Клееный брус размеры сечения: Клееный брус: размеры и характеристика, цены

Разное

Клееный брус: размеры и характеристика, цены

Благодаря современным технологиям в области переработки древесины, клееные материалы изготавливаются с максимальным сохранением природных качеств дерева. Яркими представителями готового продукта являются стропила, балки перекрытий, стеновой брус и прочее. Также как и другие изделия для клеевых материалов существуют свои нормы и стандарты, гарантирующие эффективность производственных работ и дальнейшее их использование.

Технические характеристики

Гост под номером 17580-92 включает в себя общие положения, включающие в себя ряд технических вопросов, описаний и нормативов к состоянию данного стройматериала. Дополнительное положение 20850-84 прописывает стандарты всех клееных деревянных конструкций. Здесь же можно найти рекомендательные изложения о параметрах.

Геометрические размеры клееного бруса (стенового профилированного и непрофилированного):

  • ширина от 80 до 380 мм;
  • высота от 80 до 240 мм;
  • длина, минимум 1 000, максимум 12 000 мм.

Размеры из ели и сосны:

  • длина 6 000, ширина от 80 до 280, высота от 135 до 270 мм;
  • длина 12 000, ширина от 80 до 280, высота 135-270 мм.

Размер сечения бруса клееного, равно как и других подобных деревянных конструкций назначают с увязкой их с необходимыми припусками на механическую обработку и сортаментами. Выбор толщины осуществляют с учетом и наружной температурой конкретного региона и внутреннего микроклимата помещений, что, так или иначе, сказывается на общей стоимости возведенного здания. Внешний вид несущей конструкции формируется в зависимости от параметров сечения: овальное, прямоугольное и прочее. Как правило, диаметр материала по минимуму составляет 190 мм.

К стропильной системе и балкам перекрытий предъявляют не менее жесткие требования, что и к несущей конструкции. Они должны выдерживать серьезные нагрузки, иметь хорошую гидроизоляцию, быть долговечными. Клееный брус различных размеров применяется и для этих целей: стандартное сечение для балки в идеале составляет не менее 1/16 от ширины пролета. Для возведения деревянных сооружения в основном актуальны параметры 180х200, 160х200, 200х200 и длина 12,5; 6 м.

Главным достоинством бруса является его длина. Ограничения в данном случае отсутствуют. Стропила, балки и другие деревянные элементы могут изготавливаться любой длины. Дополнительные преимущества: использование в производстве безопасных клеевых систем, наличие высоких теплотехнических качеств. Готовое изделие сохраняет свои геометрические формы на протяжении всего эксплуатационного срока, обладает повышенной огнестойкостью, сейсмостойкостью и прочностью. Усадку возведенные стены практически не дают, благодаря чему отделку можно выполнять сразу после завершения строительных работ.

Средние цены

НаименованиеПараметры
Стоимость
Клееные балки. Ель, сосна. Длина до 12000 ммВысота 120-160, ширина 80-24016 350
Стеновой клееный брус (погонаж). Ель, сосна. Длина до 12 мВысота 140-160, ширина 80-24016 350
Стеновой аналог с раскроемВысота 230, ширина 125-23521 700

Дата: 7 ноября 2013

Сечения деревянного бруса для дома

Для разных работ при строительстве деревянного дома используется различные пиломатериалы. Правильно выбрать тип и сечение бруса можно, зная их характеристики и условия эксплуатации.  

Дом из натурального дерева намного уютнее и экологичнее, чем из любого искусственного материала. Чтобы он был прочным, теплым и простоял долгие годы без потери функциональности, необходимо правильно подобрать материал и рассчитать оптимальное сечение бруса.

Какие типы используются при строительстве

В зависимости от степени обработки существует несколько разновидностей, для каждой из которых есть свои особенности, когда необходимо определить сечение бруса для дома.

  1. Непрофилированный — это бревно, прошедшее простую обработку с четырех сторон. Такой материал имеет невысокую стоимость, легко монтируется и быстро изготавливается. С его покупкой практически нет проблем, различные размеры легко можно найти на любом складе. Наиболее популярна квадратная форма, но и прямоугольная часто используется при проведении определенных работ. В некоторых случаях производится обработка бревен с двух или трех сторон. В результате получается двух и трехкантный брус.
  2. Профилированный – производится по определенному шаблону. Все детали имеют одинаковый сложный профиль, легко стыкуются и выглядят эстетично. Часто применяется балка с замковым сечением, позволяющая ускорить сборку и не требующая уплотнения щелей.
  3. Клееный брус изготавливается из набора плотно подогнанных досок, ламелей. Такой материал кроме одинаковых размеров и легкости монтажа обладает повышенной прочностью и не склонен к изгибу при высыхании.

Решение, на каком варианте остановиться, зависит от вида планируемых работ, дизайнерских и инженерных решений, а также финансового положения заказчика.

Что влияет на подбор материалов для строительства дома

Определяя размеры бруса, нужно учитывать его функцию в конструкции здания. Для элементов, испытывающих в период эксплуатации дома серьезные нагрузки, нужны балки достаточных размеров, но не очень тяжелые. При строительстве ненесущих стен нет ограничений по весу, можно выбрать небольшое сечение профилированного бруса, так как определяющими будут характеристики теплопроводности и внешний вид готового изделия. Для всех типов сечения бруса производились необходимые расчеты и были составлены таблицы оптимальных размеров для изготовления различных частей дома.

  1. Для стропил основным критерием является их прочность. Поэтому необходимо сделать прочностной расчет с учетом ветровой и снеговой нагрузок, веса утеплителя и отделочных материалов. Здесь чаще всего используются прямоугольные балки, причем имеющие различные размеры в зависимости от назначения: для стропильных ног, ригелей и прогонов применяется дерево 200х100 мм, а для стоек лучшим выбором будет квадрат, стороны которого составляют 100 или 150 мм.
  2. Наиболее применимо при строительстве стен квадратное сечение клееного бруса со стороной 200 мм. Такой выбор позволит обеспечить прочность и устойчивость конструкции, защиту от грибка, эстетичный вид и не потребует значительных работ по утеплению.
  3. Для устройства пола и межэтажных перекрытий подойдет профилированный брус с большим размером. Это позволит получить гладкую поверхность без швов и способность противостоять большим нагрузкам.
  4. Для межкомнатных перегородок не имеет значения прочность или теплоизоляция. В этом случае можно применить клееные доски небольшого размера, имеющие стильный дизайн.

Выбирая виды поперечного сечения бруса, нужно учитывать различную величину усадки для каждого типа. Если для непрофилированного она составляет до 80 мм/м, то для клееного всего 5.

Грамотно сделанный выбор и правильный расчет размеров позволит обеспечить тепло, уют, экологическую чистоту в доме, который сохранит свои свойства при любых условиях в процессе всей его эксплуатации.

технология изготовления, сечение (150х150, 200х200, 100х100), размеры и коэффициент теплопроводности

Современный уровень развития производственных технологий обеспечивает огромный выбор разнообразных строительных материалов для тех, кто даже самой комфортной квартире в многоэтажке предпочитает собственное жилье. Здесь и новомодные сэндвич-панели, и пено- и газобетонные блоки, и кирпич, и многое другое. Однако большое количество застройщиков по-прежнему отдают предпочтение древесным конструкциям, среди которых одно из лидирующих мест занимает клееный брус.

Что такое клееный брус

Многие люди считают, что брус – это сплошной прямоугольный пиломатериал, который вырезается из середины бревна спиливанием внешних округлых поверхностных частей для достижения необходимых размеров поперечного сечения. Раньше все обстояло именно так, но в настоящее время появилось много разновидностей такого решения, наиболее перспективной из которых является клееный брус.

Ключевое слово в названии этого материала – «клееный». Оно означает, что для его изготовления применяется процесс склеивания. Из бревна вырезаются доски (ламели), которые затем строгаются и склеиваются в единый конструктив при помощи пресса.

На фото отчетливо видны ламели – деревянные планки из которых склеен брус

Более подробно эта технология будет обсуждаться в следующем разделе. Здесь же заметим, что при помощи такого подхода можно получить более прочный и устойчивый к внешним воздействиям материал, чем стандартные цельные балки размером 100х100, 150х150 и даже 200х200.

Технология производства

Процесс изготовления клееного бруса не слишком сложен и имеет некоторые общие черты с производством ряда древесносодержащих материалов, таких как ДВП, ОСП, ЦСП и т. д. Ключевой особенностью здесь является отсутствие какого-либо заполнителя, потому что брус является однородным материалом, состоящим только из цельной древесины и тонких слоев клея.

