Исследование напряженно-деформированного состояния треугольных арок с клееным армированным верхним поясом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат технических наук Азимбаев, Кельдибай Гапарович

• Азимбаев, Кельдибай Гапарович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Азимбаев, Кельдибай Гапарович

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. АРМИРОВАНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ИХ ИССЛЕДОВАНИЕ И

Т ЦЦЫ РНЬ "хЕТ^. «яаиалааагааваалаалаваааааьаа^аввададаааааааьааа

1.1. Применение армированных деревянных конструкций в строительстве и пути их развития

1.2. Исследование работы армированных деревянных конструк-

тттдът

1.3. Цель работы и задачи исследование

2.ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА СЖАТО-ИЗГИБАЕМЫХ АРМИРОВАННЫХ ДЕРЕ" ВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СОСТАВЕ ТРЕУГОЛЬНЫХ РАСПОРНЫХ СИСТЕМ

2.1. Анализ существующих методов расчета сжато-изгибаемых армировванных деревянных элементов

2.2. Приближенный метод расчета сжато-изгибаемых армированных деревянных элементов

2.3. Порядок расчета сжато-изгибаемых деревянных армированг

НЫ^С "ЗеЖ Ь/1 ÖHT'ÖB заааааа»в8ага*8бадва«4»*«а»ааз*а8Лааабааб*дяавав*

2.4. Метод расчета сжато-изгибаемых армированных деревянных элементов с применением ЭВМ

3. МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕУГОЛЬНЫХ АРОК С КЛЕЕНЫМ АРМИРОВАННЫМ ВЕРХНИМ

Ii' ÖM ааааявьададаааагдаадавадьйаабвадвееаадьаееаваьааадазаад»

3.1. Методика, экспериментального исследования

3.2. Изготовление моделей треугольных арок с армированным

ВЬрХНИМ ПОЯÜОМ а ахаддаас&вгдгаазадаааадхддагадвававдабдддгдввдв

3.3. Результаты экспериментального исследования и их анализ

3.4. Выводы по главе

4. ИССЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ТРЕУГОЛЬНЫХ АРОК С КЛЕЕНЫМ АРМИРОВАННЫМ ВЕРХНИМ ПОЯСОМ ПРОЛЕТОМ 12 М

4.1. Методика исследования натурных конструкций____

4.2. Результаты экспериментальных исследований и их анализ.

4.3. Технико-экономическая эффективность армированных дере-

ВЯННЫЛ ЭЛеМЬНТОВ.аааавхаз*ааадвб«дхада8аддвдадбазааа»двааааааа

4J 4t ХЗЫВОДЫ ПО Р«ШЕ1В& аддаааадаадгаавагасагдгдаагаавдахагваад

ГУРПШТ* RURniTU

ь Г>И I У1О Г) i i'J ' -у. А О. aeaaaaaaaaiaeaaaia xxaassaxtxseaaa saaaafi&tftsaa«

ZTPJÍtJjLjtlílrEl 4iiaaaaaaaaa«b4aa«iitiaaaa«*aesaa44aaaaiíia»e»e»a

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование напряженно-деформированного состояния треугольных арок с клееным армированным верхним поясом»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Разработка и исследование деревянных армированных конструкций для строительства, является частью народно- хозяйстенной задачи по созданию новых видов несущих и ограждающих конструкций на основе древесины (4,25).

Зарубежный и отечественный опыт проектирования и эксплуатации показывает, что применение древесины в сжато-изгибаемых элементах строительных конструкций отвечает наиболее эффективному ее использованию как конструкционного материала. В свою очередь эффективность сжато-изгибаемых деревянных элементов может быть повышена за счет армирования наиболее напряженных зон сечения стальными стержнями.

Увеличение объемов применения клееных деревянных конструкций в строительстве предъявляет новые, более высокие требования к проектированию таких конструкций.

Диссертационная работа посвещена изучению напряженно-деформированного состояния армированных деревянных элементов и выполнена в рамках целевой комплексной программы ГБНиР 0.Ц.031. плана ГБНиР кафедры строительных конструкций и архитектуры в соответ-и с единым заказ-нарядом научно-исследовательских работ МОПО РФ.

Целью работы является изучение напряженно-деформированного состояния армированных деревянных элементов, работающих на одновременное действие продольного сжатия и поперечного изгиба в составе треугольных арок и разработка методики их расчета и конструирования на основе экспериментально-теоретических исследований.

При этом решались следующие задачи:

- определение влияния армирования стальными стержнями на прочность и деформативность деревянных элементов верхнего пояса треугольных арок;

- разработка методики расчета армированных деревянных элементов при сжатии с изгибом;

- проведения численых исследований напряженно-деформированного состояния армированных деревянных элементов верхнего пояса

треугольных арок;

- разработка инженерного метода расчета армированных деревянных элементов распорных систем;

- разработка конструкций треугольных арок с клееным армированными верхним поясом и исследование их на прочность и деформа-тивность.

Научную новизну работы составляют: - экспериментально-теоретическое исследование работы деревянных элементов верхнего пояса треугольных арок с симметричным и не симметричным армированием;

- установление закономерности изменения прочности и деформа-тивности армированных деревянных элементов верхнего пояса треугольных арок при сжатии с изгибом в зависимости от коэффициента армирования;

- разработка инженерного метода расчета сжато-изгибаемых армированных деревянных стержней,

На защиту выносятся: - результаты теоретических и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния элементов верхнего пояса треугольных арок;

- рекомендации по расчету сжато-изгибаемых армированных элементов в составе треугольных арок, в т.ч с использованием ЭВМ;

- оценка несущей способности и деформативности Еерхних поясов треугольных арок с клееным армированным верхним поясом;

- оценка эффективности применения треугольных арок с клееным армированным верхним поясом.

