Прочность и деформативность клеедеревянной балки с учетом времени, влажности и температуры эксплуатации

• Автор: Антипов, Денис Вячеславович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 173 с. : ил.

Содержание.
Введение

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ .

1.1Клееная древесина как конструкционный строительный

материал I.

1.2 Склеивание

1.3 Применение клееных деревянпых балок в строительстве

1.4 Прочность элементов из клееной древесины

1.5 Деформативность клеедеревянных балок .

1.6 Влияние внешних факторов на несущую способность элементов из клееной древесины. .

1.7 Воздействие агрессивных сред

1.8 Нормальные напряжения в клееной деревянной балке.
1.9 Прогнозирование долговечности нагруженных строительных конструкций.
1. Заключение.
2 МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ
2.1 Материалы
2.1.1 Древесина
2.1.2 Клеи
2.1.3 Агрессивные среды.
2.2 Экспериментальное оборудование и образцы для испытаний
2.2.1 Определение кратковременной и длительной прочности при поперечном изгибе
2.2.2 Испытание клеедеревянных элементов на скалывание.
2.2.3 Определение деформации при изгибе.
2.2.4 Определение деформации при сжатии. .
2.2.5 Определение теплового расширения.
2.2.6 Определение набухания, водопоглощения, влияния повышенной влажности и агрессивных сред.
2.2.7 Испытания при действии циклических факторов
2.2.8 Оборудование для УФ облучения и тсрмостарсния
2.2.9 Определение влияния толщины клеевого шва на свойства
клееных деревянных элементов.
2.2 Испытание моделей клеедеревянных балок
2.3 Обработкаэкспериментальных данных.
2.3.1 Элементы термофлуктуационной концепции прочности
твердого тела. Расчет основных параметров работоспособности
2.3.2 Статистическая обработка экспериментальных данных
2.4 Заключение лотлаве
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗРУШЕНИЯ И ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ЦЕЛЬНОЙ И КЛЕЕНОЙ ДРЕВЕСИНЫ.
3.1 Влияние температуры на кратковременную прочность деревянных элементов при поперечном изгибе
3.2 Влияние толщины клеевого шва и давления прессования на прочность изгибаемых деревянпых элементов
3.3 Долговечность элементов из клееной древесины при поперечном изгибе.
3.4 Влияние клеевых прослоек на температурное расширение деревянных элементов
3.5 Долговечность клеедеревянных элементов при скалывании.
Закономерности деформирования деревянных элементов при поперечном изгибе
3.7 Деформирование элементов из клееной древесины при сжатии
3.8 Выводы по главе 3.
ВЛИЯНИЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВР1Й НА ПРОЧНОСТЬ, ДЕФОРМАТИВНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ
КЛЕЕНОЙ ДРЕВЕСИНЫ.
4.1 Водопоглощение и набухание клееной древесины. .
, , , , . . . . . 1 . I , .
4.2 Влияние, клеевых прослоек и влажности материала.натемпературное1 расширение клееной древесины
4.3 Закономерности разрушения, изгибаемых элементов из клееной древесины приповьтшенной влажности. л
4.4 Закономерности разрушения изгибаемых элементов из клееной древесины при действии циклического замачивания
высушивания. 2.
4.5 Закономерности разрушения изгибаемых элементов из клееной древесины при циклическом замораживанииоттаивании .
4.6 Влияние влажности на дсформативность клееных деревянных элементов при поперечном изгибе
4.7 Влияние УФ облучения на кратковременную прочность клеедеревянных элементов при поперечном изгибе
4.8 Влияние УФ облучения на долговечность элементов из клееной древесины при поперечном изгибе
4.9 Влияние термостарения на кратковременную прочность клеедеревянных элементов при поперечном изгибе
4. Влияние термостарения на долговечность клеедеревянных элементов . при поперечном изгибе. 3
4. Влияние агрессивных сред на прочность клеедеревянных элементов при поперечном изгибе .
4 Выводы по главе 4.
. РАСЧЕТ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КЛЕЕНЫХ
ДЕРЕВЯННЫХ БАЛОК 8
5.1 Влияние температуры и времени нагружения на напряженнодеформированное состояние клеедеревянных балок 8
5.2 Учет масштабного фактора при определении долговечности клеедеревянных балок.
5.3 Методика прогнозирования работоспособности клеедеревянных балок
5.4 Примеры расчета клеедеревянных балок
5.5 Результаты и выводы по главе
Основные результаты и выводы.
Список используемых источников


