Прочность и деформативность клееных армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки

Рощина, Светлана Ивановна

Строительные конструкции, здания и сооружения

автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность и деформативность клееных армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки

доктора технических наук: Рощина, Светлана Ивановна
город: Москва
год: 2009
специальность ВАК РФ: 05.23.01

Диссертация по строительству на тему «Прочность и деформативность клееных армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки»

Автореферат диссертации по теме "Прочность и деформативность клееных армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки"

□0348Ьи На правах рукописи

РОЩИНА Светлана Ивановна

ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ КЛЕЕНЫХ АРМИРОВАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗКИ

Специальность 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения

2 С КОЯ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2009 г.

003485072

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московской государственной академии коммунального хозяйства и строительства».

Научный консультант: член-корреспондент РААСН,

доктор технических наук, профессор

Римшин Владимир Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Хромец Юрий Николаевич

доктор технических наук, профессор

Арленинов Дмитрий Константинович

доктор технических наук, профессор

Лабудин Борис Васильевич

Ведущая организация: ОАО «ЦНИИПромзданий»

Защита состоится «16» декабря 2009 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.153.01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московской государственной академии коммунального хозяйства и строительства» по адресу: 109029, Москва, Ср. Калитниковская ул., д. 30.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московской государственной академии коммунального хозяйства и строительства»

Автореферат разослан «2» ноября 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Д 212.153Л31 доктор технических наук, профессор

Яодгорнов Н.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Армированные деревянные конструкции являются относительно новым видом конструкций, которые в строительстве находят все большее применение. Вместе с тем в нормативных документах отсутствуют требования к расчету и проектированию таких конструкций.

Одним из направлений расчета инженерных сооружений является учет специфики материала, его влияния на несущую способность, напряженно- деформированное состояние и деформативность конструкций.

Для комплексных конструкций на основе древесины, к числу которых относятся армированные деревянные конструкции, учет влияния специфики древесины как строительного материала позволяет более точно оценить расчетную схему и обеспечить требуемую надежность и долговечность.

К специфическим свойствам древесины в большей мере влияющим на работу армированных деревянных конструкций относится ползучесть, которая вызывает развивающиеся во времени деформации древесины. Арматура, сопротивляясь развитию этих деформаций, является источником возникающих дополнительных усилий, приводящих к изменению напряженно-деформированного состояния.

В связи с этим современные нормы проектирования требуют выполнения расчетов конструкций с учетом влияния ползучести, что вызывает необходимость освоения теории и практики расчета армированных деревянных конструкций с учетом влияния длительных процессов.

Цель и задачи работы. Создание и реализация научно обоснованного подхода к оценке длительной прочности и деформативности клееных армированных деревянных конструкций с учетом влияния реологии материалов, и вида напряженно-Деформированного состояния при длительных силовых воздействиях.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены задачи:

- провести теоретическую оценку прочности и деформативности армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки с учетом ползучести;

выполнить численные исследования напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций с учетом ползучести и проанализировать закономерности изменения напряженно-деформированного состояния;

- обосновать достоверность теоретических расчетов результатами экспериментальных исследований;

- провести комплексное экспериментальное исследование работы изгибаемых и сжато-изгибаемых армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки;

исследовать характер изменения напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки;

- определить влияние армирования на характеристику ползучести армированных деревянных конструкций;

- оценить достоверность значений • характеристики ползучести армированных деревянных конструкций на базе статистических данных испытаний и разработать практический метод расчета армированных деревянных конструкций с учетом ползучести древесины;

- разработать рекомендации по конструированию и расчету армированных деревянных конструкций с учетом длительного действия нагрузки.

Научная новизна работы:- на основе комплексных исследований установлены общие закономерности процессов сопротивления и деформирования армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки. Для описания указанных процессов использованы классические уравнения теории ползучести. Разработан алгоритм и программа прогнозирования деформативности армированных деревянных конструкций при длительно действующей нагрузке;

- изучены особенности работы армированных деревянных конструкций в условиях длительного действия нагрузки при эксплуатации;

- выполнен анализ статистического распределения характеристики ползучести армированных деревянных конструкций при разных уровнях загружения и выявлены зависимости характеристики ползучести от коэффициента армирования;

выполнена теоретическая оценка напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций при изгибе и сжатии с изгибом с учетом длительного действия нагрузки;

- разработан алгоритм и программа расчета армированных деревянных конструкций с учетом длительно действующей нагрузки;

- получены значения коэффициентов влияния, учитывающие перераспределение усилий в сечениях армированных деревянных конструкций при длительно действующей нагрузке;

- проведена статистическая оценка достоверности полученных значений коэффициента ползучести армированных деревянных конструкций.

- проведены экспериментальные исследования армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки.

Достоверность теоретических положений, математических и физических моделей, обоснованность выводов обеспечивается: корректностью поставленных задач и использованием общепринятых в механике твердого тела и строительной механике гипотез и допущений. Сравнение численных результатов расчетов по предлагаемой теории подтверждается достаточной сходимостью данных о напряженно-деформированном состоянии опытных конструкций, полученных в ходе экспериментальных исследований, сопоставлением результатов с расчетами по программному комплексу «Лира», а также экс-плутационной пригодностью возведенных армированных деревянных конструкций в покрытиях зданий и сооружений.

На защиту выносятся: - новые результаты и зависимости напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки;

- реологические параметры деформирования армированных деревянных конструкций при изгибе и сжатии с изгибом, представленные на основе моделей упругой наследственности и упруго-ползучего тела, учитывающие перераспределение усилий в сечениях армированных деревянных конструкций вследствие ползучести древесины под нагрузкой;

результаты численных исследований напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций при изгибе и сжатии с изгибом позволяющие учитывать влияние длительно действующей нагрузки на эксплуатационные свойства армированных деревянных конструкций.

Практическая значимость работы

Разработаны расчетные модели современных армированных деревянных конструкций учитывающие влияние длительного действия нагрузки. Доказана необходимость учета влияния перераспределения усилий в армированных деревянных конструкциях из-за ползучести древесины при длительно действующей нагрузке.

Разработаны методы практических расчетов армированных деревянных конструкций с учетом ползучести древесины и рекомендации по проектированию армированных деревянных конструкций, что позволяет повысить их надежность и долговечность на стадии проектирования и эксплуатации при полном и рациональном использовании свойств таких конструкций.

Результаты диссертационной работы внедрены при строительстве складского здания в г. Владимир, цехов деревообрабатывающих заводов в г. Чебоксары, г. Уфе, г. Абакане.

При разработке рекомендаций по проектированию ДК выполненных в рамках программы «Стройпрогресс-2000».

При проектировании деревянных несущих конструкций институтами «Владимирагропромпроект», «Владимирпромстройпроект», ЦНИИСК имени В. А. Кучеренко, ЦНИИ Промзданий.

Предложения по совершенствованию главы СНиП «Деревянные конструкции», и СТО «Деревянные и цельнодеревянные конструкции».

Внедрены в учебный процесс Владимирского государственного университета.

Апробация работы. Основные положения и полученные результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах и научно-технических конференциях ВлГУ (г. Владимир) (1990-2009 гг.); кафедры конструкций из дерева и пластмасс СПбГАСУ (г. Санкт-Петербург) (1996-2009 гг.); ННГАСУ (г. Нижний Новгород) (1996...2008 гг.); на Научно-техническом Совете по ДК Российской Академии Архитектуры и Строительных Наук; научно-техническом

совете лаборатории ДК ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко; на международном симпозиуме Московского государственного университета леса (1996 г.); на конференциях в МИКХИС (МГАКХИС) (Москва) (20062009 гг.); на международных конференциях МАИЭС (Москва) (2000...2008 гг.); на международных симпозиумах «Современные строительные конструкции из металла и древесины» ОГАСА (г. Одесса) (1995-2008 гг.); на международных и региональных конференциях в г. Самаре, г. Волгограде, г. Харькове, г. Йошкар-Оле, г. Москве, г. Пензе, г. Владимире, г. Архангельске, г. Белгороде, г. Ростове-на-Дону, г. Бресте и др.

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научно-образовательные и педагогические кадры инновационной России» по теме: «Исследование энергоэффективных конструктивных систем с высоким уровнем конструктивной безопасности и живучести».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 77 печатных работ, в том числе 9 статей в изданиях рекомендованных ВАК.

Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, библиографии и двух приложений. Список литературы содержит 210 наименований, в том числе 27 зарубежных. Работа изложена на 324 страницах, включая 130 рисунков, 18 таблиц.

Содержание работы

Во введении обсуждается актуальность темы, формулируется цель и задачи исследования, положения, выносимые на защиту, научная новизна работы, достоверность экспериментальных и теоретических (численных) исследований, практическая ценность и апробация работы, показаны структура и объем диссертации, количество публикаций по работе, изложено краткое её содержание.

В первой главе рассмотрено современное состояние развития армированных деревянных конструкций в зарубежной и отечественной практике строительства. Показана необходимость учета ползучести при длительных силовых воздействиях.

Правильная оценка опасности разрушения конструкций в условиях длительной эксплуатации требует объективного анализа надежности в зависимости от особенностей армированных деревянных конструкций.

Существующие сведения о длительной прочности и деформа-тивности армированных деревянных конструкций носят отрывочный

характер, что сдерживает разработку проектной документации и применение таких конструкций в строительстве.

Методы расчета конструкций с учетом ползучести получили развитие в трудах В.В. Панаджана, В.М. Бондаренко, Ф.П. Белянкина, В.Ф. Яценко, В.М. Коченова, В.И. Колчунова, В.И. Римшина, В.Г. На-заренко, Ю.Н. Хромца, B.C. Фёдорова, Г.Н. Маслова, E.H. Серова, P.C. Санжаровского, И.И. Улицкого, Н.Х. Арутюняна, Ю.В. Слицко-ухова, В.Г. Леннова, Н.Я. Панарина, В.Н. Быковского и других авторов.

При расчете деревянных конструкций весьма важным является учет фактора времени, определяющего продолжительность действия нагрузки. Труды И.И. Гольденблата, Ф.П. Белянкина, В.Ф. Яценко, В.М. Коченова, Ю.М. Иванова, В.Г. Леннова, Е.А. Серова, М.А. Кляймана, В.В. Стоянова, Б.В. Лабудина, Д.К. Арленинова, В.В. Фурсова, Р.Б. Орловича, А.Я. Найчука, В.З. Клименко, В.М. Хрулева, М.Д. Корчака, E.H. Квасникова В.А. Цепаева и других авторов выявили значительное влияние длительно действующей нагрузки на прочность и деформативность деревянных элементов.

• Большой вклад в экспериментально-теоретические исследования деревянных конструкций проведенные в нашей стране внесли И. М. Линьков, В.Ю. Щуко, С. А. Щуко, В. А. Бондин, Ю. Б. Вылегжанин, В. Б. Касаткин, С. В. Колпаков, Л. С. Чеботарева, В. Д. Ли, Б.В. Лабу-дин, В. М. Соротокин, Б. В. Накашидзе, В. В. Стоянов, Е. А. Смирнов, Я. Ф. Хлебной, А.Я. Найчук, С.Б. Турковский, A.A. Погорельцев, В. С. Шейкман и за рубежом Н. Granholm, А. Fischer, Е. Levin, В. Bohannan и др., которые выявили высокие конструктивные свойства таких конструкций.

Наиболее полно исследования армированных деревянных конструкций отражены в работах В. Ю. Щуко, Е. А. Смирнова, В. Ф. Бон-дина, В. Б. Касаткина, И. М. Линькова, В. М. Соротокина, Л. С. Чеботаревой, в которых рассмотрены различные способы армирования клееных конструкций и их влияние на напряженно-деформированного состояние, прочность и надежность.

Однако большинство проведенных исследований посвящалось кратковременным силовым воздействиям на армированные деревянные конструкции, тогда как в процессе эксплуатации преобладают длительные.

Результаты исследований длительной прочности и деформатив-ности армированных деревянных конструкций до настоящего времени не систематизированы и часто носят противоречивый характер, что не позволяет создать нормативную базу, необходимую для разработки

метода расчета армированных деревянных конструкций, учитывающего специфику работы при длительных силовых воздействиях.

Отсюда следует, что для надежного и рационального проектирования армированных деревянных конструкций необходимо разработать метод расчета учитывающий влияние ползучести древесины под нагрузкой на перераспределение усилий в таких конструкциях и подтвердить результаты расчета экспериментом. При этом расчетный аппарат имел бы ясный физический смысл, согласованный с классическими расчетными положениями.

Во второй главе рассмотрены теоретические основы расчета при длительном действии нагрузки изгибаемых элементов армированных деревянных конструкций.

Расчет армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки является дополнением и развитием ранее разработанных методов расчета строительных конструкций с учетом ползучести.

Поскольку действительная работа несущих деревянных конструкций, к числу которых относятся и армированные деревянные конструкции, при эксплуатации связана с действием постоянных и длительно действующих нагрузок их влияние на прочность, деформатив-ность и надежность конструкций необходимо учитывать при проектировании.

В настоящее время реологические свойства древесины, стальной арматуры и соединяющих их клеев в достаточной мере изучены. Характеристики ползучести стальной арматуры, клеевых композиций (эпоксидных) при нормальных температурах и малое время затухания деформаций для этих материалов позволяет заключить, что основной причиной изменения напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций во времени является ползучесть древесины.

Особенностью работы, таких конструкций во времени является повышенная деформативность, вызванная ползучестью и снижением модуля упругости древесины.

Длительная прочность и деформативность конструкций исследована достаточно полно в трудах Ю. М. Иванова, Ф. П. Белянкина, В. М. Бондаренко, В. Ф. Яценко, А. М. Иванова, В. Н. Быковского, E.H. Серова, Н. JI. Леонтьева, К. П. Кашкарова, В.Ф. Иванова, В. Т. Ленно-ва, Е. Н. Квасникова, В. П. Коцегубова, Д.К. Арленинова, В.В. Стоянова и других авторов.

Для решения задачи определения напряженно-деформированного состояния армированных деревянных элементов с учетом длительных силовых воздействий в условиях нормальной эксплуатации, примем допущения, что стальная арматура во времени работает упруго и жестко соединена с древесиной, т. е. £% — £л; изменение деформаций по высоте сечения элемента во времени пропорционально расстоянию до нейтрального слоя. То есть, в основу расчета положена первая стадия напряженно-деформированного состояния - стадия условно-упругой работы, что соответствует нормативным требованиям расчета несущих деревянных конструкций по предельным состояниям, т. к. практический интерес представляет изучение напряженно-деформированного состояния конструкций при действии эксплуатационных нагрузок, при которых деформации находятся в зоне затухающей ползучести.