Практическое значение работы заключается в использовании при проектировании и строительстве сжато-изгибаемых армированных де-реянных элементов в составе треугольных арок, позволяющее повысить эксплуатационную надежность распорных конструкций, а также сократить расход древесины несущих конструкций и применять для их изготовления древесину более низкого сорта,

А _ У:

1. АРМИРОВАННЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИЙ, ИХ МССЖДОВАНМЕ

й МЕТОДЫ РАСЧЕТА.

Армирование клееных деревянных конструкций и конструкций из цельной древесины является перспективным направлением в области эффективного использования древесины в строительстве, служит способом их усовершенствования и привлекает внимание многих специалистов у нас и зарубежом (8Д3,21,31,42,60,62,66,95-107).

Такие конструкции обладают высокими конструктивными показателями, весьма надежны в эксплуатации, экономичны. Эти конструкции применяются в покрытиях производственных, сельскохозяйственных зданий, общественны;-! и спортивных зданий и сооружений,

Основное внимание в главе уделено клееным конструкциям, армированным стальными стержнями без предварительного напряжения, соединенными с древесиной при помощи клеевых композиций,

1.1. Применение армированных деревянным конструкций в строительстве и пути ш развития.

Среди конструкций из традиционных строительных материалов камня, металла, бетона, древесины значительная роль принадлежит комбинированным конструкциям, в которых рационально сочетаются положительные свойства материалов и исключается влияние некоторых отрицательных свойств,

К числу комбинированных конструкций относятся клееные армированные деревянные конструкции, в которых высокие конструктивные свойства обуславливаются совместной работой древесины и арматуры,

Всесторонние исследования, проведенные в нашей стране и зару-бежом, указывают на эффективность применения армированных деревянных конструкций, особенно в промышленных и сельскохозяйственных зданиях (43,61,63,66,67 ), Применение таких конструкций взамен обычных клееных деревянных дает возможность сократить расход древесины до 30% при их одинаковой прочности и жесткости /31,65, 96, 103, /,

В ряде зарубежных стран, таких, как США, Франция, Швеция, Великобритания, Швейцария, Германия, Чехия и Словакия наложено опытно-промышленное производство армированных конструкций, в ос-

новном балочного типа с симметрично-армированным сечением по всей длине пролета /98,101,102,104,/.

Впервые промышленное изготовление клееных армированных деревянных конструкций было осуществлено в г.Гетеборге Щведской фирмой АВЫ ТоЬпзоп.

Основные виды несущих конструкций,выпускаемые фирмой "АВМ ТопЬэоп" приведены в таблице 1.1. Их армирование осуществлено стальной арматурой периодического профиля диаметром 14 мм. Соединение ее с древесиной обеспечено при помощи эпоксидного либо фенольного клея, причем во втором случае на поверхность арматуры наносится клей типа ЕФ, защищающий арматуру от коррозии при воздействии кислотного отвердителя. В большинстве конструкций клеевое соединение сталь-древесина предохраняется от внешних воздействий защитным слоем, выполненным из древесины или фанеры. В ряде случаев осуществляется усиление опорных частях балок фанерными боковыми накладками, что увеличивает сопротивление сечения сдвигающим усилиям /10,12,57/.

Повышение эффективности армирования за счет увеличения числа стержней, в ряде случаев, не позволяет разместить необходимое количество арматуры обычным способом (см.рисЛ.16) т.е. в отдельных пазах, поскольку ширина клееных конструкций, выпускаемых нашей промышленностью, составляет 120-170мм /15/. Размещение арматуры в два и более ряда по высоте сжатой и растянутой зон сечения усложняет технологию изготовления деревянных конструкций и приводит к недоиспользован!® прочностных свойств арматуры, расположенной ближе к нейтральной оси сечения /28/. С целью более полного использования механических свойств арматуры и уменьшения расхода древесины авторами Смирновым Е.А. и Щуко В.Ю. в работе /58/, предложено групповое размещение арматуры по два и по три стержня в едином пазе (см.рис.1.1).

Групповое армирование является вынужденной мерой конструирования, тем не менее, такое расположение арматуры позволяет не только уменьшить высоту, но и ширину сечения деревянных конструкций. Следовательно, групповое армирование в некоторых случаях может быть более эффективно чем обычное. При изготовлении несущих деревянных конструкций, как правило, применяют симметричное относительно нейтральной оси элемента расположение арматуры в сечении.

Таблица, X Л

Номенклатура армированных конЬтрукций фирмы "АВ Т®Кп5опи

В)

£

Рис. 1.1 Виды размещения арматурных стержней в поперечном сечении.

А

а - симметричное и несимметричное ^ б - обычное & > с1ц у в - групповое

В практике строительства, кроме армированных конструкций балочного типа, применяются трех и двухшарнирные металодеревянные арки с прямолинейными и криволинейными армированными поясами /102,107/. Так, например, в Швеции в покрытии производственного здания применены трехшарнирные арки с прямолинейными верхними армированными поясами двутаврового сечения (см,рисЛ,3). На рис.1.4 показан поперечный разрез одного из цехов химического завода, построенного в Чехии, в покрытии которого применены трехшарнирные арки с криволинейным верхним поясом прямоугольного сечения, изготовленные на предприятии "Arrnobeton Tesko".

Ряд авторов /16,33,33/ оценивая армированные деревянные конструкции, указывает, что подобные конструкции весьма перспективны в случаях, где к несущим конструкциям предявляются требования повышенной прочности, жесткости и надежности при малой высоте и относительно небольшой собственной массе, Отмечается, что масса армированных деревянных конструкций в 7-8 раз меньше, чем железобетонных конструкций равной несущей способности и в 1,3-1,8 раза меньше, чем у металлических (стальных).

