Разработка методики экспериментальных исследований соединений деревянных конструкций с применением вклеенных стальных шайб

Анализ экспериментальных данных является наиболее эффективным инструментом при создании новых, эффективных строительных конструкций (например [1], [2], [3]).

Методика экспериментальных исследований включает в себя следующие вопросы:

-          разработка технологии изготовления образцов с вклеенными шайбами;

-          выбор формы и размеров образцов;

-          выбор клеевой композиции;

-          подготовка и контроль образцов перед испытанием;

-          установление способа нагружения, передачи нагрузок, выбор испытательной установки и назначение нормативных и контрольных нагрузок;

-          порядок измерений и наблюдений в процессе испытаний;

-          проведение испытаний образцов;

-          обработка результатов испытаний;

-          анализ результатов испытания образцов.

Методика экспериментальных исследований предусматривала изучение возможного влияния на работу соединений на вклеенных шайбах таких факторов, как:

-          диаметр стальной шайбы Dш;

-          толщина стальной шайбы t;

-          размеры деревянного элемента a, b, c;

-          шаг установки шайб в деревянном элементе;

-          способ передачи усилия от одного элемента другому;

-          зависимость несущей способности соединений от угла между направлением волокон древесины и линией действующего усилия соединяемых элементов.

Материалом для испытываемых образцов принята древесина сосны, т.к. эта порода имеет наиболее широкое применение в строительстве при изготовлении несущих деревянных конструкций.

Форма и размеры образцов, назначаемые исходя из схемы их испытания на сдвиг при сжатии, приняты с соблюдением ориентировочных размеров размещения шайб (шага расстановки S₁, S₂). Ориентировочные размеры S₁ иS₂ принимались в зависимость от D_ш. В качестве основного образца принимался дощатый элемент с размерами (а, b, с). Основные параметры испытываемых образцов показаны на рисунке 1.

Рис. 1. Основные параметры образцов

Металлические шайбы изготавливались из стали класса С255. Диаметр стальных шайб D_ш назначался исходя из анализа ранее применяемых в деревянных конструкциях шпонок шайб. Для исследования приняты размеры D_ш =50, 60, 80, 100 мм.

Толщина шайб t принималась равной 4 6; 8; 10 мм. Общий вид шайб и образцов показан на рисунках 2, 3.

Рис. 2. Общий вид металлических шайб

Рис. 3. Общий вид испытываемого образца

Соединение с использованием вклеенных стальных шайб ̶ новый вид соединения деревянных конструкций, основанный на достоинствах металлических шайб в сочетании с монолитностью клеевой композиции. Следовательно, изготовление таких соединений должно быть схоже с изготовлением уже известных видов соединений деревянных конструкций. Так, в вопросы по разработке технологии изготовления соединений с применением ВШ вошли такие важные аспекты, как:

-        выбор инструментов и механизмов;

-        выбор клеевой композиции;

-        изготовление образцов с использованием ВШ.

В работе [4] более подробно и полно была описана технология изготовления образцов деревянных конструкций на вклеенных стальных шайбах.

Литература:

1. Нежданов К. К., Гарькин И. Н. Способ проката двутаврового профиля сечения из низколегированной стали// Строительная механика и расчёт сооружений.: № 4 -2011,с.51–55 Москва ЦНИСК им.Курчеренко
2. Арискин М. В., Д. В. Гуляев, И. Ю. Агеева, Гарькин И.Н Применение многорядных соединений в деревянных конструкциях в практике строительства [Текст] // Молодой ученый. — 2013. — № 5. — С. 35–38.
3. Арискин М. В Теоретические исследования напряженно-деформированного состояния элементов соединений на вклеенных шайбах [Текст] / Арискин М. В., Д. В. Гуляев, И. Ю. Агеева, Гарькин И. Н.// Молодой ученый. — 2013. — № 2. — С. 27–31
4. Арискин М. В. Изготовление соединений на вклеенных стальных шайбах/ Арискин М. В., Гуляев Д. В., Агеева И. Ю.// Альманах современной науки и образования — Тамбов, 2013.