Решение распространяется на область линейной ползучести, в которой деформации в любой фиксированный момент времени линейно связаны с длительно действующими напряжениями. При этом учитывается, что при напряжениях не превышающих предел длительной прочности древесина практически относится к линейно ползучим материалам.

До настоящего времени нет полного физико-химического объяснения природы ползучести древесины. При этом наиболее распространенная точка зрения на природу ползучести сводится к тому, что развитие этих деформаций является следствием перемещения (выдавливания) воды в стенках клеток, вязких деформаций и деформаций клеточно-волокнистого скелета, что позволяет рассматривать древесину как упруго-пластическое и как упруго-ползучее тело.

Теории ползучести подразумевают установление зависимости между напряжениями, деформациями и временем, что может быть представлено в виде функции: = (1)

где £(/)- полная относительная деформация в момент времени /; сг(?)- напряжение в любой момент времени; I - время отсчета; X - текущая координата времени.

В современных условиях все существующие теории ползучести носят феноменологический характер, т. е. основаны на описании наиболее изученных экспериментальных явлений.

С целью получения сопоставимых теоретических результатов оценки деформативности армированных деревянных конструкций во

времени рассмотрим два метода расчета с учетом ползучести основанных на теориях упругой наследственности и упруго-ползучего тела.

Рассматриваемые теории ползучести основаны на следующих допущениях:

- древесина рассматривается как однородный материал.

-между полными деформациями древесины (мгновенно-

упругими деформациями и деформациями ползучести) и напряжениями в ней существует линейная зависимость: сгд = Еде0; (2)

- между напряжениями и деформациями ползучести так же существует линейная зависимость;

- абсолютные величины деформаций (упругих и неупругих) принимаются не зависящими от знака напряжений;

-для деформаций ползучести, как и для упругих мгновенных деформаций, действителен принцип наложения.

Исходя из результатов анализа изохронных кривых ползучести древесины при напряжениях не превышающих предел длительной прочности, который показал, что древесина относится к линейно ползучий материалам и учитывая сформулированные выше допущения, запишем общее уравнение линейной ползучести в виде:

' der (т)

4) = (0 + <Гд (г,) • 5{t, г,) + J —f^ 5{t, г )dr; (3)

ь dx

Здесь £0 (?) - мгновенная деформация, вызванная напряжением, приложенным в момент времени г,; - деформация пол-

зучести, возникающая в момент времени t от длительного действия начального напряжения сгд (г,) .

Принимая во внимания, что:

Ea(t) г, dt

Из уравнения (5) следует, что полная деформация состоит из упругой деформации:

= о-д(0/ед(0; (6)

и деформации ползучести: еп (?) = - / сг (?)— ¿¡{¡, т)(1т.

Т] с!т

Поскольку уравнение (3) является общим уравнением теории ползучести рассмотрим два метода решения поставленной задачи, основанные на теории упругой наследственности (теория Больцмана -Вольтерра) и теории упруго-ползучего тела (теория Г. Н. Маслова - Н. X. Арутюняна, В. Н. Быковского).

а) Решение задачи на основе математического аппарата теории упругой наследственности.

Для учета ползучести используем интегральное уравнение Больц-

мана-

/Ч | I

-Вольтерра: еа (?) = + — Гаг(/ - т)а(т)с1т; (8)

Е Е„

в котором в качестве ядра, применяемого для древесины, использована затухающая экспоненциальная функция: К(1 - г) = ; (9)

где А\ и ОС 1 - постоянные коэффициенты, найденные опытным путем по кривым ползучести

Ед~Ед(г). _ Бд(0.

Ед^д Ед77д

(10)

где Еп и - мгновенный и длительный модули упругости древесины;

г]д - коэффициент времени релаксации.

В итоге выведены расчетные формулы позволяющие определять напряженно-деформированное состояние армированных деревянных элементов в любой момент времени для напряжений в древесине и арматуре:

М-у

пр

а,

1-—

А.

-А'

м-уА

'.А

А+а,

(

1 А,+а1

,-А'

(П) (12)

0 А.т. Е.Г _ „ где р, = а, + —5—-; т1 = —, Е„ Ед - модули упругости арматуры и 1 + ти, ЕЛ1Д

древесины; 1щ, - приведенный момент инерции расчетного сечения; у -расстояние от нейтральной оси до расчетного слоя; у5 - расстояние от

нейтральной оси до арматуры; М- изгибающий момент от внешней нагрузки; / - время в сутках выдержки элемента с момента загрузки.

Если положить в формулах (11) и (12) / = 0, то получим упруго-мгновенное решение задачи. Анализ формул (11) и (12) показывает, что с увеличением / напряжения в древесине, вычисляемые по выражению (11) уменьшаются, а в арматуре по формуле (12) - увеличиваются. Это позволяет сделать вывод, что длительная деформативность армированных элементов ниже неармированных, так как ползучесть древесины происходит под действием уменьшающихся во времени напряжений.

Полный прогиб определяем по формуле:

А, +ах

(

А, +ах

,-А'

(13)

где /-пролет балки; д - равномерно распределенная по длине пролета нагрузка.

Для практических целей бывает достаточным определить установившееся напряженно-деформированное состояние, приобретаемое конструкцией через определенное время. В связи с этим расчетные формулы можно упростить, если /—> со. Тогда выражения (11), (12) и (13) принимают вид:

Я,.

пр

, ч МпК и,

/М=

IV. Ч1

пр 4

Уп

Гп ' 3 др

384 Ед1пр

(14)

(15)

(16)

где КДдл = — - выражение, заключенное в квадратные скобки формулы (11) при /—>оо ;

V А+а 1 *

Кхдл = —!-выражение, заключенное в квадратные скобки

формулы(12)и (13) при /—»со.

(17)

Для симметрично армированной балки прямоугольного сечения при А', выражения (17) и (18) примут вид:

К> _ Еа{^ + Ъпц) = 1 + 3«// .

ЙЛ , А-Ъпц Ея({)+Ел -2>п/л 1 + Зп/тгдл~1' 1 + Зи//

К = = ЕМ3пу) = 1 + Зи//. ^ (20)

1 + Зи//

где п = Е/ЕД - соотношение модулей упругости арматуры и древесины; (I- коэффициент армирования сечения, равный ц = Д/ЬЬ; А - площадь сечения арматуры, тдл = Ед(/) / Ед < 1

Коэффициенты

влияния К^дя и К3ол учитывают соответственно снижение напряжений в древесине и увеличение напряжений в арматуре при длительно действующей нагрузке.

Полученный выражения (19) и (20) показывают, что коэффициенты влияния л и /См., зависят от коэффициента армирования сечения и тдя (рис. 1,2).

Приведенные выше формулы описывают работу армированных деревянных балок в области затухающей ползучести. При статических нагрузках, превышающих предел длительной несущей способности, рост деформаций во времени неизбежно завершается разрушением конструкции.

б) Решение задачи на основе математического аппарата теории упруго-ползучего тела.

Этот метод позволяет получить более точное решение о напряженно-деформированном состоянии конструкций, т. к. учитывает не только изменение модуля упругости материалов и коэффициента армирования, но и характеристику ползучести.

Основные предпосылки расчета изложены выше.

Для решения используем интегральные уравнения одноосной

задачи (г^О): = ^ + (21)

ко

= Е(!)-\Е{с)К{$,т)с1т.

(22)

Е(/)

Для случая изгиба при г1 = 0, аналогично имеем:

* « ('> У) = Л ^-¡Л т)<1т^

где Н(/,г) резольвента ядра К(/,г).

Рассматриваем прямоугольное сечение элемента армированного

(23)

симметрично.

........14

1.3

§ 1.2

1.0

X; £д(0«0,<

ЫО'С,)

¡¡л

Ем Ел

1.9 л.0 3.0 4.0 5.0

Коэффициент армирования, %

Рис. 1. Зависимость коэффициентов перераспределения усилий в арматуре от коэффициента армирования

0.9

0.8

я ж?

0 1.0 2.0 3.0. 4.0 .5.0

Коэффициент армирования; "Л

Рис. 2. Зависимость коэффициентов перераспределения усилий в древесине от коэффициента армирования

Основываясь на выше изложенных предпосылках расчета ползучести, определим напряжения в изгибаемом элементе от внешнего момента в любой момент времени из условия равенства моментов, воспринимаемых арматурой и древесиной относительно оси, проходящей через упругий центр сечения:

М = ММ)+М^), (24)

где МЛ(/)«МД(/) - соответственно моменты, воспринимаемые

арматурой сжатой и растянутой зон сечения и древесиной в момент времени I; М- изгибающий момент от внешней нагрузки.

Принимая допущение, что напряжения в сечении элемента изменяются по линейному закону.

после преобразований уравнение совместности деформаций арматуры и древесины на уровне нижней (верхней) арматуры имеет вид:

<г,(0 = °-д , /КМ , У[ 1 ¿<тя{т) , #к(г)к р5)

Е, Е, Ел ;\Ел(т) (1т с1т Ел ^

где Ед- начальный модуль упругости древесины в момент за-

(р, - характеристика ползучести.

гружения; Учитывая:

где

<?<р,

(26)

на:

Ея(1 + бр,) Еамр

при р = у2/Я2; /и = А/Ел. Интегрируя (27) с учетом нелинейной функции Н. X. Арутюня-

/к(0]=о-д(0 + А^д(4 (27)

где Д,- функция уровня напряжений; определим краевые напряжения в древесине в произвольный момент времени:

°д(>):

-5-й

_1 + /?0<7д(1-<Г^ где сг определяется на момент загружения.

Обозначая переменную часть формулы (28) заложенную в квадратных скобках, как коэффициент влияния Кд и конечное значение соответствующее / = со, как Кд(/)имеем:

<7д(0 = <Гд*д-(О (29)

С целью упрощения решения примем выражение £по И. И. Улицкому:

£ = п/л /(1 + пцр). В момент времени / = 0 уравнение

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

Переменную часть выражения (34), заключенную в квадратных скобках, обозначим как коэффициент влияния при ^ = со через К/1):

тогда: = (35)

Поскольку при эксплуатационных воздействиях армированные деревянные конструкции работают в условиях линейной ползучести древесины, т.е. /?0 = 0, значения коэффициентов влияния запишем в виде:

По результатам исследований проведенных автором и литературным данным при сгд (?) < а^ , значение <р, изменяется в пределах 0,18...0,35.

^ М ая(0= —-у-М-р-сгя(0

принимает вид:

стл =

■•у-ц-р-аг, тогда

.М-Р

с учетом (25) после преобразований имеем:

п-м-р \ +

откуда: сг5 ~

^(0= а,

1 + _1_.(1_еч»)

(36)

Для практических расчетов коэффициенты влияния Кд(() и К^) удобно определять по графикам в зависимости от <рг и (х, построенным по формулам (36) (см. рис. 3).

/г =0.01

/ ______ ¡1 -0.02

¡и =0.03 ¿И =0.04

4 Ц =0.05

0.1 0.2 0.3 0.4

% «<Ц>1 /¿=0.02 //-0.03

________

//-0.05

Рис 3. Зависимость изменения коэффициентов Ки Кд от коэффициента армирования и характеристики ползучести древесины (р,

Сравнение значений коэффициентов влияния Клол и Кздл с коэффициентам КД({) и К1(?) соответственно полученных с использованием математических аппаратов теорий упругой наследственности и упруго-ползучего тела показало, что при различных значениях ср( и ц, оба метода дают сопоставимые результаты с относительной разницей ± 2 - 5 %.

Аналогичными способами оба метода расчета позволяют определить прогибы элементов установившиеся во времени.

Анализ полученных результатов показывает, что для практических целей первый метод более удобен в применении.

Проведенные численные исследования армированных деревянных конструкций с использованием ПК «ЛИРА 9.2» при поперечном изгибе позволяют более полно проанализировать напряженно-деформированное состояние конструкций при длительном действии нагрузки и сопоставить полученные результаты с теоретическими. Анализ полученных результатов показал их достаточно хорошую сходимость (при разнице от - 12,5 до + 14 %), что подтверждает необходимость учета перераспределения усилий и возможность использовать для расчетов зависимостей, полученных теоретически.

Рассмотрен инженерный метод расчета изгибаемых элементов и приводятся примеры расчета армированных деревянных балок.

В третьей главе рассмотрены теоретические основы расчета сжато-изгибаемых элементов армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки.

При расчете определяем напряженно-деформированное состояние армированного деревянного элемента от внешней продольной силы и изгибающего момента, вызванного внешней поперечной нагрузкой и дополнительного изгибающего момента Ы-/ (/), учитывающего изменение прогиба элемента во времени.

Основываясь на результатах расчета изгибаемых элементов, решение задачи расчета при сжатии с изгибом проводим на основе математического аппарата теории упругой наследственности.

Зная составляющие нормальных напряжений в древесине и арматуре от продольной силы Ы, изгибающего момента М и дополнительного изгибающего момента а также значение найдем значение суммарных напряжений в древесине и арматуре в любой момент времени т. е. получим расчетные формулы, позволяющие определять напряженно-деформированное состояние сжато-изгибаемых армированных деревянных элементов в любой момент времени.

напряжения в арматуре

<г,(0 =

А ь.

^Р ¿д

Л + а

^4 + ог

А + а

■ +

-А-'

Л + «

тоу, а ъ к

'пр

^ + а

А + а

-А-'

Для практических расчетов достаточно определить установившееся напряженно-деформированное состояние, приобретаемое сжато-изгибаемым элементом через определенное время. Для строительных конструкций важно знать конечное значение напряжений в сечениях элемента, тогда при t -» оо формулы (37) и (38) будут иметь вид:

N (.....Л

пр

<г,(о=—к:(о»±

М £/

ЛХу

пр

К(0, к"Л0п.

(39)

(40)

пр у

г'(л а ,,

где: Км) = — = —=-< 1 - коэффициент влияния, учиты-

Р Ед(0 + Елпц

вающий снижение напряжений в древесине от действия силы N; т„<(\ а £Д(0(1 + Зи/Л

К. „ 1= — = —---< 1 — то же, от изгибающих моД Ея«) + Ед.ЗпМ

ментов МиЛу(?);

А + а еА + пц) К5 {() = --- —--> 1 - коэффициент, учитываю-

Р Е£) + Елпр

щий увеличение напряжений в арматуре от силы N;

А + а _ £д(1 + 3и//)

■ > 1 - то же, от моментов

Д Ед(0 + Ед-ЗпМ МиЫ/Ь).