Малая плотность сухой древесины при ее сравни
тельно большой прочности и жесткости вдоль волокон делает целесообразным применение деревянных конструкций в общественных, Промышленных и сельскохозяйственных зданиях зрелищные здания, выставочные павильоны, крытые спортивные сооружения, склады, административные и жилые здания и т. В ограждающих частях отапливаемых здании при этом хорошо используется малая теплопроводность сухой древесины поперек волокон. Химическая стойкость сухой древесины оправдывает применение безметальных деревянных конструкций для возведения сухих химических цехов и складов 8. Распространению деревянных конструкций способствуют свойства древесины как материала легкость его заготовки и обработки, внесезонность применения 9. Также деревянные конструкции применяются в зданиях и сооружениях, если необходима архитектурная выразительность, химическая стойкость, радиопрозрачность. Легкость конструкции отношение плотности материала к его расчетному сопротивлению для основных конструкционных материалов, равна для стеклопластика 1,7x4 1м, дерева 3,1x 1м, для малоуглеродистой стали 3,7x4 1м, для бетона ,5x4 1м. Чем меньше значение, тем относительно легче конструкция, что очень важно при проектировании и строительстве больших пролетных сооружений. Волокнистое строение лучше сопротивляется переменному нагружению, чем кристаллические структуры. Выносливость древесины выше, чем у стали и железобетопа. Деревянные конструкции имеют и недостатки, ограничивающие их применение. Для устранения этих недостатков нужны специальные меры. Опасность загнивания и возгорания, усушка, разбухание и наличие природных пороков могут быть устранены использованием антисептиков и антипиренов, конструктивными мероприятиями, созданием осушающего режима эксплуатации и склеиванием досок с вырезанными дефектами 1, . Разработанные новые высокоэффективные способы защиты древесины от гниения позволяют применять деревянные конструкции и в сооружениях, не защищепиых от атмосферного увлажнения в мостах и эстакадах, мачтах и башнях различного назначения 9. Возгорание дерева происходит при температуре 0 С. Под действием огня древесина медленно обугливается, и элементы, из нее в условиях пожара некоторое времясохраняют несущую способность. Для современнойдеревянной архитектуры определились свои,. Клееные деревянные конструкции позволяют создать богатые по свосй пластике не только геометрически правильные, но и сложные криволинейные формы. Сейчас, накопилось, достаточно материала, о применении дерева всовременной архитектуре в постройках небольшого масштаба в крупных большепролетных сооружениях и зданиях, сложных конфигураций. Эстетические качества таких сооружений характеризуются ясной, композицией целого, масштабностью, пропорциональностью, строгостью декора, активным использованием фактуры, и цвета элементов деревянных конструкций и изделий из древесины . В основе процессасклеивания лежит комплекс явлений. Причем наибольшее значение имеет адгезия явление, которое позволяет клеевому слою передавать, нагрузку от соединяемых элементов клеевому соединению . Узел изделия, изготовленный с использованием клея, называют клеевым соединением. Твердые материалы в клеевом соединении, соединяемые с помощью клея, называют субстратами . Существует несколько теорий адгезии электростатическая, диффузионная,. Склеивание древесины имеет ряд особенностей. Древесина природный материал клеточноволокнистого строения. Поверхность механически обработанной древесины представляет собой совокупность разрезанных клеток, сосудов волокон, с которыми клей вступает в контакт. Возможны три схемы контакта клей заполняет промежутки только между стенками клеток, оставляя свободными полости и сосуды рисунок 1. Рисунок 1. Реализация этих схем зависит от коотчества клея, наносимого на поверхность. Глубина проникания клея в древесину зависит от давления и ориентации волокон относительно плоскости склеивания. При увеличении угла наклона. О до е торцовый разрез, глубина проникания клея увеличивается в . Рисунок 1. П .