С особенностями клееного бруса и технологией его производства вы можете ознакомиться на видео ниже:

Процедура получения готовых изделий состоит из нескольких этапов:

  1. Бревно распускается на доски необходимой толщины. Как правило, толщина доски не превышает 50 мм, поскольку большие поперечные размеры не дают возможности сохранить необходимую геометрию и снять все внутренние напряжения в материале в процессе сушки. Чаще всего для производства клееного бруса используется древесина сосны или ели;
  2. Далее полученные ламели помещаются в сушильную камеру, где происходит процесс удаления влаги. Необходимо отметить, что в процессе сушки размеры доски несколько уменьшаются, поэтому для того, чтобы получить брус необходимого сечения, сырые ламели должны быть изготовлены с некоторым припуском. Так, например, для производства бруса 200х200 используется сырье шириной 205-207 мм. Процесс сушки ламелей длится примерно 10 дней;
  3. Высушенная доска подвергается первичной обработке, т. е. обстругиванию, где с нее снимается самый верхний слой, удаляются все неровности и зачищаются следы распила. Затем производится оптимизация ламелей, т.е. удаление трещин, гнилых сучков и других некачественных элементов;
  4. Обработанные доски склеиваются в ламели большой длины (например, 20 метров) и помещаются под пресс для производства непосредственно клееного бруса;
  5. Чаще всего, для придания конечному изделию оптимальных свойств с точки зрения теплопроводности, брус профилируется. Форма его сечения обрабатывается таким образом, чтобы обеспечить максимально плотный контакт венцов при укладке. Часто пазы профиля предусматривают размещение специальных уплотнителей для обеспечения полной непродуваемости конструкции;
  6. Финальная обработка предполагает доведение размеров бруса до номинальных.

    Существуют разные классы точности изготовления элементов клееного бруса, например, второй класс по ГОСТ допускает отклонение до 0,8 мм линейных размеров наиболее популярных модификаций 100х100, 150х150 и 200х200;

  7. Последний этап – маркировка, складирование и упаковка для упрощения процесса транспортировки и доставки до торговых точек.

Наглядно процесс производства клееного бруса можно увидеть на инфографике ниже:

Этапы производства клееного бруса

Размеры и форма сечения

Частично этот вопрос мы уже обсуждали выше. Современные производители выпускают самые разные модификации сечения балок клееного бруса. Наряду с традиционными для цельных брусовых изделий квадратными сечениями 150х150 и 200х200 в продаже можно встретить и прямоугольные изделия размером 140х160, 140х200, 180х160 и многие другие.

Возможные варианты сечения бруса

Наличие такого большого выбора позволяет упростить подбор строительного материала и обеспечить возможность выполнения монтажных операций с любой необходимой точностью. Минимальные размеры, которые можно найти в продаже, – 90х90 и 100х100.

Что же касается формы поперечного сечения, отличия бруса разного производства заключаются в основном в количестве и размерах соединительных пазов, которые придают готовой конструкции прочность и теплозащитные свойства.

Теплопроводность

Казалось бы, теплопроводность клееного бруса должна соответствовать показателям того материала, из которого он изготовлен. Известно, что коэффициент теплопроводности, например, сосны равен 0.18 Вт/м°С. Но клееный материал имеет почти вдвое меньшее значение этого коэффициента, что на практике означает намного более качественные теплоизолирующие свойства по сравнению с обычной древесиной.

Почему это происходит? Дело в том, что технология производства данного материала предполагает использование синтетических клеевых составов для соединения ламелей друг с другом. Клей является хорошим теплоизолятором, он размыкает цепочку передачи тепла от одного древесного элемента к другому, и, как следствие, общие теплозащитные свойства материала становятся заметно выше.

Для оценки теплоизоляции стен из разных материалов часто используется величина, которая называется сопротивление теплопередаче. Вот ее значения для некоторых популярных случаев:

  • клееный брус 200х200 – 2,05;
  • клееный брус 150х150 – 1,75;
  • цельный брус 250х250 – 1,88.

Из приведенного списка видно, насколько клееный брус предпочтительнее цельного (рекомендуем ознакомится с отзывами по этому материалу). В доме из клееного бруса размером 200х200 вполне можно жить зимой, хотя значение его сопротивляемости теплопотерям и не дотягивает до стандартов, заданных ГОСТ и СНиП. Хотя тут многое зависит от применяемого материала древесины: сопротивление теплопередаче клееного бруса из кедра сечением 100х100 находится где-то около 2.

Основные преимущества клееного бруса

Они вытекают из особенностей технологии и материалов:

  • полная сохранность, отсутствие усадки, трещин и изгибов;
  • ровная поверхность, герметичность в замковых и межвенцовых соединениях;
  • отсутствие необходимости утепления и отделки;
  • простота обработки и монтажа;
  • долговечность.

Дом из клееного бруса не только выглядит презентабельно, но и обладает отличными эксплуатационными характеристиками

Строительство домов из клееного бруса не предусматривает наличия технологических перерывов для ожидания окончательной усадки. После завершения работ не требуется производить такие утомительные операции, как конопатка, обработка противомикробными и антисептическими составами, покраска и т. д.

Несмотря на то, что в закупке клееный брус прилично дороже традиционных древесных стройматериалов, конечная стоимость изделий из него ненамного превышает стандартные решения. Это является главным преимуществом обсуждаемого материала, обусловленное простотой финишной обработки внешней и внутренней поверхностей домов из клееного бруса.

Деревянный дом 9х9м из клееного бруса

Деревянный дом, построенный из клееного бруса, имеет размеры 9х9м. Этот двухэтажный дом выглядит отменно, он очарователен и является комфортным для проживания. Обладая таким собственным превосходным домом, Вы подтвердите свой престиж, а также сможете проводить свое свободное время с комфортом.

Планировка данного дома из клееного бруса включает в себя большую кухню-столовую, гостиную. Здесь же расположены санитарный узел и просторный холл.  На втором этаже размещены две спальные комнаты большого размера. Благодаря такой планировке в доме может жить большая семья.

Дизайн дома может быть дополнен симпатичной террасой открытого типа. Дом возводится из высококачественного материала – это клееный брус. Поэтому здание отличается своей практичностью и качеством. Деревянный дом с изысканным внешним видом способен радовать Вас своим комфортом и теплом на протяжении долгих лет.

Комплектация

Обвязка и лаги пола
При строительстве дома из массива нижняя обвязка дома выполняется из материала, соответствующему стеновому. При каркасной технологии нижняя обвязка выполняется обрезным брусом сечением 100х150мм.

Стены и перегородки
При строительстве дома из массива наружные стены первого этажа выполняются из материала, выбранного заказчиком для строительства (цельный брус, клееный брус, оцилиндрованное бревно). Внутренние перегородки первого этажа — каркасные, обшиваются вагонкой класса «В» с двух сторон. Каркасные перегородки устанавливаются с осадочным зазором для возможности усадки стен дома. Утепление внутренних перегородок не производится. Внутренняя высота помещений первого этажа — от 2,35 до 2,4 м. При каркасной технологии сборки дома каркас наружных стен выполняется из обрезной доски 50х150 (толщина) мм, каркас внутренних перегородок выполняется из обрезной доски 50х100 (толщина) мм. Наружные стены и внутренние перегородки обшиваются вагонкой класса «В» с двух сторон. Утепление наружных стен производится стекло-штапельным волокном толщиной 150 мм. С наружной стороны стен утеплитель прокладывается ветро- и влагозащитной паропроницаемой мембраной. С внутренней стороны — пароизоляционной мембраной. Утепление внутренних перегородок не производится. Внутренняя высота помещений первого этажа — от 2,35 до 2,4 м.

Полы и лаги
Вне зависимости от технологии строительства, полы первого этажа двойные. Черновой пол собирается из обрезной доски толщиной 19-20 мм, опирается на черепные бруски балок пола. Чистовой пол собираются из чистовой строганной шпунтованной доски толщиной 30-40мм. Половые лаги выполняются сечением 50х150 мм, балки пола устанавливаются с шагом 0,5м.
Полы первого этажа утеплены стекло-штапельным волокном толщиной 50мм, утеплитель прокладывается с двух сторон: снизу-ветро- и влагозащитной паропроницаемой мембраной, сверху — пароизоляционной мембраной.

Межэтажные перекрытия
Межэтажные балки перекрытия выполняются из доски сечением 50х150мм. Балки устанавливаются с шагом 0,5 м. и опираются на внешние стены дома и опорную балку-прогон. Потолок внутренних помещений первого этажа подшит вагонкой класса «В» снизу межэтажных балок перекрытия. Между балками закладывается утеплитель — стекло-штапельное волокно толщиной 50 мм, утеплитель прокладывается с обеих сторон пароизоляционной мембраной.

Лестница
Внутри дома устанавливается лестница, основные элементы которой (ступени, косоуры, тетива) изготавливаются из деревянного мебельного щита. Полезная ширина ступеней лестницы — 830 мм. Сборка лестницы производится на саморезы с применением металлических уголков для крепления забежных ступеней и других элементов конструкции.

Мансарда
Мансарда в базовой комплектации представляет собой одно общее помещение без перегородок. Снаружи и изнутри, включая потолок, обшита вагонкой класса «В». Утепление не производится. Пол мансарды собирается из половой строганной шпунтованной доски 30-40 мм. Высота потолка 2,4 м.