Наряду с конструкциями, армированными обычной арматурой в практике строительства применяются деревянные конструкции с предварительно напряженной арматурой. Так, в покрытии производственных зданий по откорму крупного рогатого скота в Иссык-Куль-ской области Кыргызстана применены асбестоцементные плиты покрытия 1,5x8,0 м с деревянным каркасом,ребра которых преднапряжены стальной арматурой, размешенной в растянутой зоне /27/.

В последнее время, для армирования несущих конструкций зданий, эксплуатируемых в химически агрессивной среде,вместо стальной арматуры применяют стеклопластиковую. На рис.1.4 показан поперечный разрез одного из складов, построенного в Белоруссии, в покрытии которого применены несущие конструкции с предварительно-напряженной стеклопластиковой арматурой /57/.

Как показала практика строительства, развитие армированных деревянных конструкций в настоящее время ведется по двум направлениям: с применением обычной арматуры и с предварительно напряженной стальной или стеклопластиковой. Первый способ армирования по сравнению со вторым находит более широкое применение, т.к.требуется меньшее количество специального оборудования, и характеризуется меньшей трудоемкостью производства работ.

Рис. 1.2. Промышленное здание, Швеция

1-армированная треугольная безраскосная металле деревянная ферма

Рис. 1.3. Цех химического завода,. Чехия.

I-клеенная армированная трёх шарнирная арка.

1-1

Рис. 1.2. Промышленное здание, Швеция

1-армированная ^треугольная безраскосная металлодеревянная ферма

1.2. Исследование работу армированных деревянных

конструкции.

В настоящее время в нашей стране разработкой и исследованием клееных армированных конструкций занимается целый ряд научно исследовательских и учебных заведений. Так, исследования балок., рам, панелей покрытия с обычным и предваврительно напряженным армированием проводятся в ЦНИИСК им.Кучеренко, НИСИ им. Куйбышева, Владимирском, Нижегородском, Хабаровском технических университетах.

Развитие клееных армированных конструкций ведется по двум направлениям: с применением обычной арматуры и с предварительно напряженной- Второй способ армирования в работе не рассматривается, но следует отметить, что к наиболее важным работал в этой области относятся исследования, проведенные Линь ковш И.М., Со-ротокиным В.М.и Чеботаревой Л.С./21,54,62/.

За рубежом разработкой и исследованием армированных конструкций занимаются: в США Медисонская лаборатория лесной продукции /96,105,106,114/, в Великобритании Еелфайский университет и Ассоциация по исследованию и развитию древесины ТРАДА /97,98, 108,109,110,111/, е Германии Отеленборгский университет /107/, в Швеции Чалмерский университет /108,117/, институты Франции /101, 102,103/ и некоторых других стран.

К наиболее важным экспериментальным и экспериментально-теоретическим работам по армированным деревянным конструкциям относятся исследования Granholma, Иванова Ю.М.,Линькова И.М.,Щуко В.Ю.,Щуко С.А., Соротокина Е.М., Смирнова Е.А. /21,54,63,108/, а к теоретическим - исследования Бондина В.Ф./9/ и Хлебного Я.Ф. /60/.

В работах Щуко В.Ю. и Щуко С.А. большое значение отведено выбору класса арматуры периодического профиля,клеевым композициям, обеспечивающим совместную работу арматуры с древесиной, расположению арматуры в поперечном сечении и расчету армированных деревянных балок /63,64,65,66,67,71,72/.

Они выявили две характерные стадии работы армированных деревянных конструкций: условно-упругую и упруго-пластическую /63,72/.

Авторами разработаны инженерный метод расчета таких конструкций. Им удалось установить рациональные границы коэффициента армирования балок (0,015-0 j 035),нашедшего широкое применение при проектировании армированных деревянных изгибаемых конструкций

/Л А ъл

X *ж 5 fiw JL 5 frwr—// »

В настоящее время вопросу прочности клеевого соединение арматуры с древесиной посвящены многочисленные исследования,которые показали, что армирование деревянных конструкций целесообразно выполнять арматурой периодического профиля класса АН и А111. При этом прочность клеевого соединения определяется прочностью древесины на скалывание вдоль волокон,которое составляет в среднем 6,8 МПа /5,12,18,32,37,50,56,59,63,70/. В работах Смирнова Е. А. исследованы прочность и деформативность в армированных балок, в т.ч балок с групповым расположением арматуры, вклеенной в общий паз /51/.

1.3. Цель работы и задачи исследования.

Целью работы является изучение напряженно-деформированного состояния армированных деревянных элементов, работающих на одновременное действие продольного сжатия и поперечного изгиба в составе распорных крнструкций и разработка методики их расчета на основе экспериментально-теоретических исследований.

При этом решались следующие задачи: - определение влияние коэффициента армирования стальными стержнями на прочность и деформативность деревянных элементов верхнего пояса треугольных арок;

- разработка методики расчета армированных деревянных элементов при сжатии с изгибом;

- разработка инженерного метода расчета армированных деревянных элементов распорных систем;

- разработка конструкций треугольных арок с клееным армированным верхним поясом и исследование их на прочность и деформативность .

2„ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА CIÄTÖ-ИВГИБАЕШХ АРМИРОВАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.

2.1. Анализ существующих методов расчета сжато-изгибаемых армированных деревянных элементов.

Сжатие с изгибом относится к сложному напряженному состоянию и возникает в случае действия изгибающего момента, и продольной силы или только продольной силыприложенной с зкцентриситетом относительно продольной оси элемента (рис.2. Г) и др.

На сжатие с изгибом элементы конструкций работают в арках (верхний пояс), фермах (верхний пояс), рамах (ригель и стоика) и ДР.