Здесь тпт = Яд(/)/£д.

Зависимость коэффициентов К'д (?) и К"д (/); К[ (?)и от коэффициента армирования и величины Ед (1) приведены на рис. 4 и 5.

Анализ полученных результатов показывает, что изменение напряжений в сечениях сжато-изгибаемых элементов в зависимости от коэффициента армирования может достигать в древесине - 7... 18 % от действия N и 14...25 % от действия Л/и1М(?), а в арматуре соответственно +18...33% и +8...23%, при т =0,7. Уменьшение т№

приводит к ещё более значительному изменению напряженно-деформированного состояния элемента.

Проведенные расчеты численными методами с использованием ПК «Лира 9.2» показали, что относительная разница в определении напряженно-деформированного состояния сжато-изгибаемых элементов с учетом ползучести по предлагаемой методике составляет - 7 + 16 %, что говорит о сопоставимости результатов расчета. Приведен инженерный метод расчета и рассмотрены примеры расчета треугольных распорных систем.

1,4 1.3

к г -> ы

а я

Ц- 1.1 $

1.0

О 1 2 3 4.5

Коэффициент армирования р, %

Рис. 4. Зависимость коэффициентов К\ (/)« К"(?) от коэффициента армирования и величины Ед (0

Коэффициент армирования ¡л, % Рис. 5. Зависимость коэффициентов К'д (?)и К"(() от коэффициента армирования и величины Ед (1)

В четвертой главе изложены результаты экспериментальных исследований армированных деревянных балок при длительном действии нагрузки.

Исследования проводились в два этапа: на моделях пролетам 2,25; 3 и 4,5 м, имеющих физическое подобие с натурными конструкциями и полноразмерных балках пролетами 6; 12 и 18 м.

Основные характеристики моделей и натурных конструкций

Таблица 1

Обозначение Пролет, м Сечение Ь х Ь,мм 0ар-ры1 1 д Интегральный модуль упругости, МПа аер.с МПа Примечание

1 2 3 4 5 6 7

Бк-1-1 -2 -3 2,25 130x39 130x40 129x40 208 2,0 12050 13100 11540 46,2 41,8 47,6 С рациональным армированием

Б-Н-1 -2 -3 2,25 130x37 130x38 129x38 208 2,0 11700 12420 11160 42.5 44.6 50,2 С рациональным армированием

Б-Ш-1 -2 -3 2,25 129x37 129x40 131 х38 208 2,0 11480 11810 12140 48,6 43,5 45,2 С рациональным армированием

1 2 3 4 5 6 7

Б-IV-l -2 -3 2,25 130x38 130x40 130x38 208 2,0 12220 11950 11880 44,8 42,1 39,7 С рациональным армированием

Бд-0-1 -2 -3 3,0 150x90 150x91 150x88 12150 11160 12810 43,5 51.1 46.2 Контрольные без арматуры

Бд-1-1 -2 -3 3,0 150x88 150x90 150x91 2010 1,25 12460 12030 11750 45,3 50,5 49,2 С продольным армированием

Бд-П -1 -2 -3 3,0 150x90 150x89 150x88 2012 1,84 12840 12200 13110 48,1 46,0 43,7 С продольным армированием

Бд-IV-l -2 -3 3,0 150x91 150x89 150x90 2016 3,3 12080 12560 11960 51,2 45,5 47,0 С продольным армированием

Б-1-1 -2 -3 4,5 200 х 40 200 х 39 200 х 40 2010 2,06 12100 11700 11280 49,2 47.4 42.5 С рациональным армированием

Б-2-1 -2 -3 4,5 251 х 40 250 х 40 249x41 2012 1,9 11950 11540 11750 43,3 50,8 47,7 С рациональным армированием

Б-3-1 -2 -3 4,5 302x59 300 х 58 300 х 60 2016 2,3 11700 12080 11910 49,3 46,1 42,8 С рациональным армированием

Б-6-1 -2 6,0 330x 118 330х120 10890 11210 44,8 51,1 Контрольные без арматуры

Б-6-3 -4 6,0 331х 120 330x 119 4016 2,13 11510 12060 49,0 46,4 С продольным армированием

Б-12-1 -2 12,0 650 х122 648x121 4025 2,6 11600 11250 43,9 47,5 С продольным армированием

Б-18-1 -2 18,0 879х152 880 х148 6025 2,3 10760 11020 42,4 45,8 С продольным армированием

Модели балок изготавливались в лабораторных условиях, из заводских заготовок, а натурные образцы - на Чебоксарском ЭДОЗе и Волоколамском ЭЗСК.

Рис. 6. Испытание балок пролетом 2,25 м.

Рис. 7. Испытание балок пролетом 3 м.

Древесина балок - сосна влажностью 9-12%.

Арматурные стержни класса А-300 вклеивались в пазы профре-зерованные в крайних зонах сечений балок с помощью эпоксидно-песчаного компаунда при соотношении смола/наполнитель - 1/3.

Перед испытаниями определялись механические характеристики древесины согласно ГОСТов и интегральный модуль упругости балок. Испытания моделей проводились на специальных стендах в помещениях лаборатории длительных испытаний конструкций ВлГУ, а натурных балок на испытательном стенде цеха клееных конструкций Чебоксарского ЭДОЗа и силовом полу лаборатории испытании строительных конструкций ВлГУ.

Испытательная нагрузка для четырех серий балок пролетом 2,25 м назначалась после испытания первой серии до разрушения и составила 0,65; 0,5 и 0,3 от разрушающей (последняя была близка к нормативной нагрузке). Остальные балки пролетом 3; 4,5; 6; 12 и 18 м ис-пытывались нагрузкой равной или близкой к нормативной, соответствующей возможной эксплуатационной нагрузке.

Загружение балок осуществлялось ступенями до достижения испытательной нагрузки.

После выдержки под длительно действующей нагрузкой балки разгружались и выдерживались в течение 60 - 90 суток для редефор-мирования. После чего балки испытывались до разрушения, с целью определения остаточной прочности.

В процессе испытаний измерялись прогибы, относительные деформации волокон древесины и арматуры, сдвиг арматуры относительно торцов балки. Отсчеты по приборам снимались в первые 20 суток после загружения 2 раза в день, а далее - раз в 3 дня.

Полученные результаты эксперимента показывают, что прочность армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки в основном согласуется с общими временными закономерностями прочности основного материала конструкции древесины.

Нагрузка для балок пролетом 2,25 и 3 м прикладывалась в третях пролета, а для остальных принимались равномерно распределенной по пролету.

В процессе испытаний в помещениях поддерживался постоянный температурно-влажностный режим.

Основные результаты испытаний приведены в таблице 2.

Анализ полученных результатов показал, что деформативность изгибаемых армированных деревянных конструкций при длительном

действии нагрузки увеличивается, но при этом на 12 - 19 % ниже, чем у обычных деревянных балок.

Модуль упругости древесины в армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки близкой к эксплуатационной снижается по сравнению с начальным на 20 - 27 %.

Арматура в сечениях армированных деревянных конструкций оказывает сдерживающее влияние на ползучесть древесины. При этом характеристика ползучести (р! армированных деревянных конструкций при длительном действии нормативной нагрузки составляет в среднем 0,179, тогда как у неармированных - 0,225. Влияние ползучести на напряженно-деформированное состояние в армированных конструкциях снижается при увеличении коэффициента армирования.

Установлено, что с увеличением коэффициента армирования уменьшается значение характеристики ползучести, и сокращается время приращения деформаций последействия. В результате ползучести происходит перераспределения усилий в сечениях армированных деревянных конструкций, при котором нормальные и касательные напряжения в древесине снижаются, а в арматуре и клеевом шве соединения арматуры с древесиной - возрастают, что изменяет расчетную схему элемента и требует учета при проектировании.

В результате перераспределения усилий напряжения в арматуре увеличиваются на И ...26 %, а в древесине соответственно снижаются.

Характер разрушения армированных элементов при изгибе после испытаний длительно действующей нагрузкой фактически не отличается от аналогичного при кратковременных испытаниях. При этом коэффициент запаса прочности составляет 2,11...2,36, что говорит о достаточно высокой «остаточной» прочности конструкций. При этом надежность против обрушения армированной конструкций подтверждена экспериментально, т. к. даже после достижения напряжениями в арматуре предела текучести и разрыва растянутых волокон древесины балки при прогибах равных 1/30...1/50 пролета, продолжали нести в течение 0,5.. .2,7 часов нагрузку близкую к расчетной.

Соединение арматуры с древесиной на эпоксидных компаундах обеспечивает их совместную работу на всех стадиях нагружения вплоть до разрушения.

Рост деформаций последействия при нормативных нагрузках в армированных конструкциях прекращается на 40 - 70 сутки, тогда как у неармированных на 90 - 120.

Б-18-1 -2 Б-12-1 -2 Б-6-3 -4 , ? К» г- 1-га-*а Бд-П-1 -2 -3 и> Ю 1 ■г Ш К> — ¿> К» н- ¿Л (О -- СП «Ь ¿4 Ы Д" Б-1У-1 -2 -з . СП . Б <*> Б-И-1 -2 -3 2 (!о ~ Обозначение

18,0 12,01 С\ о Оч О 4». IX \п и» О О "о "о 2,25 2,25 1 2,25 !— '2,25 Пролет, м

427,6 198,1 11 43,92 21,59 19,61 8,20 5,29 7,98 О 4,55 3,19 о и Р II о ©\ V» СП ъ > II 0\ О» «Л '-д О чо ~ » & У Л 00 ^ ъ ° II Испытательная нагрузка, кН-м

00 к» -а о ст\ ы оо О о* о Продолжите испытаний льность . СУТКИ

0,95/1,21 1,05/1,29 1,06/1,26 1,15/1,39 0,95/1,15 ().97ЛЛ0 0,92/1,16 1,12/1,29 1 0,92/1,16 0,99/1,22 1,12/1,28 1,10/1,22 1,06/1,30 1,01/1,17 1,12/1,29 1,02/1,18 0,98/1,23 0,95/1,06 1,01/1,15 1,08/1,29 0,87/1,01 0,98/1,12 0,91/0,99 0,95/1,10 1,12/1,29 1,16/1,32 0,91/1,12 1,10/1,35 0,86/1,08 1,12/1,40 1,17/1,51 1,15/1,44 2,06/2,32 2,05/2,41 2,18/2,39 2,69/4,02 2,57/4,50 2,71/5,05 4,02/— 3,90/— 4,15/— О о 1 ст 0 1 ь> Относительные деформашшх 10"3

1,08/1,26 1,12/1,31 1,11/1,30 1,17/1,37 0,98/1,18 1.04/1 22 1,11/1,27 1,19/1,31 0,99/1,21 0,97/1,22 1,14/1,29 1,14/1,31 1,09/1,27 1,10/1,21 1,06/1,22 1,00/1,17 1,05/1,16 0,94/1,07 0,99/1,15 1,11/1,32 0,93/1,02 1,00/1,18 0,90/1,03 0,98/1,14 1,11/1,30 1,14/1,31 0,96/1,15 1,06/1,24 1,02/1,27 1,19/1,48 | 1,15/1,38 1,18/1,43 2,00/2,28 2,01/2,44 2,12/2,58 2,56/4,05 2,61/4,30 2,70/4,08 ы V» "ы о № ~ ттт

1,01/1,191 ,03/1,18 1,08/1,22 1,12/1,31 о N4 О 1 1 0,98/1,13 1,09/1,21 1,06/1,23 1,19/1,30 1,11/1,26 1,00/1,19 1,15/1,30 1,12/1,26 1,09/1,26 0,93/1,12 1,04/1,16 1,06/1,21 0,96/1,17 1,05/1,24 1,01/1,15 1,03/1,25 1 1,14/1,33 1,12/1,3 0 1 1 1 1,16/1,41 1,1 5/1,37 1,20/1,39 1,96/2,20 1,83/2,52 2,08/2,52 2,70/3,94 2,66/4,80 2,68/5,92 1 1 1 Л. о Л арматура

1,10/1,26 1,09/1,27 1,13/1,25 1,18/1,34 — .О С> о -и 1 1 1,05/1,18 1,10/1,21 1,09/1,23 1,13/1,28 1,15/1,33 1,07/1,21 1,16/1,34 1,12/1,31 1,10/1,32 1,00/1,15 1,03/1,18 1,06/1,24 1,02/1,17 1,04/1,21 1,01/1,18 1,03/1,25 1,14/1,33 1,13/1,30 1 1 1 1,20/1,48 1,17/1,45 1,22/1,52 1,90/2,14 1,85/2,09 2,05/2,46 2,81/5,20 2,60/3,92 2,74/3,54 1 1 1 «я о сц

64,87 68,75 45,20 46,25 22,40 25.05 23,0 22,54 15,89 16,74 , 1 18-° 1 15,95 16,6 18,12 16,09 | 17,02 16,4 10,82 12,00 10,25 11,38 13,01 12,60 | 10,76 11,30 12,13 11,82 11,90 12,22 Я ГЗ Ъч «Л м ЧЭ Ол , к» ы у 0\ -и 4». 01 и _<— "и- V) Оч ООО /о Прогиб, мм

77,20 80,95 51,91 55,40 | » р » О го о« 30,16 28,80 19,01 19,70 , 21,12 19,02 18,93 21,50 ы О .45 А М У Л О .Г* И Л ил 00 13,24 15,34 14,81 и) ¿О V» Ъч к» о 14,23 14,11 15,00 14,20 13,61 14,97 24,02 23,30 23,81 44,02 39,11 46,24 1 1 I

0,840 0,849 0,870 0,835 0,860 0.869 0,762 0,783 0,835 0,849 0,852 о о о ОО *00 00 л ^ К) -Л УЗ 0,804 0,840 0,889 0,854 0,852 0,352 0,859 0,848 0,850 0,833 | 0,830 1 0,847 ] 0,776 0,843 0,814 0,859 0,845 | 0.846 | 0,712 0,768 0,777 0,591 0,637 0,573 I 1 1

0,184 0,174 0,148 0,197 0,163 0.151 0,311 0,277 0,196 0,177 0,173 | 0,192 0,140 0,186 0,199 0,190 0,185 о о о 1Л и, ^ О К» 0,163 0,179 0,175 © © р — КЗ оо о о о ы о 0,288 0,185 0,227 0,169 0,182 0,183 0,363 0,302 0,286 0,692 0,570 0,745 1 1 1

1 1 Ъ, V О У, 2,05 2 70 3,76 4,98 р; оо ы о ^ ю — С- "-и ~ ы — Р ~ .о щ N № '.л —1 сх> 0,66 0,92 0,91 1,09 1,22 0,58 р То о V» о оо ю — о V . о О 00 О, н- -- р о оо ш о ^ .Г" чо 00 и» ^ Остаточные | прогибы, ! ММ 110 суток 46 суток 138 суток Время до разрушения

Результаты теоретических исследований удовлетворительно совпадают с экспериментальным при определении прогибов и краевых нормальных напряжений в арматуре и древесине, при расхождении -3,5 + 12,6 %, что говорит о достоверности принятых расчетных предпосылок.