Двери и окна
В доме устанавливаются входные и межкомнатные филенчатые двери. Ручками для открывания и замками филенчатые двери не комплектуются. Окна устанавливаются деревянные двойного остекления размер 1,2х1,2.

Крыша
Изменение формы крыши с двускатной на ломанную производится бесплатно. Кровельное покрытие — оцинкованная сталь в виде гофрированных листов.

Строительные работы включены в стоимость


Группа строительных компаний «Детинец» всегда идет навстречу пожеланиям наших клиентов. Теперь доступны (на выбор) два вида сборки строений из клееного бруса: с выпуском, а также новый вид — без выпуска.
Новый вид сборки домов и бань из клееного бруса без выпуска позволяет значительно увеличить внутреннюю площадь помещения. При этом стоимость строения не меняется.
Сборка без выпуска может применяться при строительстве домов и бань размером до 6х6м включительно!

Калькулятор


Сечение бруса что такое

Сечение бруса. Стандартные размеры деревянного бруса

Брус является, безусловно, одним из самых популярных и распространенных видов строительного материала. Используют его для возведения стен и кровли домов, при сборке перекрытий, заборов и прочее. И, конечно же, для того чтобы собранная конструкция получилась надежной, при ее строительстве важно выбрать наиболее подходящее сечение бруса. Стандартные размеры при изготовлении этого материала производителями должны соблюдаться в точности. На рынке сегодня существует несколько типов бруса по этому показателю.

Длина пиломатериалов

В большинстве случаев специализированные предприятия и мастерские поставляют на рынок брус на 6 м. Такой материал удобен как для транспортировки, так и для сборки большинства строительных конструкций. Также при желании, к примеру, владельцы загородных участков, решившие возвести дом, баню или гараж, могут приобрести брус стандартной длины 2, 4, 8, 10 и 12 м.

Иногда случается так, что подобрать материал необходимых габаритов не получается. В этом случае можно купить стандартный брус на 6 м и распилить его на соответствующее количество частей. Существуют также достаточно простые методики наращивания бруса при сборке разного рода строительных конструкций. К примеру, чтобы получить брус на 8 м, можно:

  • распилить 6-метровый брус на 3 части, получив три куска по 2 м;

  • присоединить один их отрезков к другому целому брусу на 6 м.

Сечение

Изменить длину приобретенных пиломатериалов при возведении разного рода сооружений будет несложно. Совершенно по-другому дело обстоит с поперечным сечением бруса. В данном случае к выбору нужно подходить со всей ответственностью.

На рынке сегодня существуют пиломатериалы этой разновидности как с квадратным сечением, так и с прямоугольным. Оба этих типа бруса пользуются у застройщиков одинаковой популярностью. При этом материалы первой разновидности могут иметь стандартное сечение:

  • 100 х 100 мм;

  • 120 х 120 мм;

  • 150 х 150 мм.

Также очень часто при строительстве зданий используется брус 200х200х6000 мм или 250х250х6000 мм.

Стандартный брус поставляется на рынок в следующих размерах:

  • 100 х 150 мм;

  • 200 х 250 мм.

Прямоугольные пиломатериалы хорошо подходят для возведения, к примеру, стропильных систем. Брус квадратного сечения в большинстве случаев используется для сборки коробок зданий.

Размеры клееного материала

Чаще всего при возведении разного рода построек используется, конечно же, обычный брус. Такой материал стоит не особенно дорого, но имеет некоторые недостатки. К примеру, срубы из обычного бруса дают сильную усадку. Также такой материал часто имеет не слишком правильную геометрическую форму.

Поэтому в последнее время у застройщиков, в том числе и частых, очень популярным стал особый вид бруса — клееный. Такой материал служит гораздо дольше обычного, имеет привлекательный внешний вид, практически не боится влаги.

Конечно же, внимание на размеры следует обращать и при выборе этого типа бруса. Длина пиломатериалов этой разновидности может составлять 6 или 12 м. При этом в сечении у бруса клееного:

Профилированный брус

Такой материал (наряду с обычным и клееным) также используется в строительстве достаточно часто. Профилированный брус имеет в сечении особую конфигурацию. Возведенные из него коробки зданий и сооружений выглядят более аккуратными, чем построенные из обычных пиломатериалов. Квадратный или прямоугольный брус профилированный, помимо всего прочего, имеет и то преимущество, что отличается простотой в монтаже. Но по некоторым эксплуатационным характеристикам, а также в плане срока службы, материал этого типа клееному все же уступает.

Стандартная ширина профилированного бруса может варьироваться в пределах 80-230 мм. Высота таких пиломатериалов из сосны, ели или осины в большинстве случаев составляет 140 мм. У профилированного бруса из лиственницы этот показатель равен 190 мм.

Как рассчитать необходимое сечение в плане теплопроводности

Конечно же, чем меньше толщина бруса, тем дешевле обходится его покупка владельцу загородного участка. Но выбирать такие пиломатериалы, исходя только из экономической целесообразности, конечно же, не стоит. Возведенная из бруса постройка должны быть не только не особенно дорогой, но еще и удобной для проживания, и теплой.

При выборе сечения бруса для сборки той или иной конструкции следует сделать точные расчеты. Владельцу загородного участка, решившему возвести на нем какую-либо постройку, нужно будет найти золотую середину, при которой ее эксплуатационные характеристики будут оптимально сочетаться с размером материала.

Производится расчет необходимого сечения бруса по СНиП, по такой формуле:

Kt — коэффициент теплопроводности бруса;

R — коэффициент теплоотдачи стен.

Последний показатель может меняться в зависимости от региона постройки дома. Так, к примеру, для Москвы показатель R будет 3.16, для Ростова — 2.63, для Архангельска — 3.56.

Коэффициент теплопроводности самого бруса в свою очередь зависит от того, из какой конкретно породы дерева он изготовлен. Для кедра, к примеру, этот показатель будет составлять 0.095, для липы и березы — 0.15, для ели — 0.11 и прочее.

Иногда результатом расчета становятся нестандартные показатели толщины пиломатериала. Если при выполнении вычислений окажется, что для постройки теплого дома необходим вариант 180 х 180 см, владельцам участка придется приобрести брус 200 на 200 мм. То есть показатель при составлении проекта всегда увеличивается в большую сторону.

Использование при возведении кровель

Стены из бруса собирают у нас в стране, в основном, только в лесистых регионах. В степных районах этот материал стоит достаточно дорого. А поэтому из него здесь возводят лишь кровли зданий. С использованием бруса в данном случае монтируют стропильную систему.

Конечно же, при сборке каркаса крыши также важно определиться с сечением материала. Теплопроводность при использовании в качестве опоры для кровли бруса в данном случае особой роли не играет. Но от показателя сечения зависит в том числе и прочность пиломатериалов. Разумеется, стропильная система дома должна с легкостью выдерживать вес как самого «пирога» кровли, так и задерживающегося на ней снега. Также при выборе сечения бруса для сборки каркаса крыши в обязательном порядке учитывают и ветровую нагрузку.

Как рассчитать сечение

Зависеть этот показатель у бруса при использовании его для сборки стропильной системы может от нескольких факторов:

  • проектной длины стропильной ноги;

  • шага, с которым предполагается монтировать опорные элементы;

  • показателей ветровых и снеговых нагрузок для данного конкретного региона.

При выполнении расчетов в этом случае пользуются разного рода таблицами, содержащими уже готовую информацию.

Определить размеры сечения бруса для стропильной системы в том или ином регионе будет не особенно сложно. В любом случае обычно используется материал:

  • для самих ног — размером 100 х 150 или 100 х 200 мм;

  • для мауэрлатов — сечением 100 х 100, 150 х 150 мм;

  • для стоек — 100 х 100 или 150 х 150 мм.

Для мауэрлатов больших зданий также может использоваться брус 200 на 200 мм или даже 250 х 250 мм.

Требования СНиП к толщине бруса в зависимости от назначения сооружения

Возводиться на загородных участках могут следующие типы построек:

  • хозяйственные;
  • дачные домики;
  • жилые здания.

Все эти разновидности построек могут строиться с использованием бруса. Но материал во всех этих случаях, конечно же, может выбираться разных габаритов. При сборке коробки всевозможных хозяйственных построек обычно используется брус сечением 100 х 100 или 100-150 мм. Такой материал в большинстве случаев стоит очень недорого. При этом собрать из него можно, к примеру, баню, сауну, сарай, гараж или хозяйственный блок.

Дачные домики отличаются от жилых тем, что проживают в них люди не круглогодично. Многие горожане посещают загородные участки, в основном, лишь летом, в конце весны или начале осени. Поэтому слишком уж серьезных требований в плане способности сохранения тепла к стенам таких построек обычно не предъявляется. Но такие сооружения, поскольку проживают в них хозяева в том числе и в межсезонье, должны все-таки быть достаточно теплыми. Брус при сборке коробок дачных домиков обычно используется сечением 120 х 120 мм. Иногда в этом случае может применяться также брус на 6 м и 150х150 см. Такой материал целесообразно использовать, к примеру, в холодных регионах страны — на Урале или в Сибири.

