, Technische Infor mation: Beta System. Проспект фирмы "Bautenschutz, Германия, 21 S.

132. NCE: New Civil Engineer. 1985. -N639. P. 22-23.

133. ShenZ, ChingH, LehoczkyS, Muntelel, IlaD. Carbon nanotub egrow thon carbon fibers. DiamondRelatMater2003; 12(10-11): 1825-1838