Проведенная статистическая обработка значений характеристики ползучести балок показала удовлетворительную сходимость (при достаточно высоких показателях точности и вариационных коэффициентах) с аналогичными значениями полученными при статистической обработке результатов испытаний обычных деревянных конструкций.

Учитывая возможное перераспределение усилий при длительной эксплуатации в качестве арматуры для деревянных конструкций должна применяться арматура периодического профиля с расчетным сопротивлением не менее 370 - 400 МПа.

В пятой главе рассмотрены результаты экспериментальных исследований сжато-изгибаемых армированных деревянных элементов при длительном действии нагрузки.

В качестве объекта исследования были выбраны верхние пояса треугольных распорных систем (арок), как наиболее часто встречающихся элементов несущих строительных конструкций.

Исследования проводились на моделях пролетам 2,4 м и на натурных арках пролетом 18 м со стрелой подъема 1/8.

Модели арок изготавливались в лабораторных условиях, а арки пролетом 18 м на Абаканском заводе строительных конструкций.

Материалы и технология изготовления были аналогичны балочным армированным деревянным конструкциям.

Модели испытывались в лабораторных условиях на рычажных установках с приложением нагрузки в третях полуарок, а арки пролетом 18 м в условиях открытого полигона равномерно распределенной по верхнему поясу нагрузкой.

Основные результаты испытаний арок приведены в таблице 3.

В результате испытания арок длительно действующей нагрузкой в диапазоне, составляющем 0,35...0,65 от кратковременной прочности, определены две области ползучести: область затухающей ползучести и незатухающей. Величина нагрузки, разделяющей эти области, характеризует предел длительной прочности, который по экспериментальным данным составляет 0,5 ... 0,6 предела временного сопротивления.

Рис. 9. Испытание арки пролетом 2,4 м.

Таблица 3

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИИ АРОК

№ серии

Индекс и

номер элемента

Уро-вень нагру-жения

ЕРИР

кН

Краевые деформации сжатая Е„. х 10"5

Древ.

«д(0

Арм.

*.(0

Нормальные сжим, напряжения а, Мпа

Прогибы в 1/4 Ь см

Древ.

".(О

Арм.

Л'Л

теор

//А

К(1)

А Л

Примечание

СИк-1-1 -2

СИа-1-1 -2

1Р

расч

7,6

ЕР

20,8

315 369 285 360

402 465

262 392

>ст,

>СТт

При2Рряс,

0,85/0,94 0,78/0,94 0,80/0,92 0,89/0,92

Разрушение через: 48сек 72 сек 76 сек 101 сек

СИк-11-1 -2

СИа-П-1 -2

СИа-П-3 -4

5,04 13,38 13,38

230/406 219/358 221/395 205/432 209/405 232/412

232/501 240/470 280/51-9 251/528

251 256 27,8/18,0 21,4/19,7 19,4/13,5 23,7/17,6

469,0/480,2 447,0/496,8 439,5/455,4 476,0/490,6

0,82/0,94 0,80/0,94 0,95/0,92 1,01/0,92 1,06/0,92 0,86/0,92

1,36/1,41 1,28/1,41 1,72/1,4 1,56/1,4 1,88/1,4

0,66 0,63 0,54 0,64 0,56

Разрушение через 62 суток 120 суток 181 суток

III

СИк-Ш-1 -2

СИа-Ш-1 -2

СИа-Ш-3 _-4

3,75 10,04 10,04

190/282 169/245 177/268 195/263 184/229 166/240

193/277 208/291 199/303 195/264

19,1/37,5 18,9/36,0 17,9/12,5 21,3/15,0 19,3/16,6 20,6/13,5

3995/5734 4305/602 4119/6272 4036/5465,

0,62/0,70 0,56/0,70 0,66/0,69 0,69/0,69 0,60/0,69 0,58/0,69

0,96/1,06 1,04/1,06 0,74/1,05 0,80/1,05 0,92/1.05 0,77/1,05

0,64 0,54 0,89 0.77 0,65 0,75

Остаточные прогибы после разгружения и выдержки 60 суток, мм 2,05 1,30 0,22 0,90 0,24 0,66

СИк-1У-1 -2

СИа-1У-1 -2

СИа-ГУ-З

_Л

2,50 6,70 6,70

118/167 107/160 116/149 120/160 114/171 103/142

119/153 131/176 126/180 142/188

12,0/33,5 11.1/32-2 11,9/10,4 14,3/11,8 12,4/10,9 11,1/9,62

2463/3208 2712/3612 2608/3733 2939/3760

0,43/0,47 0.47/0.47 0,45/0,46 0.38/0,46 0,38/0,46 0,41/0,46

0,76/0,7 0.69/0.71 0,61/0,70 0,54/0,70 0,50/0,70 0,48/0,70

0,56 0.68 0,74 0,64 0,75 0,85

0,81 1.02 0,20 0,65 0,14 0,17

№1

е = 18«

№2 е =

18м

правая

96,3/126,0

94,0/139,8

правая

зЗ

е-=с

я -

12,2/10,9

178,0/289,6

24,0/21,5

33,5/29,4

0,74

после 25 суток 6,26

94,4/13 и

90,2/130,4

10,8/9,2

189,4/369,9

22,1/21,5

30,3/29,4

0,73

4,40

96,0/124,8

96,1/126,4

11,5/9,6

192,2/252,8

19,6/21,5

28,0/29,4

0,7

5,72

90,5/122,2

93,0/124,9

10,1/8,9

186,0/239,8

17,5/21,5

24,2/29,4

0,72

3,22

Применение: элементы с индексом «К» - контрольные без армирования.

Рис. 10. Зависимость изменения прогибов элементов арок от времени действия нагрузки

Установлено что, длительная прочность сжато-изгибаемых армированных деревянных конструкций согласуется с общими временными закономерностями изменения прочности древесины.

При разрушении элементов верхнего пояса арок арматура сохраняет целостность и сцепление с древесиной по всей длине, что позволяет им нести длительное время часть нагрузки 0,5...0,7 за

счет арматуры и деревянной не разрушенной части сечения.

Рост деформаций последействия в арках при длительном действии нагрузки, близкой к расчетной эксплуатационной, практически прекращается через 60 - 80 суток, что на 20 - 23 % ниже, чем у неар-мированных (рис. 10).

С течением времени под нагрузкой в армированных деревянных элементах происходит перераспределение усилий, ведущее к снижению напряжений в древесине и росту их в арматуре на 15 ... 30 %. Этот факт указывает на большую эффективность армированных конструкций, чем обьгчных, т. к. происходит разгружение древесины, наиболее слабого материала комплексной конструкции.

Предлагаемый метод расчета позволяет определить напряженно-деформированное состояние сжато-изгибаемых элементов в любой момент времени.

Сжато - изгибаемые армированные деревянные элементы имеют несущую способность в 2,5-3 раза превышающую несущую способность неармированных.

Остаточная прочность деревянных армированных сжато-изгибаемых элементов после испытаний длительно действующей нагрузкой составляет 94 ... 99 % от начальной, а у контрольных (неармированных) - 80 ... 87 %.

В шестой главе приведены результаты экспериментальных исследований трехслойных панелей с армированным деревянным каркасам.

В практике строительства в качестве несущих ребер каркаса панелей, прогонов и т.п. используются армированные балки малой высоты сечения, равной 1/25...1/40 пролета, работ которых изучена недостаточно. С целью определения характера изменения напряженно-деформированного состояния таких предельно низких балок были проведены испытания панелей покрытия с армированным деревянным каркасом.

Были изготовлены и испытаны 3 панели размером 1,5 х 6 м с нижней обшивкой из ЦСП толщиной 10мм и ребрами каркаса сечением 50 х 150 мм, армированные симметрично 2014 мм А-Ш, под кровлю из профнастила или асбестоцементных волнистых листов. Соединение обшивок с элементами каркаса осуществлялось на податливых связях - оцинкованных шурупах 4 х50 мм.

Нормативная нагрузка создавалась штучными грузами и равномерно распределилась по верхней плоскости панелей.

Испытания проводились в лаборатории ВлГУ, где поддерживался постоянный температурно-влажностный режим.

В процессе испытаний фиксировались прогибы панелей и относительные деформации арматуры и древесины.

Основные результаты испытаний панелей приведены в таблице 4.

Деформативность панелей покрытия с армированным деревянным каркасом подчиняется временным закономерностям изменения упругих характеристик древесины при длительном действии нагрузки, которые могут быть описаны затухающей экспоненциальной зависимостью. При этом значение длительного модуля упругости древесины может быть принято равным Ед (() = 0,7 • ЕЛ.

Получена зависимость, учитывающая характер перераспределения усилий между арматурой и древесиной во времени для армированных деревянных элементов каркаса панелей покрытия.

В результате перераспределения усилий между арматурой и древесиной элементов каркаса при длительном действии нагрузки напряжения в арматуре увеличились в среднем на 23 %, а в древесине уменьшались на 17 %.

Установлено, что для армированных деревянных изгибаемых элементов с относительной высотой сечения равной 1/40 пролета характеристика ползучести срг в среднем на 17% выше чем у элементов с высотой сечения 1/17... 1/20 пролета и составляет 0,210.

Прирост деформаций панелей покрытия при длительном действии нормативной нагрузки практически прекращается через 30-45 суток после загружения, что характерно для балок с высоким (более 3%) коэффициентом армирования.

Панели покрытия с армированным деревянным каркасом обладают повышенной надежностью против обрушения, поскольку даже после разрыва растянутых волокон древесины ребер жесткости сохраняется целостность сцепления арматуры с древесиной, и плиты способны выдерживать нагрузку, составляющую 0,2...0,3 от разрушающей, т. е. близкую к нормативной нагрузке.

Разработана методика расчета армированных деревянных элементов каркаса панелей покрытия с высотой сечения 1/25..Л/40 пролета с учетом длительного действия нагрузки. Для практических расчетов предложены формулы, отражающие установившееся напряженно-деформированное состояние при длительном действии нагрузки.

Таблица 4

Результаты испытаний плит нормальной длительно-действующей нагрузкой

Обозначение панелей Временное сопротивле-ние древесины < сжатию, , МПа Относительные деформации, х 10-6 Прогиб, мм

<0 4 <0 4 ер до /о утеор j факт Jo %

П-1 489 581 711 598 758 548 679 560 701 20,3 28,1 24,8 0,221

П-2 504 533 695 540 731 519 668 556 687 19,5 28,1 23,6 0,210

П-3 521 496 703 512 719 465 660 478 652 19,9 28,1 23,9 0,201

Примечание: приведены средние значения относительных деформаций.

выводы

1. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований решен комплекс научно обоснованных вопросов прочности и деформативности армированных деревянных конструкций при длительно действующей нагрузке. Показана необходимость в новом подходе к определению прочности, деформативности, долговечности и надежности армированных деревянных конструкций, основанные на концепции комплексного влияния реологии древесины, характера и вида напряженно - деформированного состояния.

Экспериментально исследованы прочностные и деформационные свойства армированных деревянных конструкций при длительных силовых воздействиях. Результаты исследования внедрены в производство и проектную практику.

2. Установлены обобщенные закономерности сопротивления армированных деревянных конструкций при длительных силовых воздействиях. Показано, что влияние длительных силовых воздействий необходимо учитывать при эксплуатации. Результаты длительных испытаний несущих армированных деревянных конструкций при изгибе и сжатии с изгибом доказали возможность использования полученных зависимостей для прогнозирования напряженно-деформированного состояния во времени и надежности с учетом перераспределения усилий, при котором происходит разгружение древесины и передача части усилий арматуре. Установлено определяющее влияние относительной высоты сечения армированных деревянных конструкций, коэффициента армирования и уровня напряжений на развитие деформаций ползучести и изменение напряженно-деформированного состояния.

3. Проведены экспериментальные исследования армированных деревянных конструкций при изгибе и сжатии с изгибом при длительном действии нагрузки близкой к эксплуатационной, которые позволили установить влияние относительной высоты сечения и коэффициента армирования на деформативность армированных деревянных конструкций при длительно действующей нагрузке и придти к выводу, что деформативность армированных деревянных конструкций при этом значительно ниже чем обычных деревянных конструкций. При этом армированные деревянные конструкции обладают более высокой надежностью против обрушения.

4. В результате проведенных теоретических и численных исследований основанных на классических зависимостях теории ползучести

и теории надежности зданий и сооружений установлены закономерности влияния геометрических параметров и коэффициента армирования на напряженно-деформированное состояние армированных деревянных конструкций.

5. Разработан прикладной метод расчета армированных деревянных конструкций, учитывающий ползучесть древесины при длительном действии нагрузки.

Предложенный метод расчета в сочетании с системой коэффициентов влияния, учитывающих условия работы армированных деревянных конструкций во времени, позволяет определить напряженно-деформированное состояние в любой момент времени, что дает возможность обеспечивать требуемую долговечность зданий и сооружений на стадии их проектирования.

6. Комплексные экспериментальные исследования натурных конструкций и моделей армированных деревянных конструкций при длительных нагрузках, а также наблюдения за армированными деревянными конструкциями в процессе эксплуатации, подтвердили основные положения разработанного метода расчета, а также достоверность теоретических предпосылок, принятых при проектировании и обоснованность способов реализации принципов конструирования, что согласуется с проведенной статистической обработкой результатов полученных в настоящей работе автором и данными ранее приведенных исследований армированных деревянных конструкций.

7. Результаты выполненных исследований являются основой для разработки раздела действующей главы СНиП «Деревянные конструкции» и СТО «Деревянные и цельнодеревянные конструкции». Материалы исследований использованы при разработке и проектирования опытных армированных деревянных конструкций, в экспериментальном строительстве и учебном процессе.

