Отправить статью по E-mail 
Влияние разрывов (стыков) в обшивке на напряженно-деформированное состояние плитно-ребристых деревокомпозитных панелей
- Авторы: Лабудин Б.В.1, Попов Е.В.1, Ощепкова Е.С.1, Сопилов В.В.1, Русланова А.В.1, Фукалов А.А.2
-
Учреждения:
- Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
- Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
- Выпуск: Том 16, № 6 (2020)
- Страницы: 439-451
- Раздел: Расчет и проектирование строительных конструкций
- URL: https://journals.rcsi.science/1815-5235/article/view/325636
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-6-439-451
- ID: 325636
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Исследованы численно-аналитически деревокомпозитные плитно-ребристые изгибаемые панели с обшивками из фанеры и ориентированно-стружечных плит, укладываемых со стыками (разрывами) в обшивке, соединенной с ребрами посредством механических связей. Представлен обзор исследований, посвященных изучению и повышению эффективности таких панелей. На основе теории расчета составных стержней А.Р. Ржаницына составлена математическая модель, позволяющая выполнить расчет напряженно-деформированного состояния этих конструкций, учитывающая наличие разрывов в обшивке и податливость механических соединений обшивки и ребра. Получено уравнение для определения координаты наиболее опасного сечения в деревянных ребрах при наличии разрывов в обшивке, которые могут не совпадать с серединой пролета. Рассмотрены панели с обшивкой в сжатой зоне с различным расположением стыков, в том числе симметрично относительно середины пролета панели. Для сопоставления результатов напряженно-деформированного состояния рассмотрены панели без стыков в обшивке. Построены графики зависимости максимальных растягивающих напряжений в ребрах в наиболее опасном сечении и максимальных вертикальных перемещений от коэффициента жесткости связей сдвига и расположения стыков в обшивке. Получены значения коэффициентов для инженерного расчета панелей, учитывающих снижение прочностных и деформационных характеристик композитного сечения панелей с разрывами в обшивке по сравнению с панелями без стыков. Сформулированы выводы и рекомендации по результатам проведенных численных исследований, которые могут быть использованы при проектировании деревокомпозитных плитно-ребристых конструкций, а также при подготовке нормативных документов.
Об авторах
Борис Васильевич Лабудин
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: egpv1989@mail.ru
профессор кафедры инженерных конструкций, архитектуры и графики, доктор технических наук
Российская Федерация, 163002, Архангельск, наб. Северной Двины, д. 17Егор Вячеславович Попов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Email: egpv1989@mail.ru
доцент кафедры инженерных конструкций, архитектуры и графики, кандидат технических наук, доцент
Российская Федерация, 163002, Архангельск, наб. Северной Двины, д. 17Екатерина Сергеевна Ощепкова
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Email: egpv1989@mail.ru
магистрант кафедры инженерных конструкций, архитектуры и графики
Российская Федерация, 163002, Архангельск, наб. Северной Двины, д. 17Валерий Вячеславович Сопилов
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Email: egpv1989@mail.ru
аспирант кафедры инженерных конструкций, архитектуры и графики
Российская Федерация, 163002, Архангельск, наб. Северной Двины, д. 17Анастасия Владимировна Русланова
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
Email: egpv1989@mail.ru
аспирант кафедры инженерных конструкций, архитектуры и графики
Российская Федерация, 163002, Архангельск, наб. Северной Двины, д. 17Александр Андреевич Фукалов
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Email: egpv1989@mail.ru
магистрант кафедры экономики строительства и ЖКХ Института безотрывных форм обучения
Российская Федерация, 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4Список литературы
- GOST 33080-2014. Konstrukcii derevyannye. Klassy prochnosti konstrukcionnyh pilomaterialov i metody ih opredeleniya [Wooden constructions. Strength classes of structural sawn timber and methods for their determination]. Moscow: Standartinform Publ.; 2019. (In Russ.)
- Naika R.K., Panda S.K., Racherla V. A new method for joining metal and polymer sheets in sandwich panels for highly improved interface strength. Composite Structures. 2020(November);251:112661. doi: 10.1016/j.compstruct.2020.112661.
- Gombeda M.J., Naito C.J., Quiel S.E. Flexural performance of precast concrete insulated wall panels with various configurations of ductile shear ties. Journal of Building Engineering. 2021(January);33:101574. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101574
- Elumalai E.S., Krishnaveni G., Sarath Kumar R., Dominic Xavier D., Kavitha G., Seralathan S., Hariram V., Micha Premkumar T. Buckling analysis of stiffened composite curved panels. Materials Today: Proceedings. 2020, 20 June. doi: 10.1016/j.matpr.2020.05.662.
- Tahmoorian F., Nemati S., Sharafi P., Samali B., Khakpour S. Punching behaviour of foam filled modular sandwich panels with high-density polyethylene skins. Journal of Building Engineering. 2021(January);33:101634. DOI/10.1016/j.jobe.2020.101634.
- Grebenyuk G.I., Dmitriev P.A., Zhadanov V.I., Astashenkov G.G. Designing, calculation and optimization of the combined ridge designs on the basis of wood. News of higher educational institutions. Construction. 2013;11−12(659−660): 48−57. (In Russ.)