Расчетами деревянных элементов при сжатии с изгибом занимались : Ф.С.Ясинский, С.П.Тимошенко, К.С.Завриев, В.М.Коченов, В.В.Пинаджан, Ф.П.Велянкин, Г.В.Свенцицкий, В.Г.Леннов и другие /7,16, 26,41,52/.

Приближенный расчет армированных деревянных стержней при сжатии с изгибом приведен лишь в работе В.Ю.Щуко /86/.

При работе сжато-изгибаемых элементов возможны два случая напряженно-деформированного состояния:

- при е = M/N > ГядР;

- при е = M/N < гЯдр.

В зависимости от характера напряженно-деформированного состояния изменяется и характер эпюры нормальных напряжений в сечении элемента, что необходимо учитывать при выборе вида армирования. Так, при е < гЯдр изгибающей момент весьма мал и нормальные напряжения от изгиба незначительны, эпюра напряжений однозначна и краевые напряжения-сжатия мало отличаются по величине, армирование сечения рационально принимать двойным симметричным при Fac=Fap=Fa/2; при е = гЯдр на менее сжатой части сечения краевые напряжения равны нулю, тогда арматура нужна в более сжатой части, т.е. рационально одиночное армирование при Fac= Fa, В случае когда е > гядр уровень нормальных напряжений в сжатой зоне сечения выше, чем в растянутой. Здесь рациональным следует считать двойное несимметричное армирование при Fac > FaP, в ряде случаев (малая разница в уровне сжимающих и растягивающих усилий в сечении элемента, условия технологии изготовления и др.) возможно и

Рис.2.1 Расчетная схема ежато-мз гмбаемых элементов

- 15 -

возможно и двойное симметричное армирование,

Правильно выбранный вид армирования сечения,деревянного элемента позволяет наиболее эффективно и полно использовать прочностные и упругие свойства материалов при максимальной прочности сечения и минимальном расходе материалов.

При расчете армированных деревянных сжато-изгибаемых элементов считаем,что сечения при деформации остаются плоскими,материалы элемента работают в пределах упругих деформаций; модуль упругости сжатой и растянутой древесины одинаковы; анизотропия древесины не учитывается, так как ее влияние на характер нормальных напряжений при совпадении наибольшего модуля упругости и оси элемента несуществено; изгибная жесткость арматуры бесконечно мала по сравнению с жесткостью элемента и не учитывается; соединение арматуры с древесиной обеспечивает их полную совместную работу.

Случай больших эксцентриситетов.

Рассмотрим элементарный отрезок сжато-изгибаемого армированного деревянного элемента (рис.2.2) и выражая относительные деформации сжатия £ц растяжения £р через кривизну изогнутой оси р из уравнений равновесия внутренних сил внешним, получим формулы определения нормальных напряжений в любых точках сечения.

Вследствие того,что деформации древесины и арматуры равны, т.е. л!а = д1др = ¿1 справедливо будет равенство между краевыми деформациями древесины и арматуры.

Лс11с

£к с =-------= ^кде = £ас:

1

¿dip

£кр =------ = £кдр = £ар; (2.1)

1

где Adlc и Adlp - действительные краевые деформации сжатия и

растяжения;

£кдс и £адр - относительные краевые деформации древесины при сжатии и растяжении; £ас и £ар - относительные деформации арматуры при сжатии

и рэ^тяжении.

м

бар

СП I

Рис.2.2 Распределение деформаций и напряжений по высоте сечения.

Связь между относительными деформациями волокон древесины и арматуры и кривизной оси стержня может быть записана в виде (см.рис.2.2)

1 £с £р

- _ - _ --с 9

— — ^ ^. ¡^}

р + 2 Ис Ьр

где = Ьй/2+2 - расчетная высота сжатой зоны сечения; Ь =Ьс/2- 2 - расчетная высота растянутой зоны;

Ь0 - расчетная высота сечения, равная расстоянию между центрами арматуры сжатой и растянутой зоны; 1 - расстояние от центральной оси до нейтральной оси сечения.

Из (2.2)имеем

0,50.5Ьо £кс =------------------и £КР = ----------------(2.3)

р + г р + г

Между напряжениями и деформациями материалов элемента существует следующая зависимость:

0,5Ь0 + 2

бке = Ед^кс = Ед ; (2.4)

р + г 0,5Ьо - 2

бкр = Ед£Кр = Ед ; (2.5)

р + ъ 0,5Ьо+ 2

бас = Ед^кс = Еа ; (2.8)

р + 2

0,5*10-2

бар = Ед^кр = Еа • (2.7)

р + 2

Из эпюры напряжений (рис.2.2) имеем

- Z

бс Ус + Ъ 6Р ур

бКр 0.5Ьо + Z бкр 0,5Ьо - Z

откуда

Заключение диссертации по теме «Строительные конструкции, здания и сооружения», Азимбаев, Кельдибай Гапарович

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

Исследование работы треугольных армированных деревянных распорных систем позволило установить;

1. Разрушение рэгпорных систем происходило при нормативной нагрузке более чем в два раза превышающей расчетную,что говорит об их достаточно высокой прочности;

2.Прогибы распорных систем при нормативной нагрузке составили в четвертях пролета 1/590, в середине пролета 1/440 пролета, т.е. жесткость весьма высока.

3.Предельные относительные деформации сжатия арматуры и древесины измеренные перед разрушением,составили 250-342х10~5 сравнительно упругие свойства арматуры и древесины были использованы полностью и материалы работали за пределами упругости.

4.Разрушение начиналось со сжатой арматуры, в которой напряжения достигали предела текучести, и от потери местной устойчивости сжатыми волокнами древесины. Полное разрушение происходило от разрыва древесины растянутой зоны.

5.Прогибы полуарок перед разрушением достигали 1/20,т.е. были весьма значительными, что говорит о высокой надежности клееных армированных элементов,работающих за пределом упругости.