8. Проведенный технико-экономический анализ армированных деревянных конструкций показал их достаточно высокую эффективность в сравнении с обычными клееными конструкциями, по таким показателям как расход древесины, монтажная масса и стоимость в деле с учетом меньших габаритных размеров, ремонтопригодности, возможности применения древесины 3-го сорта при высокой эксплуатационной надежности.

Всего по теме диссертации опубликовано 77 научных статей, основное содержание опубликовано в следующих работах:

1. ХЦуко В.Ю., Рощина С.И. Армированные деревянные конструкции в строительстве // Строение, свойства и качество древесины - 96: Материалы II международного симпозиума. - Москва - Мытищи., МГУЛ, 1996.-С. 130.

2. Щуко В.Ю., Рощина С.И. Прочность и деформативность армированных деревянных конструкций при сжатии с изгибом // Современные строительные конструкции из металла и древесины: Материалы Международного симпозиума. - Одесса, ОГАСА, 1997. - С. 56 - 60.

3. Щуко В.Ю., Рощина С.И. Длительные испытания треугольных арок с армированным поясом пролетом 18 м// Сб. научных трудов 56-й конференции - С.-Пб., СПАГАСУ 1999. - С. 14-18.

4. Щуко В.Ю., Рощина С.И., Репин В.А. Деревянные конструкции с рациональным армированием // Деревянные конструкции в современном строительстве: Материалы международной научно-технической конференции. - М., ЦНИИСК, 2000. - С. 4 - 5.

5. Щуко В.Ю., Рощина С.И., Каперский Ю.Н. Расчет изгибаемых армированных деревянных конструкций с учетом длительного действия нагрузки // Современные строительные конструкции из металла и древесины: Сб. научных трудов Международного научного симпозиума. -Одесса, ОГАСА, 2001. - С. 23-25.

6. Рощина С.И., Алтабджи Ихаб Плиты покрытий и перекрытий с армированным деревянным каркасом // Эффективные строительные конструкции. Теория и практика: Материалы Международной научно-технической конференции. - Пенза, ПГУАиС, 2002. - С. 35-37.

7. Рощина С.И., Щуко В.Ю., Расчет предельной прочности армированных деревянных изгибаемых элементов при длительном действии нагрузки // Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре: Материалы 63-ей научно-технической конференции. - Самара, СГАСУ, 2006.-С. 372-373.

8. Щуко В.Ю., Рощина С.И., Репин В А. Прочность и деформативность клееных деревянных балок с продольно-поперечным армированием // Современные строительные конструкции из металла и древесины: Сб. научных трудов Международной научно-технической конференции. - Одесса, ОГАСА, 2003. - С. 54-55.

9. Щуко В.Ю., Рощина С.И. Повышение эффективности клееных несущих конструкций путем армирования // Эксперим. и теорет. Исследования строительных конструкций: Международная научно-техническая конференция. - Нижний Новгород, НГАСУ, 2004. - С. 3436.

10. Щуко В.Ю., Рощина С.И. Повышение эффективности клееных несущих конструкций путем армирования // Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии: Материалы международного конгресса часть II. - Белгород, БГТАСМ, 2004. -С. 424-426.

11. Щуко В. Ю., Рощина С. И. О рациональном армировании клееных деревянных балок // 62-я научно-техническая конференция. - Новосибирск, НГАСУ, 2005. - С. 84-85.

12. Щуко В.Ю., Рощина С.И. Расчет армированных деревянных конструкций при изгибе с учетом длительного действия нагрузки // Современные строительные конструкции из металла и древесины: Сборник научных трудов. - Одесса, ОГАСА, 2005. - С. 291 - 295.

13. Рощина С.И. Экспериментально-теоретические исследования деформативности клееных армированных балок при длительном действии нагрузок // Строительство - 2006: Международная научно-практическая конференция. - Ростов-на-Дону, 2006. - С. 51 - 53.

14. Щуко В.Ю., Рощина С.И. Влияние длительно-действующей на- . грузки на деформативность клееных армированных деревянных балок //. ПГС. №5, 2006.-С. 40-42.

15. Щуко В. Ю., Рощина С. И., Христофорова Т. Н. «Экспериментальные исследования армированных конструкций с ослабленным сечением в зоне чистого изгиба» / Вести ВолГАСУ, «Строительство и архитектура». - Волгоград, декабрь 2006. - С. 82 - 86.

16. Рощина С.И. Деформативность армированных деревянных балок при длительном действии нагрузки // Проблемы строительного комплекса России «Строительство, коммунальное хозяйство»: Сб. материалов X Международной научно-технической конференции, том 1. -Уфа, УГНТУ, 2006. С. 126 - 128.

17. Рощина С.И. Армирование - способ повышения надежности и долговечности деревянных конструкций // Лесной Журнал. - №2,2008. -С. 71-75.

18. Рощина С.И. Теоретические исследования армированных деревянных конструкций с учетом длительных силовых воздействий // ПГС. -№1,2008.-С. 58-59.

19. Рощина С.И. Армированные деревянные конструкции // Архитектура и строительство России. -№3,2008. - С. 34-39.

20. Рощина С.И. Плиты покрытия с армированным деревянным каркасом при длительных силовых воздействиях // ПГС. - №4, 2008. -С. 42-43.

21. Рощина С.И. Экспериментальные исследования треугольных армированных деревянных арок при длительных силовых воздействиях //ПГС. -№12, 2008.- С. 18-21.

22. Рощина С.И., Бондаренко В.М., Римшин В.И. Методы расчета изгибаемых армированных деревянных элементов с учетом длительного действия нагрузки на основе теории упруго-ползучего тела // Современные проблемы механики строительных конструкций: Материалы международного конгресса «Наука и инновации в строительстве SIB -2008», том 2. - Воронеж, 2008. - С. 51-57.

23. Рощина С. И., Репин В.А., Лукин М.В. К вопросу повышения надежности несущих армированных деревянных конструкций // Деревообрабатывающая промышленность. - №2,2008. - С. 58 - 59.

24. Щуко В.Ю., Рощина С.И. Клееные армированные деревянные конструкции // Учебное пособие. - СПб., ГИОРД, 2009. - 128 с.

25. Рощина С.И., Грязнов М.В., Щелокова Т.Н. Экспериментальные исследования армированных деревянных балок. // Современные строительные конструкции из металла и древесины. Часть II. - Одесса, ОГАСА, 2008. С. 4-8.

26. Рощина С.И., Римшин В.И. Расчет изгибаемых армированных деревянных конструкций с учетом ползучести // Academia. Архитектуры и строительство № 1. -М., РААСН, 2009. С. 91-92.

27. Рощина С.И. Теоретические методы расчета изгибаемых армированных деревянных конструкций с учетом длительного действия нагрузки на основе теории упругой наследственности // Известия Орел-ГТУ. Научно-технический журнал Серия «Строительство и реконструкция». - №2,2009. С. 34-37.

28. Бондаренко В.М., Римшин В.И., Рощина С.И. Расчет композитных строительных конструкций на основе древесины с учетом ползучести // Известия Орел! "ГУ. Научно-технический журнал Серия «Строительство и реконструкция». -№4,2009. С. 3-7.

29. Рощина С.И. Расчет сжато-изгибаемых элементов армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки // Известия ОрелГТУ. Научно-технический журнал Серия «Строительство и реконструкция». - №4,2009. С. 39-41.

Отпечатано в ФГУ «Типография УВД Владимирской области» Заказ 3382 Тираж 150 Бумага офсетная.

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Рощина, Светлана Ивановна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ТЕНДЕНЦИИ ПРИМЕНЕНИЯ АРМИРОВАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.

Основы прикладных методов расчета армированных деревянных конструкций

Г Л А В А 2 СПЕЦИФИКА РАСЧЕТА МОДЕЛИ ИЗГИБАЕМЫХ АРМИРОВАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ НАГРУЗКИ.

2.1 Основные положения расчета.

2.2 Теоретические методы расчета изгибаемых армированных деревянных конструкций с учетом длительного действия нагрузки на основе теории упругой наследственности.

2.3 Метод расчета изгибаемых армированных деревянных элементов с учетом длительного действия нагрузки на основе теории упруго-ползучего тела.

2.4. Аналитическая оценка и инженерный расчет изгибаемых армированных деревянных конструкций с учетом ползучести.

2.5 Расчет армированных деревянных конструкций по предельным состояниям.

2.6 Расчет предельной прочности армированных деревянных конструкций изгибаемых конструкций при длительном действии нагрузки.

2.7 Численные исследования напряженно-деформированного состояния изгибаемых армированных деревянных конструкций с учетом длительного действия нагрузки с использованием программных средств.

2.8. Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И РАСЧЕТ СЖАТО-ИЗГИБАЕМЫХ АРМИРОВАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ДЕЙСТВИИ-НАГРУЗКИ.

3.1 Основные положения расчета изгибаемых армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки.

3.2 Метод расчета на основе теории упругой наследственности.

3.3 Расчет сжато-изгибаемых армированных деревянных конструкций по предельным состояниям при длительном действии нагрузки.

3.4 Численные исследования напряженно-деформированного состояния сжато-изгибаемых армированных деревянных конструкций с учетом длительного действия нагрузки с применением ЭВМ.

3.5. Численные исследования напряженно-деформированного состояния армированных деревянных сжато-изгибаемых элементов при длительном действии нагрузки (укрупненный алгоритм расчета).

3.6. Численные исследования напряженно-деформированного состояния армированных деревянных арок на ЭВМ.

Г Л А В А 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ АРМИРОВАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ БАЛОК ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗКИ.

4.1 Цель и задачи исследования.

4.2 Методика экспериментальных исследований.

4.2.1 Выбор моделей балок.

4.2.2 Методика испытаний натурных балок.

4.3 Результаты экспериментальных исследований моделей армированных балок длительно действующей нагрузкой.

4.4 Результаты испытаний натурных балок длительно действующей нагрузкой.

4.5 Анализ результатов экспериментальных исследований армированных деревянных балок длительно действующей нагрузкой.

4.6 Выводы по главе 4.

ГЛАВА5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕУГОЛЬНЫХ АРОК С АРМИРОВАННЫМ ВЕРХНИМ ПОЯСОМ ПРИ

ДЛИТЕЛЬНОМ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗКИ.

5.1 Задачи и методика проведения исследований моделей треугольных арок.

5.2 Изготовление армированных элементов верхнего пояса моделей арок.

5.3 Результаты экспериментальных исследований и их анализ.

5.4 Методика проведения испытаний натурных конструкций.

5.5. Конструктивные решения треугольных арок.

5.6 Изготовление опытных арок.

5.7 Результаты экспериментальных исследований и их анализ.

5.8 Выводы по главе 5.

Г Л А В А 6 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАНЕЛЕЙ ПОКРЫТИЯ С АРМИРОВАННЫМ ДЕРЕВЯННЫМ КАРКАСОМ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ДЕЙСТВИИ НАГРУЗКИ.

6.1 Методика экспериментальных исследований.

6.2 Экспериментальные исследования моделей армированных деревянных каркасов.

6.3 Экспериментальные исследования панелей покрытий.

6.4 Результаты испытаний моделей панелей и их анализ.

6.5 Результаты испытаний панелей покрытия длительно действующей нагрузкой.

6.6 Выводы по главе 6.

Введение 2009 год, диссертация по строительству, Рощина, Светлана Ивановна

В новых экономических условиях развития России деревянные конструкции, как один из видов наиболее конкурентно способных конструкций находят все большее применение в строительстве. Устойчивый рост объемов промышленно-гражданского строительства, реконструкция и модернизация зданий, номенклатурное многообразие обуславливают масштабное увеличение спроса на изделия из древесины при том, что древесина - единственное в природе из самовозобновляемых строительных материалов, запасы которой у нас в стране составляют около 60 млрд.мЗ. Высокие темпы и уровень современного строительства предъявляют качественно новые требования к строительным материалам и конструкциям. При этом большое внимание уделяется производству клееных деревянных конструкций.

Деревянные конструкции обладают рядом неоспоримых преимуществ: меньшей монтажной массой, относительно высокой прочностью и долговечностью, лучшей транспортабельностью, экологичностью, легкостью > обработки древесины, удобством монтажа конструкций, меньшей теплопроводностью, невысоким коэффициентом температурного расширения, что обуславливает возможность применения их в большепролетных конструкциях, эстетическими качествами, возобновляемостью сырья и т.д.

В то же время отрицательные свойства древесины (зависимость ее свойств от строения, пороков, необходимость применения и значительный расход качественного пиломатериала, излишняя массивность сечений, ползучесть при длительном нагружении и др.) ограничивают область применения и ухудшают показатели деревянных конструкций.

Одним из путей устранения указанных недостатков,и повышения технико-экономической эффективности является' армирование сечений клееных деревянных конструкций и элементов стальной или стеклопласта ковой арматурой. Это позволяет существенно сократить расход древесины, уменьшить монтажную массу, повысить качество и надежность деревянных конструкций, работающих в основном на изгиб и сжатие с изгибом.

Высокая прочность и жесткость в сочетании с малой монтажной массой делают применение этих конструкций незаменимыми в рассредоточенном агропромышленном строительстве, в труднодоступных и отдаленных от магистральных путей районах, для большепролетных конструкций, позволяющих производить укрупненную сборку.

Легкие несущие клееные армированные конструкции находят применение в самых различных областях строительства: при возведении зрелищно-спортивных, агропромышленных и складских зданий, пролетных строений мостов и эстакад, зданий химических производств и др., что предъявляет к ним весьма высокие требования, поскольку в процессе эксплуатации возможны воздействия перепадов температуры и влажности, агрессивных сред, повторной кратковременной и длительной нагрузок. Основное назначение армирования конструкций — экономия качественной древесины, снижение монтажной массы и стоимости конструкций при обеспечении требуемых прочности и жесткости конструкций, а также повышения их надежности. Применение таких конструкций дает экономию древесины до 45 % по сравнению с обычными клееными деревянными конструкциями за счет уменьшения объема и использования менее качественного пиловочника ( по диаметру и сортности ).

Актуальность темы.

Армированные деревянные конструкции являются относительно новым видом конструкций, которые в строительстве находят все большее применение. Вместе с тем в нормативных документах отсутствуют требования к расчету и проектированию таких конструкций.