К жилым домам в плане способности стен сохранять тепло, конечно же, предъявляются особые требования. Расчет необходимого сечения в данном случае производится по формуле, рассмотренной выше в статье. В большинстве регионов России для возведения жилых зданий используется брус 200х200х6000 мм или даже 250х250х6000 мм. Последний вариант идеально подходит для Сибири и Урала.

Стандартные размеры бруска

Иногда при возведении разного рода конструкций на загородных участках, помимо всего прочего, могут использоваться и бруски. Такие пиломатериалы допустимо применять при сборке уличных малых архитектурных форм, заборов, скамеек и прочего. От бруса они отличаются меньшим сечением. Конечно же, мастерские соблюдают определенные стандарты и при изготовлении таких пиломатериалов. Размеры для бруска нормативами предусматриваются следующие:

  • для хвойных пород — ширина и высота от 16 от 25 см (с разбросом в 3 см), 32, 40, 44, 50, 60, 75 мм;

  • для лиственных пород — от 19 до 25 (3 см), 32, 40, 45 и от 50 до 100 (с разбросом в 10 см).

Обрезная доска

Стандартная длина пиломатериалов этого типа может варьироваться в пределах 1-6 м с градацией в 0. 25 м. Ширина обрезных досок при этом может быть равна 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275 мм, толщина — 16, 19, 22, 25, 32, 40, 44, 50, 60, 75 мм. Этот вид материала используется при возведении разного рода построек на загородных участках так же часто, как и брус. При этом наиболее популярным вариантом у частных застройщиков является материал этого типа шириной 150-200 мм и толщиной 2-4.5 см. Свойства бруса, его прочность и другие эксплуатационные качества, позволяют его использовать при строительстве.

Что такое бар?

Адвокатская палата — это уникальная адвокатская профессия адвокатов и адвокатов. Адвокаты хорошо подготовлены со специальными знаниями и опытом в суде и за его пределами. Коллегия адвокатов стремится к совершенству в адвокатской деятельности, консультационных услугах и продвигает уникальную позицию адвокатов как независимых и объективных юридических специалистов.

Адвокатура в Австралии представлена ​​в каждом из штатов и территорий.Барристеры регулируются Коллегией юрисдикций, в которых они практикуют. Все коллегии адвокатов штатов и территорий являются членами Австралийской ассоциации юристов.

Как австралийские юристы и практикующие юристы Австралии, все адвокаты в Австралии теперь имеют право предстать перед судами любой юрисдикции в Австралии.

Штаты и территории

Хотя роль адвоката является общей для всех юрисдикций, администрация профессии немного отличается.

В Новом Южном Уэльсе и Квинсленде существует разделенная профессия, что означает разделение ролей адвоката и адвоката. В Южной Австралии, Виктории, Западной Австралии и Австралийской столичной территории профессии адвоката и адвоката слиты, но для желающих заниматься исключительно адвокатской деятельностью сохраняется независимая планка, регулируемая Советом по юридической практике юрисдикции. В Тасмании и Северной Территории профессия слитна, хотя очень небольшое количество практикующих работают как независимая коллегия адвокатов.

Существуют и другие небольшие различия в управлении палатами адвокатов и в системе делопроизводства.

сетей Австралийской ассоциации адвокатов

Благодаря отношениям, установленным через ABA, Бары штата и территории делятся ресурсами и знаниями, и большинство ассоциаций адвокатов штата приглашают членов из других штатов на свои мероприятия и образовательные программы.

,

Definition of Bar от Merriam-Webster

Чтобы сохранить это слово, вам необходимо войти в систему.

\ ˈbär \

1a : прямой кусок (как из дерева, так и из металла), который длиннее его ширины и может использоваться для различных целей (например, для рычага, опоры, барьера или крепления) окна с решетками на них, дверь, защищенная железной решеткой

b : цельный кусок или кусок материала, который длиннее своей ширины золотой слиток шоколадный батончик

c : обычно твердый кусок (из дерева или металла) длиннее его ширины, который используется в качестве ручки или опоры, особенно : — перила, используемые танцорами балета для поддержания баланса выполняя

2 : что-то, что препятствует или препятствует прохождению, прогрессу или действию: например,

закон : уничтожение действия (см. смысл действия 5) или утверждение ограничение срока действия настоящего действия также : заявление или возражение, которое приводит к такому разрушению b : нематериальное или нефизическое препятствие. Его плохое отношение было препятствием для его успеха.

c : погруженный в воду или частично погруженный в воду берег (из песка) вдоль берега или в реке, часто затрудняющей навигацию заключенные или там, где ведется дело суда по гражданским делам

(2) : суд, трибунал Младший судья привнес новую точку зрения в коллегию адвокатов.

(3) : особая система судов практикует в нью-йоркской коллегии адвокатов

(4) : орган или трибунал, выносящий решение будет оцениваться в баре общественного мнения

b (1) : барьер в английских судебных инстансах, который ранее отделял места скамей или читателей (см. смысл 2 читателя) от тела зала, занятого студенты (2) : весь коллектив адвокатов или юристов, квалифицированных для работы в судах любой юрисдикции мечтает быть принятым в бар

(3) : профессия адвоката или адвоката … Усилить уважение к членам коллегии адвокатов и судебной власти… — В. L. Hoyt

(4) US : тест, который человек должен пройти, чтобы получить право работать адвокатом миновал план и пошел на частную практику экзамен / экзамен на адвокатское бюро геральдический щит b : металлическая или вышитая полоса, надеваемая, как правило, на военную форму, особенно для обозначения звания (по состоянию на офицера компании) или службы (см. раздел 1, смысл 6b) бар второго лейтенанта

5a : стойка, на которой подают еду или особенно алкогольные напитки Мы сидели в баре, пока мы ждали стол.

b : помещение или заведение, где подают алкогольные напитки, а иногда и еду : barroom Они пошли в бар за напитками. 6 музыка b : мера Спойте первые два такта. 8 : стандарт хочет поднять планку для утверждения новых лекарств 9 : полоса вдоль края окна компьютера, содержащая часто используемые опции или значки Горизонтальная панель навигации вверху и внизу позволяет пользователям быстро переходить от основного раздел к первичному разделу на сайте… — редактор и издатель за решеткой

: в тюрьме положить преступников за решетку

переходный глагол

1a : закрепить длинным узким куском дерева, металла или другого материала : закрепить стержнем (см. врезку 1 смысл 1a) b : , чтобы разместить поперечины, чтобы предотвратить вход или выходной стержень двери 2 : , чтобы отметить прямыми полосами, полосами или линиями, которые намного длиннее их ширины. : полоса перо с перегородкой с синим 3a : , чтобы ограничить или закрыть или, как если бы она была заграждением (см. Столбец 1 смысл 1а) , за исключением заключенных в их камерах b : , чтобы отложить : , чтобы не принимать во внимание исключение : , не исключало возможность принятия дальнейших мер c : , чтобы исключить : , исключая — часто используется с из Женщины были за исключением вступления в клуб.

4a : выдвинуть юридическое возражение (что-то, например, иск или действие) окончательное решение запретило последующее требование : , чтобы предотвратить (сторона) от предъявления иска или иска Истцы отстранены от рассмотрения таких претензий.

: , за исключением самого популярного в стране актера, без исключений

: единица давления, равная 100 000 паскалей

: масса : давления баро метр

.

Бар словарь определение | определенная полоса

Существительное

( исчисляемое и неисчисляемое , множественное число баров)