5.Распорная система армированными деревянными элементами отличается высокой надежностью,т.к.даже после фактического разрушения растянутой древесины, также конструкции в течении 17-65 мин. выдерживали нагрузку, равную 50-60% разрушающей.

- 101

8.При испытаниях не отмечено случаев отрыва арматуры от древесины. Клеевое соединение обеспечивает надежную совместную работу с древесиной.

9.Сопоставление результатов испытаний распорных систем армированными поясами с вычисленными теоретически? показало,что ошибка в определении краевых сжимающих напряжений составила 2,8-13,4% а при определении прогиба 0,7-9,9%.

0СН0ВНЫЕВЫВ0ДЫ

В результате эксперментально-теоретических исследований треугольных арок с армированным верхним поясом установлено:

1.Предложенная новая конструкция треугольных арок с клееным армированным деревянным верхним поясом позволяет сократить расход древесины на 28 - 40%, уменьшить их монтажную массу на 18 -25% увеличить в 2,5-3,8 раза прочность и жесткость по сравнению с обычными арками.

2.Выявлено, что на прочность и деформативность сжато-изгибаемых элементов (верхний пояс арок),работающих в области больших эксцентриситетов, оказывает влияние коэффициент армирования.

3.Установлено, эффективное значение коэффициента армирования клееных верхних поясов треугольных арок находится в пределах 1,5 - 3,5%. Причем,большую прочность и меньшую деформативность имеют элементы с симметричным армированием.

4.Рациональным следует считать двойное симметричное армирование элементов верхнего пояса арок, поскольку при этом прочность и жесткость элементов на 5 - 7% выше, чем при несимметричном армировании.

5.для клееных армированных элементов арок характерен более высокий (на 10 - 13%) предел упругой работы, чем у неармирован-ных, который составляет 52-85%.

6.Разрушение сжато-изгибаемых элементов верхнего пояса начинается с арматуры и древесины со сжатой зоны. Полное разрушение происходит от разрыва растянутой зоны элемента.

7.Клееные армированные конструкции отличаются высокой надежностью, что характеризуется величиной нагрузки в долях от разрушающей и временем, в течение которого эта нагрузка действует на

- 102 конструкцию, после разрушения древесины сжатой зоны. Так, арка пролетом 12м. после фактического разрушения верхнего пояса в течение 65 мин выдерживала нагрузку, составляющую 50-60% от разрушающей.

8.На основании экспериментально-теоретических исследований составлены практические рекомендации по расчету треугольных арок с армированным верхним поясом.

9.Предложенная методика расчета треугольных арок с армированным верхним поясом позволит с достаточной для практических целей точностью определить величину их несущей способности и деформа-тивности, что приводит к более экономному расходу пиломатериалов и сокращению стоимости конструкции в целом. Возможная ощибка при этом составляет 2,5 - 13,4%.

10.Соединение арматуры с древесиной, в верхних поясах арок выполненное с помощью эпоксидных композиций обеспечивает надежную совместную их работу вплоть до разрушения.

11.Технико-экономический анализ показал, что эффективность арок с клееным армированным верхним поясом на 29% выше, чем у типовых серии ЭДДА, и на 7 - 8% чем у металлодеревянных ферм серии ЩФ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Азимбаев, Кельдибай Гапарович, 1998 год

- 103 -ЛИТЕРАТУРА

1.Авдеев С.Н. Учет нелинейных зависимости й различного рода в

сжато-изгибаемых деревянных элементах. Кандидатская диссертация, -М.,1992.

2.Азимбаев К.Г., Щуко В.Ю., Смирнов Е.А. Экспериментальное исс-

ледование работы сжато- изгибаемых армированных деревянных элементов, Межвуз. тематический сборник трудов Санкт-Петербург, 1995, С.72.

3.Азимбаев К.Г., Щуко В.Ю, Исследование работы треугольных рас-

порных систем на основе клееных армированных деревянных элементов пролетом 12м. Сб.: Межвуз. Владимир, 1996, С.60.

4.Армированные деревянные конструкций (материалы совещания-семинара 19-20 мая 1976г.). Уфа, 1976, С,3,4.

5.Бондин В.Ф., Байтемиров Ф.А. Расчет стальных стержней, еклеен-

ых в древесины. Известия вузов. Строительство и архитектура. Новосибирск, 1974, С,32-37.

6.Беляев В.Н. Сопротивление материалов "Наука",М.,1965,с.856.

7.ЕелянкинФ.П. Прочность и деформативность деревянных стержней ' при центральном в внецентральном сжатии и чистом

• изгибе. АН.УССР, Киев, 1960.

8.Бондин В.Ф. 0 расчете армированных деревянных балок. Строитель-

ная механика и расчет сооружений.-М,1976,2,С.34-37.

9.Бондин В.Ф., Ардеев В.Н. Определение усилий и деформаций в де-

ревянных балках армированных на части длины. В кн: Облегченные конструкций покрытий здания, Ростов-на Дону,1981,с.173-179.

10.Бондин В.Ф. Усилия в опорных участках деревянных армированных

балок.-В кн.:Проблемы совершенствования строительных конструкции на Дальнем. Востоке. -Сб. науч. тр. -Хабаровск, 1982, С. 120-126, 11,бондин 'В.Ф. Особенности расчета деревянных армированных балок. -Сб.:Проектирование, производство и применение клееных деревянных конструкций в строительстве. - Гомель, 1977, С.38-40. 12.Вылежагин Ю.Б. О деформативности деревянных армированных балок под длительно действующий нагрузкой, -Сб.: Ар-

- 104 -

мирование деревянных конструкций. -Уфа., 1978с, 34-36.