Цель и задачи работы

Создание и реализация научно обоснованного подхода к оценке длительной прочности и деформативности клееных армированных деревянных конструкций с учетом влияния реологии материалов, и вида напряженно-деформированного состояния при длительных силовых воздействиях.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены задачи:

- провести численные исследования напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций с учетом ползучести и проанализировать закономерности изменения напряженно-деформированного состояния;

- обосновать достоверность теоретических расчетов результатами экспериментальных исследований;

- исследовать характер изменения напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки;

- определить влияние армирования на характеристику ползучести армированных деревянных конструкций;

- оценить достоверность значений характеристики ползучести армированных деревянных конструкций на базе статистических данных испытаний, и разработать практический метод расчета армированных деревянных конструкций с учетом ползучести древесины;

Научная новизна работы

- на основе комплексных исследований установлены общие закономерности процессов сопротивления и деформирования армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки. Для описания указанных процессов использованы классические уравнения теории ползучести. Разработан алгоритм и программа прогнозирования деформатив-ности армированных деревянных конструкций при длительно действующей нагрузке;

- выполнена теоретическая оценка напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций при изгибе и сжатии с изгибом с учетом длительного действия нагрузки;

Достоверность теоретических положений, математических и физических моделей, обоснованность выводов обеспечивается: корректностью поставленных задач и использованием общепринятых в механике твердого тела и строительной механике гипотез и допущений. Сравнение численных результатов расчетов по предлагаемой теории подтверждается достаточной сходимостью данных о напряженно-деформированном состоянии опытных конструкций, полученных в ходе экспериментальных исследований, сопоставлением результатов с расчетами по программному комплексу «Лира», а также эксплутационной пригодностью возведенных армированных деревянных конструкций в покрытиях зданий и сооружений.

На защиту выносятся

- новые результаты и зависимости напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований опытных конструкций, подтверждающие изменение напряженно-деформированного состояния и деформативности вследствие перераспределения усилий из-за ползучести древесины; результаты численных исследований напряженно-деформированного состояния армированных деревянных конструкций при изгибе и сжатии с изгибом позволяющие учитывать влияние длительно действующей' нагрузки на эксплуатационные свойства армированных деревянных конструкций.

Практическая значимость и внедрение результатов работы

Результаты диссертационной работы внедрены

При строительстве складского здания в г. Владимир, цехов деревообрабатывающих заводов в г. Чебоксары, г. Уфе, г. Абакане.

При разработке рекомендаций по проектированию ДК выполненных в рамках программы «Стройпрогресс-2000».

Внедрены в учебный процесс Владимирского государственного университета.

Апробация работы

Основные положения и полученные результаты работы докладывались и обсуждались на семинарах и научно-технических конференциях ВлГУ (г. Владимир) (1990-2009 гг.); кафедры конструкций из дерева и пластмасс СПбГАСУ (г. Санкт-Петербург) (1996-2009 гг.); ННГАСУ (г. Нижний Новгород) (1996.2008 гг.); на Научно-техническом Совете по ДК Российской Академии Архитектуры и Строительных Наук; научно-техническом совете лаборатории ДК ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко; на международном симпозиуме Московского государственного университета леса (1996 г.); на конференциях в МИКХИС (МГАКХИС) (Москва) (20062009 гг.); на международных конференциях МАИЭС (Москва) (2000.2008 гг.); на международных симпозиумах «Современные строительные конструкции из металла и древесины» ОГАСА (г. Одесса) (19952008 гг.); на международных и региональных конференциях в г. Самаре, г. Волгограде, г. Харькове, г. Йошкар-Оле, г. Москве, г. Пензе, г. Владимире, г. Архангельске, г. Белгороде, г. Ростове-на-Дону, г. Бресте и др.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 75 печатных работ, в том числе 7 статей в изданиях рекомендованных ВАК.

Заключение диссертация на тему "Прочность и деформативность клееных армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований решен комплекс научно обоснованных вопросов прочности и деформативности армированных деревянных конструкций при длительно действующей нагрузке. Показана необходимость в новом подходе к определению прочности, деформативности, долговечности и надежности армированных деревянных конструкций, основанные на концепции комплексного влияния реологии древесины, характера и вида напряженно -деформированного состояния.

2. Установлены обобщенные закономерности сопротивления армированных деревянных конструкций при длительных силовых воздействиях. Показано, что влияние длительных силовых воздействий необходимо учитывать при эксплуатации. Результаты длительных испытаний несущих армированных деревянных конструкций при изгибе и сжатии с изгибом доказали возможность использования полученных зависимостей для прогнозирования НДС во времени и надежности с учетом перераспределения усилий, при котором происходит разгружение древесины и передачи части усилий арматуре. Установлено определяющее влияние относительной высоты сечения армированных деревянных конструкций, коэффициента армирования и уровня напряжений на развитие деформаций ползучести и изменение НДС.

3. Проведены экспериментальные исследования армированных деревянных конструкций при изгибе и сжатие с изгибом при длительном действии нагрузки близкой к эксплуатационной, которые позволили установить влияние относительной высоты сечения и коэффициента армирования на деформативность армированных деревянных конструкций при длительно действующей нагрузке и придти к выводу, что деформативность армированных деревянных конструкций при этом значительно ниже, чем обычных деревянных конструкций. При этом армированные деревянные конструкции обладают более высокой надежностью против обрушения.

4. В результате проведенных теоретических и численных исследований основанных на классических зависимостях теории ползучести и теории надежности зданий и сооружений установлены закономерности влияния геометрических параметров и коэффициента армирования на НДС армированных деревянных конструкций.

Предложенный метод расчета в сочетании с системой коэффициентов влияния, учитывающих условия работы армированных деревянных конструкций во времени, позволяет определить НДС в любой момент времени, что дает возможность обеспечивать требуемую долговечность зданий и сооружений на стадии их проектирования.

6. Комплексные экспериментальные исследования натурных конструкций и моделей армированных деревянных конструкций при длительных нагрузках, а также наблюдения за армированными деревянными конструкциями в процессе эксплуатации, подтвердили основные положения разработанного метода расчета, а также достоверность теоретических предпосылок, принятых при проектировании и обоснованность способов реализации принципов конструирования, что согласуется с проведенной статистической обработкой^ результатов, полученных в настоящей работе автором- и данными ранее приведенных исследований армированных деревянных конструкций.

Библиография Рощина, Светлана Ивановна, диссертация по теме Строительные конструкции, здания и сооружения

1. Абрамова, Н. Т. Кибернетическая модель и построение теории / Н. Т. Абрамова. // Эксперимент. Модель. Теория. Москва-Берлин, 1982.-С. 168-182.

2. Алимов, С. А. Длительная прочность и деформативность клееной древесины при изгибе / С. А. Алимов, — Исследование строительных конструкций с применением полимерных материалов, вып. 2, ВГУ, -Воронеж, 1975. С. 97- 102.

3. Андрианов, Р. А. Огнестойкие эпоксидные клеевые композиции / Р. А. Андрианов, В. В. Козлов, Е. И. Холодовская // Пластические массы, № 5, 1973. С. 53- 54.

4. Арленинов Д.К «Переменный модуль деформации для расчета деревянных конструкций». Стр. 3-6. Сборник научных трудов «Современные строительные конструкции из металла и древесины», Одесса 2006 г.

5. Арленинов Д.К. «Учет ползучести древесины при расчете деревянных конструкций». Журнал Деревообрабатывающая промышленность №2, 2008г.

6. Армированные деревянные конструкции : Материалы совещания семинара. — Уфа : НИИпромстрой. — 1976. — 96 с.

7. Арутюнян, А. X. Некоторые вопросы теории ползучести / А. X. Арутюнян. —М. : 1952. —164 с.

8. Арутюнян, А. X. Расчет строительных конструкций с учетом ползучести / А. X. Арутюнян, А. А. Зевин. — М. : Стройиздат, 1988. 256 с.

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

10. Багрий, Э. М. Об областях применимости современных разновидностей линейной теории ползучести / Э. М. Багрий. — сб. // «Новое в технологиях и конструировании бетонных и ж/б конструкций». -М. : НИИГиб С. 58-67.

11. Белуцкий, И. Ю. Теоретические исследования работы клееных деревянных балок с усилением опорных зон / И. Ю. Белуцкий, В. П. Цуканов. — Искусственные сооружения в условиях Дальнего Востока и Крайнего Севера. —Хабаровск, 1984. С. 71 — 77.

12. Белянкин, Ф. П. Длительное сопротивление древесины / Ф. П. Бе-лянкин.-М. : ОНТИ, 1934.

13. Белянкин, Ф. П. Прочность и деформативность деревянных стержней при центральном и внецентральном сжатии и чистом изгибе / Ф. П. Белянкин, В. Д. Яценко — АН УССР, Киев, 1960.

14. Белянкин, Ф. П. Деформативность и сопротивляемость древесины как упруго-вязко-пластического тела/ Ф. П. Белянкин, В. Р. Яценко Киев, АН УССР, 1957. -168 с.

15. Берг, О. Я. Некоторые вопросы теории деформаций и прочность бетона / О. Я. Берг. — Изв. вузов. «Строительство и архитектура», 1967, № 2.

16. Броск, Д. Основы механики разрушения. /Д. Броск. — М.: Высш. школа, 1980. 368 с.

17. Белуцкий, И. Ю. Проблемы совершенствования строительных конструкций на Дальнем Востоке/ И Ю. Белуцкий, В. И Кулиш, В. П. Цуканов : Сб. науч. тр. Хабар, политехи, ин-т., Хабаровск, 1982. С. -126- 132.

18. Бондаренко В.М., Боровских А.В., Марков С.В., Римшин В.И. «Элементы теории реконструкции железобетона М. РААСН, 2002 г., 190 с.

19. Бондаренко В.М. «Предыстория и конструктивная безопасность зданий и сооружений». Известия ВУЗов «Строительство»; Новосибирск, 2000 г., №1, с 16-24.

20. Бондаренко В.М., Римшин В.И., «Примеры расчета железобетонных и каменных конструкций». — М, Высшая школа, 2009 с.

21. Бондаренко С.В. «Теория сопротивления строительных конструкций режимным нагружениялг» Стройиздат, Москва, 1984 г., 420 с.

22. Бондин, В. Ф. Натурные испытания армированных балок в условиях Крайнего Севера / В. Ф. Бондин, Ф. А. Бойтемиров, В. Б. Касаткин. : Строительные конструкции, НИСИ, Новосибирск. : 1972.- с. 33-34.

23. Бондин, В. Ф. Особенности расчета деревянных армированных балок / В. Ф. Бондин Проектирование, производство и применение клееных деревянных конструкций в строительстве. — Гомель. : 1977. с. 38 - 40.

24. Бондин, В. Ф. О расчете армированных деревянных балок. / В. Ф. Бонднн. : Строительная механика и расчет сооружений. № 2, 1976. -с. 34-37.

25. Бондин, В. Ф. К расчету армированных деревянных балок на сосредоточенную нагрузку / В. Ф. Бондин. : Изв. Вузов "Строительство и архитектура", 1976, № 5.

26. Бондин, В. Ф. Усилия в опорных участках деревянных армированных балках / В. Ф. Бондин Проблемы совершенствования строительных конструкций на Дальнем Востоке. Сб. научн. тр. Хабаровск. : 1982. с. 120 - 126.

27. Бондин, В. Ф. Определение усилий и деформаций в деревянных балках армированных на части длины /В. Ф. Бондин, В. Н. Арде-ев. : Облегченные конструкции покрытий зданий. Межвуз. сб. Ростов-на-Дону. : 1981. -с. 173- 179.

28. Буданов, Н. А. Расчет железобетонных конструкций с учетом ползучести бетона / Н. А. Буданов. : Госстройиздат, 1949.

29. Быковский, В. Н. Основы ускоренного определения предела долговременного сопротивления древесины / В. Н. Быковский / ст. «Деревянные конструкции и изделия». —М., 1958. — С. 90— 103.

30. Вылегжанин, Ю. Б. О деформативности деревянных армированных балок под длительно действующей нагрузкой. /Ю. Б. Вылегжанин. : Армирование деревянных конструкций, НИИПром-строй, Уфа. : 1976. — с. 34 — 36.

31. Вычислительный комплекс: Cosmos / М.

32. Вуба, К. Т. Зависимость прочности клеевых соединений арматуры со стальной арматурой от длительного действия температуры и влажности /К. Т. Вуба // Известия вузов «Строительство и архитектура», №11, 1975.

33. Вознесенский, А. В. Математическая теория эксперимента и управления качества композиционных материалов / А. В. Вознесенский. — К. : Знание, 1973. — 27 с.

34. By Ба Кием. Исследование прочностных и деформативных свойств эпоксидных клеев и соединений на их основе / By Ба Кием //Автореферат канд. дисс., ЦИИИСК М., 1969. - 20 с.

35. Гансен, Т. К. Ползучесть и релаксация напряжений в бетоне/ Т. К. Гансен. —М: : Госстройиздат, 1963. — 162'с.

36. Гарбар, Л. Д. Новые конструкции плит из древесины /Л. Д. Гар-бар; Алма-Атинский ин-т инж. ж.-д., транспорта. — Целиноград, 1982. —5 с.

37. Гвоздев, А. А. Некоторые особенности деформирования бетона и теория ползучести / А. А. Гвоздев //Ползучесть строительных материалов и конструкций. — М. : Стройиздат. —1964. — С. 62 — 69.

38. Гибшлшн, Е. Е. Проектирование деревянных мостов / Е. Е. Гибш-ман //Изд. Транспорт. — М., 1965.

39. Голъденблат, И. И. Введение в теорию ползучести строительных материалов и ее приложения / И. И. Голъденблат, Н. А. Ни-колаенко — М. : 1952.

40. ГордеевВ.Н., Лантух-Ляшенко А.И., Паишнский В.А., Перелъму-тер А.В., Пичугин С.Ф., «Нагрузки и воздействия на здания и сооружения». М. ABC. 2008. - 482с.

41. Денеш, Н. Д. К расчету деревянных сжато-изгибаемых элементов конструкций /Н. Д. Денеш //Изв. Вузов «Строительство и архитектура», — 1991. -№ 3,— с. 13—17.

42. Ерощенкова, Л. Ф. К вопросу о технико-экономической эффективности клееных деревянных и фанерных армированных конструкций /Л. Ф. Еро-щенкова, В. Л. Ангарова // Труды ЦНИИСК, вып. 24. М., 1972 -с. 75 - 85.

43. Ефимов, А. Б. О принципе Вольтерра и методе аналитического продолжения линейной вязкоупругости / А. Б. Ефимов В. И. Малый //Докл. АН СССР. 1973. - т. 218, № 5 - с. 1039 - 1043.

