Соединения деревянных элементов на витых крестообразных стержнях, работающих на выдергивание

• Автор: Столповский, Георгий Александрович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 186 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Общие сведения о соединениях строительных конструкций со связями, работающими на выдергивание
1.2 Отечественный и зарубежный опыт применения рассматриваемого класса связей в деревянных конструкциях.

1.3 Теоретические и экспериментальные работы в области проводимых исследований

1.4 Пути совершенствования соединений деревянных конструкций со связями, работающими на выдергивание

1.5 Выводы по первой главе. Постановка задач исследования

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СТАЛЬНЫХ ВИТЫХ КРЕСТООБРАЗНЫХ СТЕРЖНЕЙ.

2.1 Обоснование выбранного способа исследования

2.2 Методика проведения экспериментов

2.3 Исследование основных параметров стержней, обеспечивающих надежную работу соединений

2.3.1 Выбор марки стали стержня и способа обработки

2.3.2 Способ забивки.
2.3.3 Влияние плотности древесины на усилие выдергивания
2.4 Поиск рациональных параметров стержней, влияющих на усилие выдергивания
2.5 Зависимость несущей способности стержня от угла его забивки по отношению к волокнам древесины
2.6 Выводы по второй главе.
3 ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ВЫДЕРГИВАНИИ СТЕРЖНЯ ИЗ МАССИВА ДРЕВЕСИНЫ
3.1 Оценка напряженнодеформированного состояния древесины
и стержня численными методами
3.1.1 Методика численных исследований
3.1.2 Анализ результатов численных исследований
3.2 Исследование напряженнодеформированного состояния древесины при выдергивании стержня методом фотоупругих покрытий
3.3 Применение метода голографической интерферометрии для исследования НДС древесины в исследуемом типе соединений
3.4 Результаты испытаний опытных образцов при забивке стержней методом лаковых покрытий.
3.5 Выводы по третьей главе.
4 РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УЗЛОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ НАГРУЗОК
4.1 Общие положения, принятые при разработке узловых соединений на витых крестообразных стержнях.
4.2 Конструктивные решения узлов деревянных конструкций
с применением исследуемого типа стержней.
4.3 Схемы усиления деревянных конструкций при помощи стальных витых крестообразных стержней
4.4 Экспериментальная оценка особенностей работы соединений при передаче нагрузки на группу стержней
4.4.1 Методика экспериментальных исследований. ИЗ
4.4.2 Анализ полученных результатов.
4.5 Расчет соединений по деформациям.
4.6 Выводы по четвертой главе
5 МЕТОДИКА РАСЧЕТА И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ СОЕДИНЕНИЙ НА ВИТЫХ СТЕРЖНЯХ, РАБОТАЮЩИХ НА ВЫДЕРГИВАНИЕ, ИХ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.
5.1 Анализ возможных способов расчета
5.2 Исследование сопротивления древесины смятию поперек волокон под витым стержнем крестообразного поперечного сечения
5.3 Работа стержней при длительном действии нагрузки.
5.3.1 Методика испытаний.
5.3.2 Результаты испытаний.
5.4 Методика расчета и рекомендации по конструированию
5.5 Оценка техникоэкономической эффективности проведенных исследований.
5.6 Выводы по пятой главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
СИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.
ПРИЛОЖЕНИЕ. Справки о внедрении результатов работы.
ВВЕДЕНИЕ


Конструктивные определяющие прочность и жесткость средств соединения, а также степень их влияния на соответствующие показатели соединяемых элементов. Технологические определяющие трудоемкость и достоинство изготовления, как самих средств соединения, так и полную заводскую и построечную конструкций на их основе. Специальные определяющие сопротивляемость воздействиям внешней среды и формирующие таким образом область применения конструкций с точки зрения условий эксплуатации. В зависимости от конкретных обстоятельств значимость указанных показателей неодинакова, поэтому критика достоинств и недостатков различных средств соединения по отдельным показателям условна. Решающее значение имеет комплекс свойств, определяющий в итоге эффективность конечного продукта производимых конструкций. Вместе с тем, сравнительный анализ существующих и перспективных видов соединений по кон
структивнотехнологическим показателям открывает возможности для выявления путей их. В ходе последующего анализа особое внимание уделено именно этим показателям, которые оказывают существенное влияние на выбор средств соединения конструкций со связями, работающими на выдергивание. В строительной практике находят широкое применение узлы и стыки строительных конструкций, в которых соединительные элементы работают на выдергивание. Так, в железобетонных несущих элементах необходимую степень прочности и жесткости закладных деталей рисунок 1. Альтернативным решением в каменных конструкциях является использование стальных стержней периодического профиля, внедренных в массив кладки в предварительно просверленные отверстия с применением цементнополимерных композиций. Рисунок 1. Примеры анкеровки закладных деталей в железобетонных конструкциях
Кроме этого в последнее время, особенно для усиления каменных и деревянных консзрукций, нашли применение новые для российской практики спиральные стержни НЕЫР1Х 9, 0 рисунок 1. Рисунок 1. Прочность стержней IIX на разрыв в несколько раз больше прочности обычной стали, они технологичны, однако модуль упругости составляет около МПа, т. Также недостатком данных стержней является офаниченный диаметр, который не превышает 8 мм, что предопределяет их незначительную несущую способность на выдергивание. Для восприятия растягивающих усилий подвеска технологического оборудования, элементов подвесных конструкций в железобетонных и каменных конструкциях отечественными и зарубежными учеными предложены разнообразные конструктивные формы распорных стержней рисунок 1. Их конструкция включает в себя пластмассовый или стальной перфорированный патрон, в который ввинчиваются стальные дюбели, внешний диаметр которых превышает внутренний диаметр патрона. Рисунок 1. Необходимо отметить, что все представленные виды распорных стержней требуют предварительную рассверловку отверстий. Для устранения этого недостатка в строительной практике нашли применение стальные дюбели, изготовленные из высокопрочной стали, которые внедряются в массив конструкции при помощи огнестрельных пистолетов. Нельзя не отметить преимущества огнестрельного способа забивки дюбелей благодаря его быстроте, мобильности, простоте и универсальности. При этом, стальные дюбели круглого поперечного сечения, изготавливаемые отечественной промышленностью в соответствии с действующими нормативнотехническими документами, имеют достаточно ограниченные параметры, такие как диаметр от 3,0 мм до 6,0 мм и длину от мм до мм, что существенно ограничивает область их применения. Отметим, что методика расчета дюбелей на выдергивание из массива бетона или кирпича до настоящего времени отсутствует. В соединениях металлических конструкций изза их относительной тонкостенности и сопоставимости показателей прочности материала соединяемых элементов и элементов соединения, работа на выдергивание не рассматривается. При необходимости подвески какоголибо оборудования или других элементов к несущим металлическим конструкциям чаще всего используются сварные соединения, работающие на условные срез или болтовые соединения, болты в которых работают на растяжение рисунок 1. Рисунок 1.