13.Гринь И.М, Некоторые вопросы применения армированных клееных

деревянных конструкций. -Сб.: Армирование деревянных конструкций (материалы совещания - семинара 19-20 мая), 1976, С.8,9.

14.Гринь И.М. Строительные конструкции из дерева и синтетических

материалов. Проектирование и расчет,- Киев: Бшца школа, 1975, С. 59,64.

15.Ерошенкова Л.Ф.,АнгароЕа В.Л. К вопросу о технике-экономической эффективности клееных деревянных и фанерных армированных конструкций, -Труды ЦНИИСК, вып.24, М., 1972, С.75-85.

16.3авриев К.С, Расчет стержней на одновременное действие изгиба

и осевого сжатие. Тифлис, 1932. Г7.3авриеЕ К.С. Расчетные формулы прочности в особых случаях.

- ОНТЙ, 1935. 18.Зубарев Г.Н., Логинова М.П., Головина В.М.

Испытание и расчет соединений деревянных конструкций на вклееных стержнях,- В кн.: Несущие деревянные конструкций. -Труды ЦНИИСК. -М,, 1981, С.83-92. ГЭ.Завриев К.С, Пересмотр формулы расчета на одновременное действие изгиба и сжатии. "Проект и стандарт", 1934. 20.Зенкевич 0.,Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и е механике сплошных сред. -М,, 1974,С,239.

21.Иванов Ю.М., Линьков И.М., Соротокин В.М.

Исследования влияния армирования на прочность и жесткость клееных деревянных изгибаемых элементов -В кн.: Разработка и исследование клееных и фанерных армированных конструкций. Труды ЦНИИСК, вып.24 М., 1972, С.13-29.

22.Иванов В.А. и др. Конструкции из дерева и пласстмасс. Примеры

расчета и конструирования. Учеб.пособие для вузов. -Киев:Вища школа, Главное издательство, 1981, С. 59 -64.

23.Карлсен Г.Г., Большаков В.В., Каган М.Е. и др.

Конструкции из дерева и пластмасс. -М.: Стройиздат, 1975. С.218- ¿ZitrutKj л

24.Карлсен Г.Г. и др. Конструкции из дерева и пластмасс. Строй-

- 105 -издат, M., 1975, С. 868. £5.Клееные армированные деревянные конструкций. Отчет о научно исследовательской работе. -Владимир, 1979, Гос.per 624.011. С.5.

26.Коченов В.М. Несущая способность элементов и соединений дере-

вянных конструкций.-М., Госстройиздат, 1953, С. 4181.

27.Кузнецов П.О. Разработка и исследование плит покрытия с дере-

вянными армированными ребрами для сельскохозяйственных производственных зданий.

28.Колпаков А.Я., Грохотов В.И., Савойский В.М.

Исследование деревянных балок с различными способами армирования . Сб. Развитие производства клееных деревянных конструкций в Сибири (тезисы докладов к Зональной научно-технической конференции 2022 мая 1975г.).-Новосибирск, 1975, С.113.

29.Ленов В.Г. Теория расчета деревянных сжато-изогнутых стержней

с учетом длительного воздействия нагрузок. Труды ГИСИ, вып.45, Горький, 1964, С.22-23.

30.Леонтьев H.H., Демин H.H. Методы конечных элементов в задачах

теории сооружений.-М. : МИСИ, 1979, с.78.

31.Линьков И.М. Состояние исследования клееных армированных де-

ревянных конструкций. -В кн.¡Разработка и исследование клееных деревянных-фанерных армированных конструкций. Труды ЦНИИСК, вып.24. М., 1972, С.5-13.

32.Линьков И.М., Соротокин В.М.

Спление арматуры с древесиной при склеивании эпок сидно-цементным клеем. Известия вузов Строительство и архитектура. Новосибирск, 1989, С.24-26.

33.Мастаченко В.Н. Надежность моделирования строительных конструкций. М. :Стройиздат, 1974, с.84.

34.Миронов В.Г. Эффективность клеевые композиции для деревянных

конструкций.-Сб. : Проектирование, производство и применение клееных конструкций в строительстве (материалы научно -технического совещания 11 - 13 сентября 1977). -Гомель, 1977, С.95-98.

35.Методика определения технике-экономических показателей клеен-

ых деревянных конструкций на стадии проектирова-

- 106 -ния. Часть I. Пермь, 1985. 36.Метод технико-экономического обоснования применения эффективных строительных конструкций. Ш1СМ-ЦМИПС., М.,1984. 37.Овчинникова И.Г. Оценка напряженно-деформированного состояния вклееных в древесины стержней при выдергивании. -В кн.: Несущие деревянные конструкции. Труды ЦНИИСК. -М., 1981, С.70-82.

38.Питлюк Д. А. Расчет строительных конструкций на основе модели-

рования. -М., Изд-во Ленинград, 1965, 0.150.

39.Поляков Л.П., Файнбурд В.М. Моделирование строительных конст-

рукций -Киев, Еудевельник, 1975, С.158.

40.Протодьяконов М.М., Тедер Р.И.

Методика рационального планирования экспериментов. Наука, -М., 1970, С.45.

41.Пинаджан В.В. Расчет деревянных стержней на одновременное

действие изгиба и осевого сжатия. Тифлис, 1934.

42.Рекомендации по испытанию деревянных конструкций.-М., Отрой-издат, 1976, 0.32.

43.Рекомендации по проектированию и изготовлению деревянных конструкций. -М. , Стройиздат, 1972, С.4

44.Руководство по определению экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в производстве строительных конструкций и деталей из сборного ж/бетона.

М., 1981.

45.Рощина О.И., Азимбаев К.Г., Молотоещиков О.Л.