44. Завриев, К. С. Расчет стержней на одновременное действие изгиба и осевого сжатия / К. С. Завриев // Тифлис. — 1932. — 62 с.

45. Зенкевич, О. Конечные элементы и аппроксимации / О. Зенкевич, К. Морган, Пер. с англ. — М. : Мир, 1986. — 318 с.

46. Зубарев Г.Н., Бойтемиров Ф.А., Головина В.М., Ковликов В.И., Улицкая Э.М. «Конструкции из дерева и пластмасс». МАкадемия, 2004 г., 302 с.

47. Иванов, В. Ф. Проблемы долговечности деревянных конструкций /В. Ф. Иванов. — Стройиздат; 1950. — 232 с.

48. Иванов, Ю. М. Длительная несущая способность деревянных конструкций /Ю. М. Иванов //Известия Вузов "Строительство и архитектура", №11, 1972. — с. 6— 12.

49. Иванов, Ю. М. Научно-технический отчет по теме: №1002—67 "Разработка и исследование армированных клееных конструкций покрытий с панелями из строительной фанеры " / Ю. М. Иванов, И. М. Линьков. : ЦНИИСК. М., 1967.

50. Иванов, Ю. М. Безопасность деревянных конструкций с учетом длительности действия нагрузки // Исследования в области деревянных конструкций / Ю. М. Иванов. : ЦНИИСК. — М., 1985. — с. 4-11.

51. Иванов, Ю. М. Основные исследовательские проблемы в области деревянных конструкций/ Ю. М. Иванов // Материалы Всесоюзного совегцания «Деревянные конструкции в современном строительстве», 1972, с. 147—151.

52. Иванов, Ю. М. Исследование прочности клееных арлшрованных деревянных балок при действии многократно повторной нагрузки/ Ю. М. Иванов И. М. Линьков, С. А. Щуко // Тезисы докладов XXXI научно-технической конференции». — М. : МИСИ, 1972. — с. 97-98.

53. Иванов, Ю. М. Современное состояние исследований длительного сопротивления древесины / Ю. М. Иванов // Исследования прочности и долговечности древесины. — М., 1956. — С. 42 — 55.

54. Иванов, А. М. Об уравнении нелинейной ползучести некоторых пластмасс и древесины /А. М. Иванов, Ю. Б. Потапов, С. А. Алимов //Известия высших учебных заведений Строительство и архитектура. — № 6. — с. 13 — 20.

55. Касаткин, В. Б. Долговременные испытания армодеревянных балок в условиях Крайнего Севера /В. Б. Касаткин, В. Ф. Бондин // Изв. Вузов "Строительство и архитектура". —N9 11.- 1972. — с. 12-14.

56. Карпенко Н.И., Колчунов В.И. О концептуально методических подходах к обеспечению конструктивной безопасности. Строительная физика в XXI веке материалы научно технической конференции М., НИИСФ РАССИ, 2006.

57. Карлсен, Г. Г. (под ред.) Деревянные конструкции /Г .Г. Карлсен. : м.-л., Госстройиздат, 1952. — 758 с.

58. Квасников, Е. Н. Вопросы длительного сопротивления древесины /А. Н. Квасников. — Л. : Стройиздат., — 1972. — 95 с.

59. Ковальчук Л.М. «Деревянные конструкции в строительстве». — М, Стройиздат, 1995, 245с.

60. Козулин, А. Я. Расчет армированных деревянных стержней при сжатии с изгибом : "Совершенствование материалов, конструкций и производства работ в строительстве " / А. Я. Козулин, В. Ю. Щуко, С. А. Щуко. Рязань, 1976. -с. 45 - 48.

61. Колтунов, М. А. К вопросу исследования одномерной задачи цементной ползучести / М. А. Колтунов // Механика полимеров. — № 5. 1966. - С. 678 - 687.

62. Колчунов В. И. Основные направления конструктивных решений и обеспечение безопасности жилища. ПГС, 2007, № 10 с 15-18.

63. Колчунов В.И., Пятикрестовский К.П., Клюева Н.В., «Пространственные конструкции покрытий» М, ABC 2008, 351с.

64. Колчунов Вл.К, «Физические модели сопротивления стержневых элементов железобетонных конструщий. Диссертация на соискание ученой степени докт. техн. наук, Киев 1997 г., 470 с.

65. Корчак МД. « Исследование модуля объёмной деформации клееной древесины». Стр. 240-246. Сборник научных трудов «Современные строительные конструкции из металла и древесины», Одесса 2006 г.

66. Корчак МД. «Потеря устойчивости строительных конструкций с позиции синергетики». С. 23-32. Материалы Vмеждународной научно-технической конференции «Итоги строительной науки» Владимир 2007 г.

67. Коченов, В. М. Несущая способность элементов и соединений деревянных конструкций / В. М. Коченов. — М. : Госстройиздат, 1953. -с. 41- 61.

68. Кравцов, Е. А. К вопросу расчета деревянных балок цельного сечения с учетом длительного действия нагрузки// Труды ГИСИ, вып. 45 / Е. А. Кравцов. — Горький, 1964. — С. 42 — 48.

69. Клюева Н.В., Федоров В. С. К анализу живучести внезапно поврежденных рамных систем. Строительная механика и расчет сооружений М., 2006, № 3 с 7-13.

70. Кардашов, Д. А. Эпоксидные смолы: способы получения, свойства и области применения. /Д. А. Кардашов. — ВИНИТИ АН СССР. : 1959.

71. Ковальчук, Jl. М. Деревянные конструкции в строительстве /Л. М. Ковальчук, С. Б. Турковский, Р. В. Пискунов. — М. : Стройиз-дат. 1995. 246 с.

72. Кулиги, В. И. Исследование работы а расчет на прочность деревянных клееных конструкций балочных мостов, объединенных с железобетонной плитой. //Автореферат диссертации на соиск. уч. степ, к.т.н. //В. И. Кулиш. — Омск. 1965. —20 с.

73. Коцегубов, В. П. Исследование упругих и пластических свойств древесины при длительных нагрузках / В. П. Коцегубов // Труды Ленингр. Военно-воздушной инженерной академии. — Вып. 105., 1955. 36 с.

74. Клименко, В. 3. Деревянные конструкции с вклееными нагелями / В. 3. Клименко, А. Е. Шевченко. — М. 1984.

75. Лабудин Б.В. «Деформативность упругоподатливых соединений в деревянных конструкциях при длительных воздействиях». Лесной журнал 1993 г. №1. с. 54-58.

76. Лабудин Б.В. «К обоснованию расчетной модели клееной древесины как ортогонального трансверсально — изотропного материала». Лесной журнал 2006 г. №6. с. 136-139.

77. Ларионов Е.А. Длительное силовое сопротивление и безопасность сооружений текст. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Е.А. Ларионов — Москва, 2005 -31 с.

78. Ли, В. Д. Долговременные испытания образцов соединения арматуры с древесиной. //Исследования по строительной механике и строительным конструкциям /В. Д. Ли. — Томск; б. И.; 1984. — с. 74-77. табл. — Библиогр.: б назв.

79. Ли, В. Д. Влияние температурно-влажностныхусловий среды на работу деревянных армированных балок. Новосиб. Инж.-строит. Ин-т 82.05.24 (канд. due., к.т.н., 370 е., 43 табл., 37 ил. — Библиогр.: 111 назв.)

80. Линьков, И. М. Клееные фанерные армированные панели. //Повышение эффективности конструкционного исследования древесины в строительстве, материалы Всесоюзного совеъцания, кн. 1/И. М. Линьков. Стройиздат. -М., 1968. - с. 76- 79.

81. Линьков, И. М. К вопросу повышения жесткости панелей путем армирования ребер стальной арматурой // Труды УНИИСК/И. М. Линьков, В. М. Сорокин. —М., 1970. — вып. 7.

82. Линьков, И. М. Особенности деформирования клееных армированных балок при циклическом действии длительной нагрузки / И. М. Линьков, С. А. Щуко //Известия вузов, раздел "Строительство и архитектура ", 1972. — N9 11. — с. 39 — 41.

83. Ленное, В. Г. Теория расчета деревянных сжато-изогнутых стержней с учетом длительного воздействия нагрузки /В. Г. Ленное//Труды ГИСИ, вып. 45. —Горький, 1964. — с. 6—23.

84. Ленное, В. Г. Экспериментальные исследования древесины сосны на сжатие и растяжение вдоль волокон с учетом длительного действия нагрузок / В. Г. Ленное // Строительство и архитектура. 1958. -№2.~ С. 147-157.

85. Леонтьев, Н. Л. Длительное сопротивление древесины / Н. Л. Леонтьев. —М.'—Л. : Гослесбумиздат. 1957. — 132 с.

86. Малмейстер, А. К. Упругость и не упругость бетона / А. К. Мал-мейстер //АНЛатв. ССР. — Рига, 1957. —96 с.

87. Малмейстер, А. К. Сопротивление жестких полимерных материалов / А. К. Малмейстер. — Рига. — Зинатия, 1972. — 124 с.

88. Мастаченко, В. Н. Надежность моделирования строительных конструкций / В. Н. Мастаченко. —М. : Стройиздат, 1974. —84 с.

89. Маслов, Г. Н. Термическое состояние бетонных массивов при учете ползучести бетона / Г. Н. Маслов // Изв. ВНИИГ т. 28. -Госэнергоиздат. 1941. — С. 5 — 10.

90. Михайлов Б.К. «Метод определения упругих остаточных и полных деформаций элементов деревянных конструкций, проработавших длительное время в зданиях старой постройки, в связи с оценкой ресурса». 54-я научная конференция Санкт — Петербург. 1997 г.

91. Михайлов Б.К. «К вопросу обоснования расчетной модели сжато-изогнутых элементов из древесины». 56-я научная конференция Санкт — Петербург. 1999 г.

92. Михайлов Б.К. «Варианты новых конструкций из дерева и пластмасс». 58-я научная конференция Санкт — Петербург. 2000 г.

93. Михайлов Б.К. «Деформирование клееных деревянных конструкций при циклических загружениях». 5—11 стр. Сборник трудов «Совершенствование и расчет строительных конструкций из дерева и пластмасс».

94. Молотовщиков, С. JI. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук / С. Л. Молотовщиков. — Владимир, 2000. — 20с.

95. Монасевич, А. Д. Составные деревянные и железно-деревянные балки. "Вестник инженеров и техников" /А. Д. Монасевич. 1937. -с. 12-17.

96. Москалева В. Е. Строение древесины и ее изменение при физическом и механическом воздействии / В. Е. Москалева. —М.: АА СССР, 1954. 194 с.

97. Накагиидзе, Б. В. Преднапряженные клеедеревянные треугольные арки / Б. В. Накашидзе //Развитие производства клееных деревянных конструкций в Сибири. НТО Стройиндустри. 1975. — с. 36-39.

98. Осин, А. 77. Использование стеклопластиновой арлттуры при разработке клееных деревянных конструкций //Проектирование, производство и применение клееных деревянных конструкций в строительстве / А. 77. Осин. — Гомель:. 1977. — 72 с.

99. Панаджан, В. В: Расчет деревянных стержней на одновременное действие изгиба и осевого сжатия// Тифлис / В: В. Панад1934.-60 с.

100. Перелъмутер А.В. Избранные проблемы надежностн и безопасности строительных конструкций А.В. Перелъмутер М., АСВ 2007, 256 с.

101. Поберезкин, Е. А. Деревянная балка с металлической арматурой а. с. № 84267, класс 370301 / Е. А. Поберезкин, 1949.

102. Поветкин С.В. «Циклическая долговечность сортовой клееной древесины при изгибе» известия Орел ГТУ, серия «Строительство. Транспорт» Орел №4/20 (551). 2008. с. 24-28.

103. Поветкин С.В., Колесников А.Е., «Влияние анизотропии на распределение напряжений в изгибаемых элементах» в сб. «Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения: академические чтенияРААСН09.2007Курск». 2007. с.127-130.

104. Поляков Л.П. Моделирование строительных конструкций / В.Н.Файнбурд. — Киев. Будивелъник. 1975. — 158 с.

105. Прогодыконов, М. Н. Методика рационального планирования экспериментов/ М. Н. Прогодыконов, Р. И. Тедер. — Наука. — М., 1975. 54 с.

106. Прокопович, И. Е. Прикладная теория ползучести / И. Е. Проко-пович, В. А. Зедгенидзе. —М. : Стройиздат. 1980. —240 с.

107. Прокофьев А. С. «Конструкции из дерева и пластмасс. Общий курс». М. Стройиздат 1996 г., 217 с.

108. Путляев, И. Е. Материалы на основе смолы ЭИС—1 /И. Е. Пут-ляев, Н. А. Моршанский, А. Ф. Тихомирова и др. // «Строительные материалы». 1973. — № 4. — с. 20 — 21.

109. Пятикрестовский К.П., «Вопросы дальнейшего совершенствования конструкций с применением древесины и новых материалов в КП «Пространственные конструкции зданий и Сооружений». Вып. Ю.М. 2006.

110. Пятикрестовский К.П., Лебедева И.В., «Исследование живучести панели и цилиндрических оболочек из дерева на статические и динамические запроектные воздействия». Строительная механика и расчет сооружений. —М. 2007. №2, с56-61.

111. Работное, Ю. Н. Ползучесть элементов конструкций /Ю. Н. Работное. — М. : Наука. 1956. — 752 с.

112. Работное, Ю. Н. Некоторые вопросы теории ползучести/Ю. Н. Работное//Вестник МГУ. №10. 1948. -С. 102-116.

113. Разработка и исследование клееных деревянных и фанерных армированных конструкций. Труды ЦНИИСК, вып. 24. — М. 1972. — 135 с.

114. Рекомендации по проектированию армированных деревянных конструкций. НТО стройиндустрии. — Иркутск. 1978. —68 с.

115. Ржаницин, А. Р. Расчет сооружений с учетом пластических свойств материалов / А. Р. Ржаницин. —М.: Госстройиздат. 1964. 268 с.

116. Ржаницин, А. Р. Теория ползучести / А. Р. Ржаницин. —М,— Стройиздат. 1968. — 416 с.

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

118. Репин, В. А. Деревянные балки с рациональным армированием. // Канд. дисс / В. А. Репин. — ВлГУ. Владимир. 2000. — 158 с.

119. Разработка предложений по проектированию и изготовлению несущих конструкций для сельскохозяйственных производственных зданий с использованием клееной армированной древесины. Научно-технический отчет № 73024441, ВИИ. — Владимир. 1974. -137 с.