  1. Твердый, более или менее жесткий объект с однородным поперечным сечением, меньшим, чем его длина.
    Окно было защищено стальными решетками.
  2. (счетное, неисчисляемое, металлургия) Твердый металлический объект с равномерным (круглым, квадратным, шестиугольным, восьмиугольным или прямоугольным) поперечным сечением; в США его наименьшее измерение.25 дюймов или больше, кусок более тонкого материала называют полосой.
    Древняя Спарта использовала железные прутья вместо удобных монет из более ценного сплава, чтобы физически препятствовать использованию денег.
    Мы ожидаем вагон бара завтра.
  3. Кубовидный кусок любого твердого товара.
    плитка шоколада
    плитка мыла
  4. Широкий стержень, или полоса, или полоса.
    бар света; цветная полоса
  5. Длинный узкий нарисованный или напечатанный прямоугольник, куб или цилиндр, особенно используемый в штрих-коде или гистограмме.
  6. Диакритический знак, состоящий из линии, проведенной через графему. (Например, превращение А в Ⱥ.)
  7. Предприятие, имеющее лицензию на продажу алкогольных напитков для потребления в помещениях или в самих помещениях; трактир.
    На улице было полно ночных баров.
  8. Счетчик такого помещения.
    Подойдите к бару и закажите напиток.
  9. Стойка или просто шкаф, из которого алкогольные напитки подаются в частном доме или гостиничном номере.
  10. В таких комбинациях, как кафе-бар, соковый бар и т. Д., Помещение или стойка, где подают безалкогольные напитки.
  11. Официальный приказ или объявление, запрещающее какую-либо деятельность.
    Клуб поднял планку для женщин-членов.
  12. Все, что препятствует, мешает или препятствует; препятствие; барьер.
  13. (вычисление, причудливый, получено из fubar) Метасинтаксическая переменная, представляющая неопределенную сущность, часто вторую после серии после foo.
    Предположим, у нас есть два объекта, foo и bar.
  14. (Великобритания, право) Перила, окружающие ту часть зала суда, в которой находятся судьи, адвокаты, обвиняемые и свидетели
  15. (закон, «Коллегия адвокатов», «Коллегия адвокатов») лицензионный экзамен.
    На этот раз он усердно учится, чтобы пройти Бар; он дважды провалил это раньше.
  16. (право, «адвокатура», «адвокатура»). Собирательный термин для юристов или юристов; специально применяется к адвокатам в некоторых странах, но в том числе ко всем адвокатам в других.
  17. (музыка) Вертикальная линия через музыкальный посох, разделяющая написанную музыку на секции, как правило, одинаковой длительности.
  18. (музыка) Один из тех музыкальных разделов.
  19. (спорт) Горизонтальный столб, который должен пересекаться в прыжках в высоту и прыжках с шестом
  20. (футбол) Перекладина
  21. (нарды) Центральный разделитель между внутренним и внешним столом доски для игры в нарды, где расположены камни, если они ударил.
  22. Дополнение к военной медали за счет последующего акта
  23. Линейный косоватый элемент рельефа в водоеме.
  24. (морское, гидрологическое) Хребет или последовательность хребтов из песка или другого вещества, особенно формации, простирающейся через устье реки или гавани или у берега, и которая может препятствовать плаванию. (FM 55-501).
  25. (геральдика) Один из рядовых в геральдике; фесс
  26. Неформальная единица измерения силы сигнала для беспроводного устройства, такого как сотовый телефон.
    Баров не было, поэтому я не получил ваш текст.
  27. Городские ворота, в некоторых британских топонимах.
    Гончарный батончик
  28. (добыча) Штанга для бурения или трамбовки.
  29. (добыча полезных ископаемых) Вена или дамба, пересекающая жилой район.
  30. (архитектура) Ворота замка или укрепленного города.
  31. (farriery) Часть коры копыта лошади, которая согнута внутрь к лягушке у пятки с каждой стороны и проходит в центр подошвы.
  32. (farriery, во множественном числе) Пространство между бивнями и точильщиками в верхней челюсти лошади, в которое помещается насадка.
Глагол

( единственного простого настоящего третьего лица бара, настоящего причастия запрета, простого прошлого и прошлого причастия запрета)

  1. Чтобы препятствовать прохождению (кого-то или чего-то).
    Наш путь преградил огромный камнепад.
  2. Запретить.
    Я не мог попасть в ночной клуб, потому что мне запретили.
  3. Для блокировки или болта с помощью стержня.
    бар дверь
  4. для печати или краски с полосами, на полосу
Происхождение

Из среднего английского бар , из старофранцузского бар («луч, бар, ворота, барьер»), из Вульгарная латынь * барра , неопределенного происхождения. Возможно от Старого Франкского * бара («брус, балка, барьер, забор»), от протогерманского * бара («балка, брус, барьер»), от протоиндоевропейского * bʰAr- ( «Бревно, доска, доска»).Если это так, то родственный со старым верховным немецким , параграф , бар («брус, балка, заветная земля»), старофризский ber («атака, штурм»), шведский берлинг («спица») ), Норвежский berling («маленький брусок в транспортном средстве, удочка»), латинский forus («трап, доска»), русский забо́р (zabór, «ограждение, частокол, забор»), древнегреческий φάρος (pháros, «участок земли, борозда, маркер, маяк, маяк»).

Происхождение

От древнегреческого άρος (барос, «вес»), придумано около 1900 года.

Клееная ламинированная древесина — Goodfellow Inc.

Goodlam является подразделением Goodfellow Inc., специализирующимся на разработке, производстве и производстве клееного бруса, широко известного как Glulam. Клееный брус — это конструкционный древесный продукт, который используется уже более века из-за его красоты, низкой стоимости, простоты конструкции и превосходной прочности. Мы не ограничиваемся только клееным брусом, мы также специализируемся на поставке и производстве тяжелой древесины.

Клееный брус — это инженерный продукт из дерева, состоящий из отдельных кусков габаритных пиломатериалов, которые соединены торцами и соединены вместе для создания ламинатов.Эти ламинаты укладываются и склеиваются в прямой или изогнутой форме. Балки изготавливаются с наиболее прочными пластинами в нижней и верхней части балки, где возникают максимальные растягивающие и сжимающие напряжения. Пластины с меньшей прочностью располагаются в зонах с меньшими нагрузками, что оптимизирует структурные свойства древесины. Будучи инженерным продуктом, элементы изготавливаются в строгом соответствии с рекомендациями, изложенными CSA, и сертифицированы APA-EWS посредством строгого контроля качества и программы испытаний.

Коммерческие приложения

  • Наружное применение
  • Фермы
  • Изогнутые и прямые формы

Жилые помещения

  • Стандартные и нестандартные балки
  • Балки перекрытия
  • Коньковые и стропильные балки
  • Траверсы
  • Столбцы

Особенности

  • Профессиональные инженеры, техники и технические представители готовы оказать любую необходимую помощь.
  • Изготовлено и изготовлено по вашим спецификациям
  • Специальные услуги по изготовлению (предварительное сверление, предварительная резка и нумерация)
  • Стальные соединения и скобяные изделия, поставляемые Goodlam, при необходимости
  • Настил и другие сопутствующие товары в наличии
  • Доступны услуги по огнезащитной или консервирующей обработке и окрашиванию на месте
  • Таблицы проектирования балок и колонн доступны для упрощения спецификации.

(PDF) Влияние длины пролета на прочностные характеристики при изгибе балки из клееного бруса

Ссылки

1.Н. М. Бхкари, А. А. Бакар, П. М. Тахир и З. Ахмад, «Прочность на изгиб клееного многослойного деревянного бруса

из выбранной тропической лиственной древесины Малайзии», Материалы 6-й Гражданской инженерной конференции

в азиатском регионе: Охватывая будущее через устойчивость, ISBN

978-602-8605-08-3. 2012.

2. Anon, Статистика лесного хозяйства за 2011 г., 2011 г., получено с сайта www.forestry.gov.my

3. ASTM International, «Стандартная практика установления допустимых свойств конструкционного клееного бруса

(клееный брус) (ASTM D3737: 2009)», 2009 г.

4. А. Бакар, С. Салех, А. Латиф и М. Зайнай, «Факторы, влияющие на предел прочности сплошных и

клееных деревянных балок», Jurnal Kejuruteraan Awam, 16 (1), стр. 38–47, 2004.

5. Дж. К. Наттерер, «Современное деревянное строительство: от новых простых методов к высокотехнологичному

строительству», 7

th

World Conference on Wood Engineering. Шах Алам, Малайзия. 2002.

6. Лаборатория лесных товаров, Справочник по деревообработке. Нью-Джерси: Прентис Холл.1990.

7. Т. Харуджи, М. Шёхе и Ю. Арата, «Инновационные большие деревянные здания. Конструкция полужесткой конструкции висячей крыши

, состоящей из клееного бруса и стального листа», Всемирная конференция 7

th

. по

Лесопромышленный комплекс. Шах Алам. 2002.

8. Г. Финк, Дж. Колер и А. Франги, «Испытания на изгиб клееных деревянных балок с

хорошо известными свойствами материала», Институт строительства, №. 350, Цюрих, июль

2013.

9. Р. Муди, Р. Фальк и Т. Уильямсон, «Сила объемных эффектов клееного бруса», В:

Сугияма, Хидео, изд. Материалы Международной конференции по деревообработке 1990 г .;

1990 23–25 октября; Токио. Токио: Руководящий комитет Международной инженерной конференции по лесоматериалам

: 1990, Vol. 1. С. 176–182.

10. Б. Боханнан, «Влияние размера на прочность на изгиб деревянных элементов», Research Paper FPL 56.

Madison, Wisconsin: U.S. Лаборатория лесных товаров. 1966.

11. Р. Бранднер и Г. Шикхофер, «Влияние длины на прочность на растяжение деревянных элементов с

и без соединений», Материалы и соединения в деревянных конструкциях, серия книг RILEM, 2014, том. 9.

стр. 751–760.

12. К. Сумия и Х. Сугихара, «Влияние размера на прочность древесины на растяжение и изгиб»,

J. Japan Wood Res. Soc., 3(5): 1957, стр. 168–173.

13. Чудзиньски З. Прочностные свойства, определяемые различными методами испытаний твердой древесины

из сосны, шпона, фиброволокна, стружечных плит и льняных плит // Holztechnologie, 5(4): 1964,

, с.233–240.

