Напруженний стан гнутоклеєних рам з врахуванням анізотропії фізико-механічних властивостей клеєної деревини

Abstract

UK: Мета. Досвід експлуатації гнутоклеєних рам підтвердив, що найбільш проблемним місцем є карнизний вузол рами. Але відбувались не поодинокі випадки руйнування рам не в бісектрисному куті, в якому рекомендують перевіряти міцність в нормативній та навчально-методичній літературі, а з зміщенням до місця з’єднання ригелю зі стійко-карнизним блоком. Тому для вивчення напружено-деформованого стану необхідно дослідити вплив анізотропії фізико- механічних властивостей на напружений стан, що забезпечить надійність та безпечність гнутоклеєних рам в цілому. Це дослідження дає можливість відродити гнутоклеєні рами, які є вдалою конструктивною формою для рамних конструкцій, а для цього потрібно мати досконалу нормативну методику розрахунку. Методика. За допомогою програмного комплексу ЛІРА-САПР 2013 запропоновано провести чисельні дослідження з врахуванням анізотропії фізико-механічних властивостей клеєної деревини. Провести пошук небезпечних перерізів для оцінки міцності гнутоклеєних рам з клеєної деревини Результати. Проаналізовано напружено-деформований стан гнутоклеєних рам з врахуванням фізико-механічних властивостей клеєної деревини. Встановлено вплив анізотропії на крайові нормальні напруження, дотичні та радіальні (нормальні впоперек волокон) напруження. Знайдені небезпечні перерізи для оцінки міцності гнутоклеєних рам та відмічено важливість врахування всіх компонентів напруженого стану в перехідних зонах та в місцях з’єднання ригеля з стійко-карнизним блоком. Наукова новизна. Числові дослідження напружено-деформованого стану гнутоклеєних рам з врахуванням анізотропії фізико-механічних властивостей клеєної деревини в програмному комплексі ЛІРА-САПР 2013. Практична значимість. Рекомендації щодо небезпечних перерізів оцінки міцності гнутоклеєних рам з клеєної деревини. Визначена необхідність врахування анізотропії фізико-механічних властивостей при перевірці міцності гнутоклеєних рам. Визначено вплив кривизни карнизного вузла гнутоклеєної рами на характер розподілу нормальних, дотичних та радіальних напружень. Наведені максимальні напруження в карнизних вузлах гнутоклеєних рам типу ДГРП (гнутоклеєні рами зі стійко-карнизним блоком) для радіусів кривизни від 2 до 4 м, з прольотами рам від 12 до 65 м з врахуванням анізотропії фізико-механічних властивостей клеєної деревини.

RU: Цель. Опыт эксплуатации гнутоклееных рам подтвердил, что наиболее проблемным место является карнизный узел рамы. Но происходили не единичные случаи разрушения рам не по бисектрисному углу, в котором рекомендуют проверять прочность в нормативной и учебно-методичной литературе, а со смещением к месту соединения ригеля с стоечно-карнизным блоком. Поэтому для изучения напряжено-деформированного состояния необходимо исследовать влияние анизотропии физико - механических свойств на напряженное состояние, что обеспечит надежность и безопасность гнутоклееных рам в целом. Это исследование дает возможность возродить гнутоклееные рамы, которые являются наиболее удачной конструктивной формой для рамных конструкций, для этого нужно усовершенствовать нормативную методику расчета. Методика. С помощью программного комплекса ЛИРА-САПР 2013 предложено провести численные исследования с учетом анизотропии физико-механических свойств клееной древесины. Провести поиск опасных сечений для проверки прочности гнутоклееных рам из клееной древесины. Результаты. Проанализировано напряженно-деформированное состояние гнутоклееных рам с учетом физико-механических свойств клееной древесины. Установлено влияние анизотропии на краевые нормальные напряжения, касательные и радиальные (нормальные поперек волокон) напряжения. Найдены опасные сечения для оценки прочности гнутоклееных рам и отмечено важность учета всех компонентов напряженного состояния в переходных зонах, в местах соединения ригеля с стоечно-карнизным блоком. Научная новизна. Численные исследования напряженно-деформированного состояния гнутоклееных рам с учетом анизотропии физико-механических свойств клееной древесины в программном комплексе ЛИРА-САПР 2013. Практическая значимость. Рекомендации относительно опасных сечений оценки гнутоклееных рам из клеёной древесины. Определено влияние кривизны карнизного узла гнутоклееного рамы на характер распределения нормальных, касательных и радиальных напряжений. Приведенные максимальные напряжения в карнизных узлах гнутоклееных рам типа ДГРП (гнутоклееные рами с стоечно-карнизным блоком), для радиусов кривизны от 2 до 4 м, рам с пролетами от 12 до 65 м с учетом анизотропии физико-механических свойств клееной древесины.

EN: Operating experience curved frames confirmed that the most problematic place is the exterior aspect of the frame. But there was not a single case of destruction of the RAM not bisectional corner, which is recommended to check the strength in regulatory and educational-methodical literature, and offset to the connection bolts with rack-curtain unit. Therefore, to study the stress strain state is required to investigate the effect of anisotropy of physical and mechanical properties on the stress state that will ensure the reliability and security of curved frames in General. This study provides an opportunity to renew curved frames, which are the most promising design shape for frame structures, it needs to streamline its regulatory calculation methodology. Methodology. With the help of software system LIRA-SAPR 2013 proposed numerical studies taking into account the anisotropy of physical and mechanical properties of laminated wood. To conduct a search of dangerous sections to test the strength of curved frames of laminated wood. Findings. Analyzed the stress-strain state of the curved frames with respect to physical and mechanical properties of laminated wood. The influence of anisotropy on the boundary normal stress, tangential and radial (normal across the grain) voltage. Found dangerous section to assess the strength of curved frames and noted the importance of considering all components of the stress state in the transition zones at the joints bolts with rack-curtain unit. Originality. Numerical studies of the stress-strain state of a curved frames with anisotropy of physical and mechanical properties of laminated wood in the software system LIRA-SAPR 2013. Practical value. Recommendations on dangerous sections of the evaluation curved frames of laminated wood. The effect of curvature of the curved cornice Assembly of the frame to the nature of the distribution of normal, tangential and radial stresses. The maximum stress in the exterior nodes of the curved frame type DGRP (curved Rami with rack-curtain unit), for radii of curvature from 2 to 4 m, frames with spans from 12 to 65 m with anisotropy of physical and mechanical properties of laminated wood.