120. Римшин В.И., Ларионов Е.А. «К вопросу оценки импульсных воздействий на элементы конструкций» Международная научно-практическаЯ'конференция «Устойчивоеразвитие городов и новации жилищно-коммунального комплекса», т.2 М, МИКХИС 2007 г., с. 23-27.

121. Рощина, С .И. Об эффективности армирования треугольных металлодеревянных арок. // Совершенствование и расчет строительных конструкций из дерева и пластмасс / С. И. Рощина, В. Ю. Щуко. Санкт-Петербург. - СПбГАСУ. 1998. - с.

122. Рогцина, С. И. «Армирование — способ повышения надежности и долго-вечности деревянных конструкций» / ИВ УЗ «Лесной Журнал». — Архангельск. №2. — 2008. — С. 71-75.

123. Рощина С. И. «Армированные деревянные конструкции» / Рощина С.И Архитектура и строительство России. — 2008. -март.-с. 34-39с.

124. Рощина С. И. «Теоретические исследования армированных деревянных конструкций с учетом длительных силовых воздействий» / Рощина С.И. Промыитенное и гражданское строительство. — 2008. -январь. — е. 58- 59:

125. Рощина С. И. «Плиты покрытия с армированным деревянным каркасом при длительных силовых воздействиях» / Рощина С.И. Промыитенное и гражданское строительство. — 2008. —апрель, -с. 42 43.

126. Рощина С.И. «Экспериментальные исследования треугольных армированных деревянных арок при длительных силовых воздействиях» / Рощина С.И. Промышленное н гражданское строительство. — 2008. -декабрь. — С. 18 — 21.

127. Рощина С.И. В.И. Римшин «Расчет изгибаемых армированных деревянных конструкций с учетом ползучести» / В.И. Римшин, С.И.Рощина. Academia. Архитектуры и строительство N° 1. Российская академия архитектуры и строительных наук. — 2009. С. 91-92.

128. Рощина С. И., Репин В.А., Лукин М.В. «К вопросу с повышением надежности несущих армированных деревянных конструкций» / Рощина С.И. Деревообрабатывающая промышленность. — 2008. —апрель, — с. 58 — 59.

129. Санжаровский Р.С., Астафьев Д.О., УлицкийВ.М., Зиберов Ф. Усиления при реконструкции зданий и сооружений. Устройство и расчеты усиления зданий при реконструкции Спб. государственный архитектурно-строительный университет. Спб 1998, 637 с.

130. Сарычев, В. С. Методы технико-экономического обоснования применения эффективных строительных конструкций / В. С. Сарычев, В. А. Калугин. —МИСИим. Куйбышева. —М. : 1984. — 78 с.

131. Серов Е.Н. «Применение современных деревянных конструкций в спортивных зданиях и олимпийских сооружениях». 54-я научная конференция Санкт-Петербург. 1997г.

132. Серов Е.Н. «Современные воззрения на оценку прочности КДК и пути совершенствования норм их проектирования». Стр. 170173 Сборник научных трудов. «Современные строительные конструкции из металла и дерева». Одесса 2007 г.

133. Согоян, А. С. Экспериментальные исследования ползучести древесины и влияние ее на работу некоторых деревянных конструкций // Автореферат'диссертация канд. наук. — Ереван. 1954. — 24 с.

134. Соротокин, В. М. Работа предварительно напряженных деревянных изгибающих элементов под длительной нагрузкой //Материалы Vнаучно-технической конференции молодых специалистов. /В. М. Соротокин ЦНИИСК. М. 1970.

135. Соротокин, В.М. О прочности и деформативности клеевого соединения арматуры с древесиной /В. М. Соротокин, А. Б. Шолохова, А. С. Фрейдин //Разработка и исследование клееных деревянных конструкций. Труды ЦНИИСК, вып. 24. — М. : 1972. — с. 40-45.

136. Смирнов, Е. А. Прочность и деформативность клееных деревянных балок с групповым армированием на части длины /Е. А. Смирнов // Канд. диссертация. —МИСИ. 1986. — 140 с.

137. Стоянов В.В. «Проблелт совершенствования комбинированных строительных конструкций с целью повышения их несущей способности». С.4-11. Сборник научных трудов. Современные строительные конструкции из металла и дерева». Одесса 2004 г.

138. Травуш В.И. Безопасность и устойчивость приоритетных направлениях развития России. PAACH «AKADEMIA» № 2 2006.

139. Турков А.В. «Взаимосвязь задач динамики и статики сплошных и составных деревянных конструкций». Диссертация на соискание учёной степени докт. техн. наук. / Орел 2008 г., 386 с.

140. Улгщкий, PL И. Расчет железобетонных конструкций с учетом длительных процессов. / И. И. Улицкий, Чжан Чжуи-ю, А. Б. Го-лышев // Госстройиздат. — УССР. Киев. I960. —495 с.

141. Федоров B.C., Ливитский В.Е. Модели и методы расчетного анализа силового сопротивления железобетона. Вестник центрального регионального отделения. РААСН, Орел, 2006, с 240-251.

142. Фрейдин, А. С. Склеивание арматуры с древесиной модифицированным клеем ФРФ-50 / А. С. Фрейдин, Ж. Н. Оспанова, Г. М. Клаузнер // Известия вузов "Строительство и архитектура ". 1984.-с. 17-20.

143. Хлебной, Я. Ф. К вопросу о расчете изгибаемых элементов, армированных вклеенной продольной арматурой. // "Строительная механика и расчет сооружений " /Я. Ф. Хлебной. — М. : 1980. —№ 4.-с. 24-27.

144. Хозин, В. Г. Повышение конструкционных свойств эпоксиполи-меров путем модификации их полихлордифинилом /В: Г. Хозин, В. А. Воскресенский //Известия вузов "Строительство и архитектура". 1972. -с. 103- 105.

145. Цепаев В. А. Оценка модуля упругости древесины конструкций / В. А. Цепаев // Жилищное строительство, 2003. —№ 2.—с. 11 — 13.

146. Цепаев В. А. «Оценка модуля упругости древесины конструкций» с. 11-13 ПГС.

147. Цепаев В. А. «Оценка прочности древесины при реконструкции эксплуатируемых зданий». Журнал «Жилищное строительство», 2001г., №3. с. 11-13.

148. Цепаев В. А. «Учёт температурно-влажностного состояния древесины в поверочных расчетах эксплуатируемых конструкций покрытия неотапливаемых чердачных помещений». ПГС 12/2001 г., стр. 30-31.

149. Черняк, К. И. Эпоксидные компаунды и их применение /К И. Черняк. -М.: Судпромиз., 1963. —86 с.

150. Чеботарева, Л. С. Влияние армирования и предварительного напряжения на напряженное состояние и деформативность балок при длительной нагрузке. // Строительные материалы и конструкции /Л. С. Чеботарева. — Уфа. : НИИПромстрой, 1984. — с. 105-113:

151. Чеботарева, Л. С. Ограждаюгцие и несущие клееные и армоклее-ные деревянные конструкции. //Проектирование, производство и применение клееных деревянных конструкций в строительстве /Л. С. Чеботарева, Ю. П. Радзюкевич. —Голшль. : 1977. с. 31 — 32.

152. Чирков В.П., Федоров B.C., Шавыкина М.В., Павлов Ю.А. и др. Строительные конструкции, учебник М. УМК МПС РФ 2007 г., 446 с.

153. Чихачев, Н. А. Деревянные конструкции / Н. А. Чихачев. —М. : 1947.- 68 с.

154. Шейкман, В. С. Эффективность армирования деревянных балок стальной стержневой арматурой. //Проектирование, производство и применение клееных деревянных конструкций в строительстве / В. С. Шейкман. — Гомель. : 1977. — с. 35 — 36.

155. Щуко, В. Ю. Клееные деревянные балки, армированные стальной арматурой. // Труды Иркутского политехи, ин-та, вып. 37/В. Ю. Щуко. Иркутск, 1967. -с. 51- 59.

156. Щуко, В. Ю. Клееные армированные деревянные конструкции в сельскохозяйственном строительстве. ВНИИИС, Госстрой СССР/В. Ю. Щуко. М. : 1984. - 62 с.

157. Щуко, В. Ю. Армированные деревянные конструкции в строительстве // Учебное пособие. ВлГУ/ В. Ю. Щуко, С. И. Рощина. — Владимир, 2002. — 68 с.

158. Щуко, В. Ю. Расчет армированных деревянных конструкций по предельным состояниям / В. Ю. Щуко // ЦИНИС Госстроя СССР, РИ «Строительные конструкции и строительная физика», серия VIII, вып. 2.-М. : 1978.- с. 46 49.

159. Щуко, В. Ю. Исследование несущей способности армированных деревянных балок /В. Ю. Щуко // Известия вузов. Строительство и архитектура, 1969. —N22.—с. 22 — 28.

160. Щуко, В. Ю. Армированные деревянные конструкции в строительстве // Строение, свойства и качество древесины — 96. Материалы 2-го международного симпозиума / В. Ю. Щуко, С. И. Рощина. — Москва — Мытищи, 1996i

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

162. Хейс, Д. Причинный аналнз в статических исследованиях // Пер. с англ. /Д. Хейс. — М. : Финансы и статистика, 1981. — 255 с.

163. Яшин, А. В. Ползучесть бетона в раннем возрасте // Исследования свойств бетона и ж/б конструкций. Тр. НИИГиБ, вып. 4 / А. В. Яшин. Госстройиздат, 1959. — С. 88 — 96.

164. Greim М. Zusammenge setster holzerner Volwandtrager. Германский патент № 708839, кл. 37 в, 301. — 1941 г. (Листовое боковое армирование).

165. Fischer A. Bewehrter Holzbalken. Германский патент N9 547576, кл. 37 в, 301, 1932 г.

166. Mills Thomas W. "Laminated wood Building unit". Патент № 3262239, кл. № 52 540.

167. Levin E. Reinforced Timber. "ArchitecturalReview", № 182. — 1964, P. 304 306.

168. Mohler K. Die Klebeverbindung im Holz- und Metallban. „ VDJ— Zeitschrift", № 16. 1962.

169. RiedlbauerX. Die vorgespaunten Holzkonstrutionen. "Bauen mit Holz ", № 5. -1982, p. 272 283.

170. Rug W. Hoherveredlung von Holzkonstruktionen durch Awendnung Neuer Erkenntnisse der Grundlagenforschung. "Bauplanung Bautechnik", № 2. 1986, p. 68 - 71.

171. Volterra V. Lecons sur les function de lignes. Paris, Gauttier. — Villard, 1913, 230p.

172. Zahn L.L. Design of wood members under combined load. G. of Structural Engineering, vol. 112, № 9. 1986, P. 2109 - 2126.

173. B. Bohannan. Time—dependent characteristics of prestressed wood beams. FPL 226, 1974, USDA, FSRP (Публикации лабораторной лесной продукции. — Медисон N.° 226).

174. Dutko P., Ferjencik P. Geleimte Holzvonstruktionen in der CSSR. "Bautechnik", № 45. 1966, P. 109-117.

175. Dutko P., Praskovic F: Berechnung der Durchbiegung aus Querkraft bei geleimten Holztragern. "Bautechnik", 1969, N9 2, p. 63-6.

176. Rug W. Hoherveredlung von Holzkonstruktionen durch Awendnung Neuer Erkenntnisse der Grundlagenforschung. "Bauplanung Bautechnik", № 2. -1986, P. 68 71.

177. Granholm H. Swedjebackens valswerks aktiebolag. Шведский патент № 111150, кл. 37 в, 301. 1944 г.

178. Granholm П. Armerat Tra Reinforced Timber. — Goteborg, 1954, 98 P

179. HaagH. Freizeitzentrum Heloponte, Bag Wildunger. —Element + Fertigbau, 1979, № 6, S. 25-28, 111.

180. Heggemann, J.: Holz-modern und wettbewerbsfa — higl — Mitt. DLG, 1968, Jg 83, H.4, P. 94-96

181. De Bonis A.L.: Stochastic simulation of wood load-sharing systems. Proc. Amer. Soc. Civil Engineers, 1980, v. 106, N ST2, p.393-410, ill., tab. — Bibliogr.: 11 ref (Расчет деревянных балочных систем).

182. Smith I.: Series type solutions for built-up timber beams with semirigid connections. Proc. Institution Civil Engineers, 1980, v. 69, P. 2, P. 707-719, ill., tab. -Bibliogr.: 13 ref

183. Kozelouh В.: Navrhovdni drevenych konstrukci. — "Inzenyrske stavby", 1968, №9-10, 429-32. (Проектирование деревянных конструкций).

184. Analysis of strain hardening creep under random uniaxial loading / Rao C. V.S.K., Raghavan T.M.S. Eng. Struct., 1982, vol. 4, N1, P. 17-20, ill. — Bibliogr.: 19 ref. (Расчет ползучести элементов конструкций при изменяющейся нагрузке, англ.).

185. An Stahlpylonen aufgehangte Holzdachkonstruktion. — Schweizer Baubl., 1983, N13, P. 7-9, 111. (Консолъно-подвесное покрытие ледового стадиона с применением клееной древесины, нем.).

186. Eishallendach mit Kostengarantie. — Schweizer Bauwirtschaft, 1980, N3, P. 7-8; 111. (Клееные деревянные конструкции покрытия здания искусственного катка в г. Люцерн, нем.).

187. Arches are high, wide, dandsone и End. News Record, 1967, 178, № 8. (Деревянные клееные конструкции производственного здания, США).

188. Batiment-Batir: Poutres en bois et acier, 1983, N10, p. 90 (Комбинированные деревянные балки со стальной стенкой, фр.).

189. Tebbe J.: Forschungs — undEntwicklungsarbeiten im Holzbau.// Bauen mit Holz, 1983, Bd, 85, N8, P. 506-508. (Научно-исследовательские работы в области деревянных строительных конструкций, нем.).

190. J: de ia construction de la Suisse romande, 1983, N22, P. 48-53, III. (Сооружения с несугцими конструкциями из клееной древесины, франц.).

191. СНиПII-25-80* Деревянные конструкции. Нормы проектирования.

192. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования.

193. Гост 84-86-86*. Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия.

194. Гост 21554.2-81. Пиломатериалы и заготовки, методы определения предела прочности при статическом изгибе.

195. Гост 21554.5-78. Пилолштериалы и заготовки, методы определения предела прочности при продольном растяжении.

196. Гост 5781-82. Сталь арматурная горячекатаная.

Похожие работы

Строительство
05.23.00