14. Р. Х. Кунеш и Дж. В. Джонсон, «Влияние размера на предел прочности при растяжении прозрачной дугласовой пихты и

Hem-fi Dimension Lumber», For. Произв. Дж., 24(8): 1974, стр. 32–36.

15. Б. Мэдсен и А. Х. Бьюкенен, «Влияние размера в древесине, объясненное модифицированной теорией

слабейшего звена», Кан. Дж. Гражданский. Eng., 13(2): 1986, стр. 218–232.

16. Мэдсен Б. Размерные эффекты в бездефектной пихте Дугласа // Кан. Дж. Гражданский. Eng., 17(2): 1990,

, стр. 238–242.

17.Г. Шнеевайс и А. Фелбер, «Обзор прочности древесины на изгиб и влияние

факторов», Американский журнал материаловедения, 3(3): 2013, стр. 41–54.

18. Стандарт Малайзии, «Клееный брус. Требования к рабочим характеристикам и минимальные производственные требования 219

», 2001 г., MS 758:2001.

19. Стандарт Малайзии, «Технические условия для оценки визуальной прочности древесины лиственных тропических пород»,

221 2003, MS 1714:2003.

20. ASTM International, «Стандартный метод статических испытаний пиломатериалов на структурный размер (ASTM

210 D198:2009)», 2009 г.

21. Стандарт Малайзии, «Цельная древесина — Определение содержания влаги (первая редакция)»

2006, MS 837:2006

Влияние длины пролета на изгиб …869

reza. [email protected]

Прочностные характеристики клееного бруса

Материалы (Базель). 2020 сен; 13(18): 4029.

Моника Чуда-Ковальска

2 Институт структурного анализа, Факультет гражданского строительства и транспорта, Познаньский технологический университет, пл.Sklodowskiej-Curie 5, 60-965 Познань, Польша; [email protected]

Karol Łabęda

3 Кафедра мебели, Факультет деревообработки, Познаньский университет естественных наук, Wojska Polskiego 38/42, 60-627 Познань, Польша; [email protected]

2 Институт структурного анализа, Факультет строительства и транспорта, Познаньский технологический университет, пл. Sklodowskiej-Curie 5, 60-965 Познань, Польша; [email protected] 3 Факультет мебели, Факультет деревообработки, Познаньский университет естественных наук, Wojska Polskiego 38/42, 60-627 Познань, Польша; [email protected]

Поступила в редакцию 14 августа 2020 г. ; Принято 8 сентября 2020 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).Эта статья цитировалась в других статьях в PMC. .

Abstract

В работе оценивалась возможность изготовления клееных конструктивных элементов из древесины сосны после ее механической сортировки в горизонтальном расположении. Предполагалось, что древесина сосны не свободна от дефектов, и наружные ламели также подлежат визуальному осмотру. Это приведет к отбраковке только предметов с большими гнилыми сучками. Из исследуемой древесины сосны изготовлены балки предполагаемых марок GL32c, GL28c и GL24c. Наше исследование показало, что ожидаемый модуль упругости при изгибе в значительной степени сохранялся разработанными моделями балок, но их прочность была связана с качеством соответствующих ламелей, а не с их модулем упругости.В среднем прочность балок на изгиб составила 44,6 МПа. Причиной их разрушения было индивидуальное техническое качество данного изделия из древесины, слабо связанное с его модулем упругости, оцениваемым при испытании на изгиб. Хотя модуль упругости изготовленных типов балок различался довольно значительно (11,45–14,08 кН/мм 2 ), прочность на изгиб для всех типов была одинаковой. Существенные различия возникали только при более детальном анализе, так как младшие классы характеризовались большим разбросом прочности на изгиб.При этом появились балки прочностью от 24 МПа до 50 МПа.

Ключевые слова: балки, клееный брус, модуль упругости, древесина сосны, лабораторные испытания

1. Введение

Развитие строительной отрасли и поиск способов использования традиционных и альтернативных конструкционных материалов привели к появлению новых материалов: EWP. (Инженерные изделия из дерева). В случае с ЭВП идея заключается в получении полноценного продукта из материала, который изначально не подходил для конкретных целей из-за своего размера или недостаточного качества [1,2]. В настоящее время в Европе и мире развиваются технологии производства и применения клееного бруса, в основном GLT (клееного клееного бруса). Этот материал очень хорошо вписывается в технологическую тенденцию EWP. GLT обладает типичными характеристиками массивной древесины: легким весом, хорошей прочностью, эластичностью, долговечностью, простотой обработки и уникальной особенностью, т. Е. Легко формуется в поперечные сечения. Его поперечное сечение имеет слоистую структуру, что позволяет при необходимости изготавливать детали с переменной высотой поперечного сечения [3,4,5,6].

Деревянные детали склеены связующими, гарантирующими высокую прочность при статических и динамических нагрузках. Слои конструкционной древесины, особенно для изготовления несущих конструкций, почти всегда комбинируют с помощью резорцин-феноло-формальдегидных (ПРФ) или меламино-мочевиноформальдегидных (МУФ) клеев. Кроме того, все более популярным становится клей на полиуретановой основе. Все эти клеи должны обеспечивать высокую износостойкость в различных условиях окружающей среды [7,8,9,10,11].

Исследования долговечности прямых и гнутых балок, состоящих из деревянных слоев, склеенных синтетическими смолами, показывают, что такие элементы имеют несущую способность, сравнимую с несущими способностями, изготовленными из массивной древесины. Более того, многослойная структура древесины привела к улучшению качества материала [3,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21].

Недавние исследования клееного бруса были сосредоточены, среди прочего, на материалах, склеенных вдоль и поперек. Результаты испытаний цельного бруса высокого качества и клееного бруса, даже полученного из бруса более низкого качества после сортировки, свидетельствуют о том, что последний обладает лучшими прочностными свойствами.В основном это связано с распределением дефектов и процессом склеивания. Так, исследования были сосредоточены на формообразовании поперечных сечений изделий из тонкой древесины, состоящей из различных по прочности материалов [22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30]. ].

По данным JCR (Journal Citation Reports), за последние 20 лет было опубликовано более 700 научных статей о клееной древесине. Они рассмотрели, среди прочего, методы армирования компонента с использованием стеклянных или углеродных волокон [31,32,33,34], влияние различных факторов на поведение композитов сталь-дерево (СТК) [35,36,37]. и клеено-бетонные балки [38,39,40].

Как упоминалось ранее, в случае клееного бруса поперечные сечения полученных элементов могут иметь необходимую форму. Однако важно то, что прочность также повышается, и она, как правило, выше, чем у комбинированных элементов. Коэффициент вариации для теста на изгиб также улучшен [41,42]. В работах Томаси [43] и Гонсалеса [37] указывалось на значительное улучшение механических свойств клееных клееных балок, армированных стальными стержнями.Однако они указали, что качество соединения стали и дерева имеет большое значение в этих системах. Вышеупомянутые авторы обращают внимание на системы из ламелей разного качества; однако существует возможность соединения ламелей по ширине [44, 45] или их изготовления из разных пород [46, 47]. Созданные системы являются результатом определенных фиксированных концепций, описанных в соответствующем стандарте или модели, описанной в работах Fink [48], Foschi и Barrett [49] или Hernandez et al. [50] может быть основой для их создания. Прогнозирование будущего качества производимых элементов GLT является первостепенной задачей для инженеров, поддерживающих эту отрасль деревообрабатывающей промышленности, поскольку, в отличие от массового производства древесных плит со стабилизированными параметрами, испытания изготовленных GLT дороги и сложны.

Параметром ГЛТ, определяющим его пригодность, является, прежде всего, прочность ламелей с различными параметрами и свойствами, определенными в действующих нормативных документах с учетом допустимых классов клееного бруса [51,52,53].Действующая система классификации прочности (EN 338) [54] для конструкционной древесины позволяет использовать единый класс прочности в диапазоне С16–С30 для балок однородной конструкции и в сочетании с более низкими классами прочности С16 и С18 в случае однородной конструкции. неоднородная структура (EN 384) [55]. Класс C связан со статической прочностью на изгиб изготовленного материала. Прочность бездефектной древесины сосны обычно находится в пределах 90–110 МПа. Однако из-за его природных особенностей, которые с технологической точки зрения часто признаются дефектами, механические свойства значительно ухудшаются.Прочностные характеристики большинства пиломатериалов часто ниже 20 МПа, что обусловлено в основном наличием сучков. Они появляются на различных участках с интервалом от 40 до 60 см. На свойства древесины влияет не только количество и размер сучков, но и их прочность. Некачественные узлы обычно разрезают, а полученные элементы соединяют с применением пальцевых соединений. Эта методика известна и постоянно развивается со времен Второй мировой войны [56].Сучки являются важным типом дефекта и из-за своих размеров поражают, в частности, сосновую древесину (а, б). Для сравнения, для древесины ели характерно наличие значительно более мелких сучков (в). Таким образом, их удаление способствует улучшению как технического качества, так и внешнего вида каждого куска соснового бруса. Однако похоже, что в случае склеенных компонентов появление сучков имеет меньший эффект, и визуальная сторона менее важна.