Совершенствование конструктивных и технологических решений армированных деревянных конструкций.- Сб., Региональные проблемы развития строительного комплекса. Материалы региональной конференции. Владимир, 1995, С.2, 53.

46.Сарычев B.C., Калугин В.А.

Методы техника-экономического обоснования примене ния эффективных строительных конструкций.-М.,МИСИ им.Куйбышева, 1981, С.78.

47.Серов H.A. Состояния производства клееных деревянных конст-

рукций. Сб.г Эффективные использование древесины и древесиных материалов в современном строительстве.

- 107 -

Тезисы докладов Всесоюзного совещания (г.Архангельск., 18-20 июня 1980), -М., 1980.

48.Сегрелинд Л. Применение методы конечных элементов. -М., Мир,

1979.

49.Стренг С., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. -М..Мир,

1977, С.349.

50.Смирнов Е.А., Щуко В.Ю., Беляев В.Д. Прочность и деформатив-

ность клеевого соединения стальной арматуры с древесиной в клееных армированных балках. - Сб. Теория, производство и применение искуственных строительных конгломераторов (тезисы докладов к Всесоюзной научно-технической конференции 26-28 мая 1982). Владимир, 1982, С.400.

51.Смирнов Е.А. Прочность и деформативность клееных деревянных

балок с групповым армированием на части длины. Кандидатская диссертация. - Владимир, 1986.

52.Свенцицкий Г.В. 0 пределе пластического течения при поперечном изгибе и при сжатии с изгибом. Сб.: Вопросы прочности и изготовления деревянных конструкций. Госстройиздат. М., 1952.

53.Свенцицкий Г.В. Устройство внецентренно-сжатых цельных деревянных стержней. Сб.:Исследование прочности и устойчивости деревянных стержней. Стройиздат, М., 1940.

54.Соротокин В.Н., Шолохова .Б., Фрейдин A.C.

0 прочности и деформативности клеевого соединения арматуры с древесиной.-В кн. .-Разработка и исследование клееных деревянных конструкций. Труды ЦНИИСК, вып.24,-М., 1972, С.40-45.

55.Тимошенко П.С. Сопротивление материалов.-М., Издательство "Наука", 1965, т.1 и 2.

58.Федосьев В. И. Сопротивление материалов.-М., Издательство

"НАука", 1970, С.182-205. 57.Фрейдин Н.Ю., Вуба К.Т. Прогназирование свойств клееных соединений древесины. -М.,Издательство Лесная промышленность, 1980, С.38-41, 182-203 .

59.Хасанов Р.Ш., Забурурнов В.А., Ращепкин Н. Е.

0 клеях для армированных деревянных конструк-

ций. Сб.:Армирование деревянных конструкций (материалы совещания-семинара 19-20 мая, 1978). -Уфа, 1976, С.13.

60.Хлебной Я.Ф. К вопросу о расчете изгибаемых элементов, армированных вклееной продольной арматурой. -Строитель ная механика и расчет сооружений. -М., 1980, N4,

С.24,27

61.Хрулев В.В. Синтетические клей и мастики (применение в строительстве). -М., Издательства Высшая школа, 1970, С,360 .

62.ЧеботареЕа Л.С., Радзюкевич Ю.П. Ограждающие и несущие клеевые и армированные деревянные конструкций. -Сб.: Проектирование, производство и применение клееных деревянных конструкций в строительстве. -Гомель, 1977, С.31,32 .

63.Шейнкман B.C. Эффективность армирования деревянных балок

стальной стержневой арматурой.-Сб. -.Проектирование, производство и применение клееных деревянных конструкций в строительстве. -Гомель, 1977, С.35,36 .

64.Щуко И.Ю., Смирнов Е.А. Исследование прочности и жесткости

клееных деревянных балок, армированных на части длины. -Сб.; Новые облегченные конструкций зданий. -Ростов-на-Дону, 1982, С.83-88 .

65.Щуко В.Ю. Исследование деревянных балок армированных сталь-

ными стержнями. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -Новосибирск, 1989,С.185.

66.Щуко В.Ю., Козулин А.Я. Особенности изготовления клееных ар-

мированных конструкций. В кн. Производство и повышение качества деревянных клееных конструкций. -М. Стройиздат, 1978, N6, С.47,48. 87.Щуко И.Ю., Козулин А.Я., Смирнов Е.А. Клееные армированные деревянные балки для сельских производственных зда ний. Сб.: Развитие производства клееных деревянных конструкций в Сибири (Тезисы докладов к Зональной научно-технической конференции 20-22 мая 1975) -Новосибирск, 1976, С.40-42 . 68.Щуко В.Ю., Щуко С.А. Армированные деревянные конструкции для

- 109 -

производственных зданий. -Промышленное строительство, 1970, N10, С.42-43 . 89,Щуко В.Ю., Завгорудько H.A. Исследование применения низкосортной древесины в армированных панелях покрытий. Сб. Применение, производство и проектирование клееных деревянных конструкций в строительстве. -Гомель, 1977, С.24 .

70.Щуко В.Ю., Щуко С.А., Козулин А.Я. Рекомендации по проектир-

ован!® армированных деревянных конструкций. Росги-промсельстрой. -Иркутск, 1978, С.86 .

71.Щуко С.А. Исследование работы клееных армированных деревянных

балок при циклических воздействиях. Кандидатская диссертация. -М.: 1974.

72.Щуко В.Ю. Клееные армированные деревянные конструкций в сель-

ско-хозяйственном строительстве. Обзор. М.: ВНИИИС, 1984, с. 62 .

73.Щуко В.Ю., Смирнов Е.А, Клееные армированные балки переменой

жесткости. -Сб.г Совершенствование материалов, конструкций и производства работ в строительстве. -Рязань, 1978, С. 48,52 .