- Kavelin A.S. Issledovanie raboty na sdvig gvozdevogo soedineniya obshivki i rebra derevyannoj stenovoj paneli [Investigation of the work on the shift of the nail joint of the sheathing and the ribs of the wooden wall panel]. Construction-2014: modern problems of industrial and civil building: materials of the international scientific and practical conference. Rostov-on-Donж; 2014. p. 98−100. (In Russ.)
- Labudin B., Popov E., Stolypin D., Sopilov V. The wood composite ribbed panels on mechanical joints. E3S Web Conf. Topical Problems of Architecture, Civil Engineering and Environmental Economics (TPACEE 2018). 2019:91. doi: 10.1051/e3sconf/20199102021.
- Labudin B.V., Popov E.V., Sopilov V.V. Stability of compressed sheathings of wood composite plate-ribbed structures. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019;687(3):033041. doi: 10.1088/1757-899X/687/3/033041.
- Popov E.V., Tyurikova T.V., Labudin B.V., Melekhov V.I. O povyshenii sdvigoustojchivosti podatlivyh svyazej sostavnyh derevyannyh konstrukcij na kogtevyh shajbah “Bulldog” [On increasing the shear stability of the flexible links of composite wooden structures on the bulldog claw washers]. Structural Mechanics and Analysis of Constructions. 2016;(4): 23−28. (In Russ.)
- Popov E.V., Filippov V.V., Melekhov V.I., Labudin B.V., Tyurikova T.V. Effect of shear connections rigidity in calculating the ribbed panels on a wooden frame. Lesnoy zhurnal [Russian Forestry Journal]. 2016;(4):123−134. (In Russ.) doi: 10.17238/issn0536-1036.2016.4.136.
- Popov E.V., Filippov V.V., Zhuravleva T.P., Melekhov V.I., Labudin B.V. Eksperimental'nye issledovaniya zhestkosti svyazej v napryazhenno-deformirovannom sostoyanii panelej na otkrytyh karkase [Experimental studies of the stiffness of ties in the stress-strain state of panels on open frames]. Bezopasnost' stroitel'nogo fonla Rossii. Problemy i resheniya [Security of the building fund in Russia: problems and solutions]. 2016;(1):111−117. (In Russ.)
- Baszen M. Semi-rigid behavior of joints in wood light-frame structures. Procedia Engineering. 2017;172:88−95. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.022
- Mihajlov B.K. Plastiny i obolochki s razryvnymi parametrami [Plates and shells with discontinuous parameters]. Leningrad: LGU Publ.; 1980. (In Russ.)
- Kobelev E.A. Calculation of nonlinear elastic shells discretely connected by edges. Science Prospects. 2018;(11): 54–62. (In Russ.)
- Kondrateva L.N., Okladnikova E.V. Study of frequencies and forms of fluctuations of three-layer flat shells with surface fractures. Industrial and civil engineering. 2008;(7):38–39. (In Russ.)
- SP 64.13330.2017. Svod pravil. Derevyannye konstrukcii. Aktualizirovannaya redakciya SNiP II-25-80 (s Izmeneniem № 1) [Set of rules. Wooden structures. Updated edition of SNiP II-25-80 (with Amendment No. 1)]. Moscow: Standartinform Publ.; 2017. (In Russ.)
- CNIISK imeni V.A. Kucherenko. Rekomendacii po proektirovaniyu panel'nyh konstrukcij s primeneniem drevesiny i drevesnyh materialov dlya proizvodstvennyh zdanij [Recommendations for the design of panel structures using wood and wood materials for industrial buildings]. Moscow; 1982. (In Russ.)
- Labudin B.V. Raschet plitno-rebristyh konstrukcij s uprugo-podatlivymi svyazyami [Calculation of plate-ribbed structures with elastic-yielding bonds]. Lesnoy zhurnal [Russian Forestry Journal]. 1992;(1):67−72. (In Russ.)
- Rimshin V.I., Labudin B.V., Melekhov V.I., Popov E.V., Roshchina S.I. Dowel and washer connections for elements of wooden structures. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2016;(9):35−50. (In Russ.)
- Ageev S.P. Povyshenie energeticheskoj effektivnosti proizvodstva piloprodukcii [Increasing the energy efficiency of sawn timber production] (Abstract Dissertation of Doctor of Technical Sciences). Arkhangelsk; 2011. (In Russ.)
- Rzhanicyn A.R. Sostavnye sterzhni i plastinki [Composite rods and plates]. Moscow: Stroyizdat Publ.; 1986. (In Russ.)
- Labudin B.V., Popov E.V., Tyurikova T.V., Nikitina T.A., Ruslanova A.V. Experimental studies of the strength and rigidity of screw connections of covers with wooden ribs. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019;753(Chapter 3):042063. doi: 10.1088/1757-899X/753/4/042063.
- Popov E.V., Tyurikova T.V., Polikarpov D.A., Tropina P.M., Labudin B.V., Melekhov V.I. Inzhenernyj raschet rebristyh derevokompozitnyh panelej s uprugodeformiruemymi svyazyami [Engineering calculation of ribbed wood-composite panels with elastic-deformable bonds]. Nauka segodnya. Teoreticheskie i prakticheskie aspekty [Science today. Theoretical and practical aspects]: materials of the International scientific and practical conference. Vologda; 2016. p. 53–57. (In Russ.)
Дополнительные файлы