Примеры сучков из: ( a , b ) сосны обыкновенной и ( c ) ели европейской.

Следовательно, целью представленной работы было исследование возможности использования древесины сосны, рассортированной исключительно по механическим свойствам, за исключением наружных слоев. Наружные ламели восьмислойных балок также оценивались визуально. При оценке куски древесины, имеющие краевые сучки или крупные гнилые сучки, были классифицированы как непригодные для наружных слоев.

2. Материалы и методы

Материалом исследования служила древесина сосны следующих размеров: ширина 137 мм × 39.Толщина 50 мм × длина 3485 мм. Средняя плотность пиломатериалов составила 571 кг/м 3 (средняя влажность 8,98%). Древесина сосны получена путем распиловки древесины в виде бревен круглого сечения, происходящих из лесничества Олесно (50°52′30″ с.ш. 18°25′00″ в.д.). Полученные пиломатериалы сушили до влажности 10% ± 2%. После сушки пиломатериал укладывали так, чтобы получить одинаковую толщину всех ламелей. Предварительную оценку проводили в соответствии с EN 338.Подробное описание оценок модуля эластичности включено в первую часть исследования. Из отобранных деревянных изделий были изготовлены в полупромышленных условиях клееный брус диаметром 137 мм × 300 мм, т. е. состоящий из восьми слоев. За исключением наружных слоев, выбор ламелей для изготовления балок зависел только от определяемого значения модуля упругости. От наружных слоев, за исключением требуемого значения модуля упругости, требовалось отсутствие краевых сучков.Сырье, происходящее из этого региона, характеризуется более высоким процентным содержанием древесины, физико-механические параметры которой позволяют отнести значительную ее часть (45%) к более высоким классам, чем С24 (подробности будут приведены в следующей главе). Поэтому предполагалось, что соответствующие модели балок будут удовлетворять условиям модуля упругости, установленным для марок GL24c, GL28c и GL32c в соответствии с EN 14080 [57]. Упругие свойства слоев балки определяли по Бодигу и Джейну [58], предполагая, что балка симметрична и содержит восемь ламелей (1):

Eef=1Jy∑i=14Ei[Jyi+Ai(di)2]

(1)

где:

    • E EF -Эффективные / замещенные модуль упругости, N / мм 2 ,

    • J Y -Area момент инерции, мм 4 ,

    • E I E I -Модулус эластичности слоя, N / мм 2 ,

    • A I -круг-секционная площадь, мм 2 ,

    • D от нейтральной оси, мм.

    Принятые значения модуля упругости для различных типов балок показаны на .

    Таблица 1

    Упругие свойства расчетных балок.

    0 9036 9.58 / 11.06
    Beam Type Количество образцов E Среднее E мин E Max E Среднее 1-й слой E Средний 4-й слой MOR Декларация *
    KN / мм 2 N / мм 2 2
    GL24C 12 11. 71 11,25 11,93 12,53 / 1,42 ** 8,48 / 1,88 24
    GL28c 14 12,82 11,98 13,50 13,96 / 5,44 8,08 / 11,69 28 28
    GL32C 22 14. 84 14.84 14.13 16.52 16.52 / 8.64 / 8.64 / 8.64 32

    — предметы были дополнительно обработаны в соответствии с планом улучшения их поверхностей перед их склеиванием.Эффективная толщина отдельных ламелей составила 37,5 мм. Полученную поверхность покрыли клеем в количестве 220–250 г/м 2 . В качестве связующего вещества использовали меламиномочевиноформальдегидную смолу (MUF 1247) и специальный отвердитель (2526) фирмы Akzo Nobel (Амстердам, Нидерланды). Смесь готовили с учетом условий, сложившихся в лабораторном помещении. Отвердитель использовали в количестве 20 г на каждые 100 г смолы, как рекомендовано Akzo Nobel для этой смолы.Клей наносили с помощью валиковой машины для нанесения покрытий. Балки изготавливались при комнатной температуре в диапазоне от 20°C до 24°C. Время загрузки пресса составляло около 12–15 мин. Четыре балки прессовали одновременно под давлением 0,48 МПа в течение 20 часов. Каждый день изготавливали четыре балки. Прессование производилось с использованием промышленного пресса, оснащенного гидроцилиндрами, предназначенного для производства клееных конструкционных элементов (ФОСТ, Черск, ПЛ). После изготовления балки кондиционировались в лаборатории в течение мин.четыре недели. Условия в лаборатории контролировались: температура 21 ± 2 °С, влажность воздуха 55–65 %. После периода кондиционирования балки оценивали по их механическим свойствам. Из-за веса балок их не строгали. Излишки клея удаляли вручную непосредственно перед испытанием механических свойств.

    Полученные балки были оценены на прочность при четырехточечном изгибе в соответствии с диаграммой, показанной на рис. показан внешний вид испытательного стенда.Он был оборудован: гидроцилиндром (50 Mg, Hi-Force, Daventry, UK), гидронасосом (50 Mg, Hi-Force, Daventry, UK), регулятором расхода масла (Hi-Force, Daventry, UK), датчик силы (CL 16 tm 500 kN, ZEPWN, Marki, PL) и датчик деформации (KTC-600-P, Variohm Eurosensor, Towcester, UK).

    Схема испытанной восьмислойной балки.

    Стенд для испытаний на прочность на изгиб и модуль упругости.

    Для учета влияния влажности на модуль упругости полученные результаты рассчитывались по уравнению Баушингера (2):

    E12=EMC[1+αMC·(MC−12)]

    (2)

    где:

      • E 12 E 12 -Модулус эластичности древесины для содержания влаги 12%, N / мм 2 ,

      • E MC -Модулус эластичности древесины для влаги содержание 4 % < w < 20 %,

      • α MC — коэффициент вариации модуля упругости древесины после изменения ее влажности на 1 % — принимается равным 0. 02,

      • MC — абсолютная влажность древесины, %.

      Испытание на разрушение включало оценку точки и причины отказа для каждой конкретной балки.

      Результаты экспериментальных измерений были проанализированы с использованием пакета STATISTICA 13.0 (версия 13.0, StatSoft Inc., Талса, Оклахома, США).

      3. Результаты и обсуждение

      Средние значения модуля упругости показаны на . Приведенные в нем значения указывают на то, что подготовленные балки, за исключением марки GL32c, показали низкую изменчивость модуля упругости при изгибе.При этом полученные значения были близки или лишь немного превышали предполагаемые (отрицательное значение δ). Поскольку влажность балок во время испытаний значительно отличалась от 12 % (средняя влажность для всех балок составляла 8,83 %), результаты были пересчитаны с использованием уравнения Баушингера (2). За исключением балок марки GL32c, расчетные значения модуля упругости оказались лишь немного ниже предполагаемых. Для GL32c относительная разница составила 5,1%. Предполагая, что значения модуля упругости, рассчитанные для 12% MC, являются подходящими, следует ожидать, что балки удовлетворяют предположениям в этом отношении.

      Таблица 2

      Упругие свойства расчетных балок.

      0)9

      Предполагается, что подготовленные балки должны иметь статическую прочность на изгибу, которая не ниже 24 Н / мм 2 , 28 Н/мм 2 и 32 Н/мм 2 соответственно для балок типов GL24c, GL28c и GL32c.Наименьшая прочность для всех подготовленных балок составила 29,97 Н/мм 2 , а наибольшая 55,38 Н/мм 2 . Однако статическая прочность балок на изгиб имела нормальное распределение (), и, что важно, ее стандартное отклонение составляло всего 6,45 Н/мм 2 , а коэффициент вариации 14,5 %, несмотря на то, что они были рассчитаны на разные значения модуль упругости. Это означает, что прочность полученных балок характеризовалась низкой изменчивостью и не сильно коррелировала с проектируемой системой.

      Гистограмма статической прочности на изгиб для клееного бруса из механически сортированной древесины.

      Следовательно, статическая прочность на изгиб не коррелирует с маркой проектируемых балок.

      Приведенные данные показывают, что все модели характеризуются одинаковой прочностью около 44,5 Н/мм 2 , независимо от предполагаемой марки древесины, тогда как анализ модуля упругости показывает наличие двух четко различающихся групп.

      Однофакторный дисперсионный анализ для системы: марка клееной балки – статическая прочность на изгиб; марка балки – модуль упругости. Буквы обозначают однородные группы для теста Тьюки.

      Значения прочности, полученные при испытании на изгиб, также были пересчитаны по формуле Баушингера, на этот раз с коэффициентом α = 0,04. Результаты, полученные с этим фактором, показаны на рис. Таким образом, средние значения, рассчитанные для всех балок, были снижены с 44,5 Н/мм 90 173 2 90 174 до 38,6 Н/мм 90 173 2 90 174 , что все еще является достаточно высоким. Однако отнесение к конкретному классу GL основано на 5-процентном значении прочности.Для представленного количества выборок это значение является самым низким или близким к самому низкому.