74.Щуко В.Ю., СмирноЕ Е.А. Повышение эффективности несущих клее-

ных армированных конструкций. -Сб.: Молодые ученые и исследователи-производству (Тезисы докладов научно-практического семинара). -Владимир, 1976, С.85.

75.Щуко В.Ю., Смирнов Е.А. Некоторые вопросы повышения эффектив-

ности клееных армированных деревянных конструкций. Сб.i Проектирование,производство и применение клееных деревянных конструкций в строительстве (материалы научно-технического совещания 11-13 сентября 1977г). -Гомель, 1977, С.33,34. 78.Щуко В.Ю., Щуко С.А. 0 проектировании и применении армированных балок. -Промышленное строительство, 1970, N6, С. 47.

77.Щуко В.Ю., Щуко С.А., Козулин А.Я. Клееные армированные деревянные конструкции для сельскохозяйственных и склад ских зданий. -Сб.: Проектирование, производство и применение клееных деревянных конструкции в строи тельстве. -Гомель, 1977, С. 8-13.

- 110 -

78.Щуко С.А., Завгорудько Н.А, Использование низкосортной древе-

сины е армированных панелях покрытий. -Сб.: Применение и проектирование клееных деревянных конструкций в строительстве. -Гомель, 1977, С.25 .

79.Щуко В.Ю. Облегченные армированные деревянные конструкций для

сельскохозяйственных и складских зданий. Учебное пособие. -Владимир, 1982, С.15-22.

80.Щуко В.Ю., Смирнов Е.А. Разработка и исследование несущих

клеенных армированных деревянных конструкций. В кн.: Эффективное использование древесины и древесинных материалов в современном строительстве. Тезисы докладов Всесоюзного совещания (Архангельск, 18-20 июня 1980г) -М.: 1980 .

81.Щуко В.Ю., Смирнов Е.А., Черкашин В.В. Исследование клееных

армированных балок переменой жесткости. -Сб.: Армирование деревянных конструкций. Материалы совещания. -Уфа, 1976, С.45-46 .

82.Щуко В.Ю., Щуко С.А. Исследование сцепления арматуры с дере-

вом при циклических воздействиях температуры. -06-, Исследование инженерных конструкций. Труды ИЛИ, Иркутск, 1971, вып.62, с.48-50.

83.Щуко В.Ю., Козулин А.Я., Смирнов Е.А. Экспериментальное исс-

ледование работы клееных армированных балок пролетом 6-12м. -Сб.: Повышение эффективности строительных материалов, конструкций и производства работ. Рязань-Владимир, 1977, С.55-58.

84.Щуко В.Ю., Козулин А.Я. Клей для армированных деревянных кон-

струкций. -Сб.: Полимерные клеи в современной технике. (Тезисы докладов к научно-исследовательской конференции 14-15 сентября 1978). -Новосибирск,

Н с3— О . X .

85.Щуко В.Ю., Азимбаев К.Г. Прочность и деформативность сжато-

изгибаемых армированных клееных элементов. -Сб. : Тезисы докладов научной конференции. Санкт-Петер бург, 1995, С.72 .

86.Щуко В.Ю., Щуко С.А. О практическом методе расчета сжато-изо-

гнутых армированных деревянных конструкций. Труды ИЛИ, вып.62, Иркутск, 1971, С.3-7 .

- ill -

87.Прейскурант N07-27-01. M., 1987, С.121.

88.Г0СТ16483.3-73 Древесина. Методы определения предела прочности при статическом изгибе. 89,ГОСТ 1683.5-73 Древесина. Методы определения предела прочности при скалывании вдоль волокон.

16483.9-73 Древесина. Методы определения модуля упругости при статическом изгибе.

16483.10-73 Древесина. Методы определения предела прочности при сжатии вдоль волокон.

11-25-80 Деревянные конструкций. -М.: Стройиздат. 1982, С, 65.

I1-25-80 Деревянные конструкции. Нормы проектирования. М.: 1983.

II-AIQ-71 Строительные конструкций и основания. Основные

положения проектирования. М.: 1972, С.8. 11-6-74 Нагрузки и воздействия. -М.: Стройиздат, 1976, С. 10.

96. Armirung's bandzur verhirtderung der rissbildung an sehitthols

und berustdielen. Schweizer Bauolatt, 1967, N19.

97.Bond D, Lond A, Model lension preflexen timber beams.Civil

Engineering and Public Works Peview, 1964, N693.

98.Granholm H. Armerat Tza Reinforeed Timber, Gotebord, 1954,

p. 98.

99.Gordon P. Krueger ultimate-strength of reinforked timber.

Wood vol.b,October 1973, N2. lOO.Dutko P. Geleimte Holzkonstruktionen in der GSSR. Die Bautechnik, 1966, N4.

101.Dutko P., Ferencik P., Sederer F., Cizer L.

Drevene konstrukcil, Brautislava - Praga, 1966.

102.Lantos G.Aus den Forschungs und Entwicklung sarkeit der TRA-

DA bauen, го in Holz, 1966, N8. lOS.Lorensen P.T. Ultimate strength of post tensioned prestressed laminated wood beams.St.Jaseph, Mich. 1971.

104.Levin E. Reinforced tinber Architectural Review, 1964, N812«

105.Mele M., Tuttoni S. Experimental study on a new techigue for

reinfarcing Wooden beams with steel elements. -Cons truzioni metal - liche, 1984, N3, p.171-183.

106.Robert J., Houle,Jr. Steel-Reinforced Wood Beam Design.

90.ГОСТ

91.ГОСТ

92.СНиП

93.СНиП

94.СНиП

95.СНиП

- 112 -

Eorest Products Journal, vol.25, april 1975, N4. 107.Freas A., Selbo M. Fabrication and dising1 of Glieg Laminated Structural members, wash, P.S.1954.