      Значения, показанные в, показывают, что балки, отнесенные к группам GL32c и GL24c, удовлетворяют требованиям по прочности, достигая следующих значений: 32,5 Н/мм 2 для балок класса GL32c и 24,4 Н/мм 2 для балок класса GL24c . Партия балок, смоделированных для отнесения к марке GL28c, не удовлетворяла требованиям и должна была быть отнесена к марке GL24c, несмотря на то, что она имела самое высокое среднее значение. Что важно в случае с этой группой, так это то, что присвоение ей определенной степени было связано со значением, считающимся статистическим экстремумом. Кроме того, второе самое низкое значение статической прочности на изгиб, достигнутое в этой группе, составило 36,8 Н/мм 2 . Без учета прочности трех балок с наименьшими значениями 5-процентное значение будет равно 32,5 Н/мм 2 .

      Нормативные значения прочности на статический изгиб для подготовленной балки (образцы).Цифры синего цвета обозначают 5-процентильное значение.

      В некоторых случаях трудно предсказать точную точку отказа и потенциальную прочность. Для балки 41 (а) причина разрушения, как и предполагалось, была обнаружена во второй и третьей ламелях и была обусловлена ​​наличием крупных гнилых сучков в зоне чистого изгиба. С другой стороны, балка продемонстрировала прочность почти в два раза выше ожидаемой. Во втором случае разрушение произошло в средней зоне, для ламелей 3/4/5 от верха, в практически безузловой зоне, при усилии около 98 кН (б).

      Снимки разрушения балки: ( a ) GL24c—MOR(MOR 12% )—48,5(43,4) Н/мм 2 —самая прочная в группе, ( b ) GL28c—MOR( b ) 904MOR 9 12% ) — 30,4(25,8) Н/мм 2 — самый слабый в группе.

      Очевидно, что наличие сучков является основной причиной разрушения балок. С другой стороны, почти 60 % балок вышли из строя из-за повреждения наружных ламелей, а около 34 % — из-за повреждения средних ламелей. Для трех пучков точную начальную точку разрушения выявить не удалось ().

      Удар точки разрушения балок различных марок.

      Тип разрушения, распространяющийся из средней зоны балки, был доминирующим только для балок марки GL32c. В остальных случаях более 70% деструкции приходится на наружный слой. Было бы неоправданно отвергать нулевую гипотезу, утверждающую, что прочность подготовленных балок зависит от точки начала распространения разрушения (). Средняя статическая прочность на изгиб балок, разрушенных вследствие повреждения наружных ламелей, составила 39. 6 Н/мм 2 , а для тех, где разрушение возникло в среднем слое, значение составило 37,3 Н/мм 2 . Иная ситуация наблюдалась для модуля упругости. В этом случае различия были статистически значимыми, и балки с более высоким значением МОЕ разрушались в основном в среднем слое. Вероятно, это связано с тем, что балки с более высокими модулями упругости имели более качественные наружные ламели и были способны выдерживать возникающие напряжения, тогда как древесина более низких сортов, хотя и располагалась глубже, но подвергалась критическим/разрушающим напряжениям.

      Дисперсионный анализ оценки статической прочности на изгиб и модуля упругости относительно точки разрушения (Буквы обозначают однородные группы, определенные с помощью теста Tukey HSD).

      Для определения влияния соотношения между шагом опор (l) и высотой изготовленных балок (h) модель системы с размерами поперечных сечений 138 × 300 мм и прочностью 32 было принято МПа. Значение J y для принятой системы составило 31 050 см 4 . Согласно EN 408 [59] отношение л/ч должно быть 18 ± 3; однако в проведенных исследованиях балки характеризовались отношением 13,3. Диаграммы поперечных сил и изгибающих моментов балок при шаге опор 18 × h = 5400 мм (в соответствии со стандартом) и при шаге опор 3390 мм для опытных балок представлены на рис. Кроме того, в .

      Диаграммы поперечных усилий и диаграммы изгибающих моментов для ( a ) балок, соответствующих размерным требованиям EN 408, и ( b ) экспериментальных балок, использованных в проведенных исследованиях.

      Таблица 3

      Физические величины для испытания на изгиб — № 1 и 2: теоретические балки, №3: балка с максимальной прочностью, полученной в ходе испытаний.

      Beam Type Предполагаемые значения Определенные значения Определенные значения Δ *
      (%)      		 E означают на 12% MC
      (KN / MM 2 )      		 E 5Perction на 12% MC
      (KN / MM 2 )
      E мнение (кн / мм 2 ) COV
      (%)      		 E MOVELP (KN / MM 2 ) CoV
      (%)
      GL24c 11. 71 1,81 12,79 6,42 -9,21 11,45 10,43
      GL28c 12.82 3,83 13,63 6,84 -6,31 12,78 11,78
      GL32C 14. 84 4,00 14.94 14.94 14.94 — 0,68-0,68 14.08 11.68 11.68
      1
      N № Тип балки
      (мм)      		 класс MOR (N / мм 2 ) F
      (N)      		 V
      (KN)      		 м
      (кн · M)      		 τ xz
    • xz
      (N / MM 2 )
      • 1 18 × H = 5400 32 73600 36. 8 66,2 1,3
      2 11,3 × ч = 3390 32 117240 58,6 66,2 2,1
      3 11,3 × ч = 3390 48,6 154 770 77,4 66,2 2,8

      На основании результатов, представленных в и , можно сделать вывод о значительном уменьшении длины балок по сравнению с нормами EN показали увеличение напряжения сдвига на 60%. Значительное увеличение величины перерезывающей силы может привести к разрушению балок во внутренней зоне, точнее во внутренних ламелях. Предполагаемая длина бревна (а, следовательно, и длина бревна) получена из наиболее эффективной разбивки 14-метровых бревен на отрезки длиной 3,5 м. Этот тип деления обеспечивал меньше материальных отходов и облегчал перемещение исследовательских материалов; однако эта длина может повлиять на полученные результаты. Средняя прочность на сдвиг древесины сосны составляет около 10 Н/мм 2 (она колеблется от 6 до 14 Н/мм 2 ).Однако, как показывают наши наблюдения, это не оказало существенного влияния на полученные результаты исследования. Большинство балок было разрушено между давлениями. В исключительных случаях балки повреждались вне давлений, но в основном в зоне растяжения.

      Для цельных конструкций или однородного клееного бруса распределение напряжения будет линейным по всей высоте сечения (GL32h—). Композитные балки изготавливаются из более чем одного типа материала, чтобы повысить жесткость или прочность (или снизить стоимость). В анализируемом случае (например, GL32c—) слои склеены между собой. Поэтому следует считать, что деформации на границе раздела слоев одинаковы. В области упругости на высоте каждого слоя распределение напряжений будет линейным. Однако из-за переменного модуля E для каждого слоя мы наблюдаем скачки напряжений на границах слоев.

      Таблица 4

      Модули упругости отдельных слоев для балок типа Гл32х (однородная) и ГЛ32с (комбинированная) и их диаграммы напряжений.

      6,20 0
      Балки ГЛ32х ГЛ32к
      Е
      (Н/мм 2 )       		σ x (Н/мм 2 ) Е *
      (Н/мм 2 )       		σ x (Н/мм 2 )
      32. 2 35,7
      14200 16450 21,6 26,8
      14200 13270 12,4 14,4
      14200 11420 4,66
      14200 0 8580 0
      14200 8580
      14200 11420 6. 20 4,66
      14200 13270 14,4 12,4
      14200 16450 26,8 21,6
      32,2 35,7

      Представляется, что скачки напряжений на границах слоев, хотя и невелики, могут способствовать разрушению балок в более глубоких ламелях. Более глубокие ламели были явно повреждены там, где были дефекты древесины. В случае очень качественных наружных ламелей за качество бруса отвечали второй и третий слои. Следует помнить, что ламели этих слоев оценивались только по модулю линейной упругости.

      4. Выводы

      Для восьмислойных балок из древесины марок GL24c, GL28c и GL32c модуль упругости лишь незначительно отличался от предполагаемых значений, а полученные балки удовлетворяли требованиям стандарта EN-14080 [57 ] в этом отношении.

      Статическая прочность на изгиб, полученная в результате испытания на 4-точечный изгиб, не связана с классом спроектированных моделей балок. Независимо от принятого класса средняя прочность балки была выше 36,6 Н/мм 2 .

      Принята методика подготовки древесины перед изготовлением клееных изделий, которая обеспечила проектируемым системам удовлетворительные значения модуля упругости и статической прочности на изгиб, существенно превышающие ее предполагаемое значение. Тем не менее, объем исследования необходимо расширить, чтобы включить балки с другими поперечными сечениями, чтобы цель этой исследовательской работы могла быть полностью достигнута.Тем не менее, на данном этапе нашего исследования кажется, что визуальная классификация древесины может быть ограничена только теми деревянными изделиями, которые предназначены для использования в качестве наружных слоев.

      Вклад авторов

      Концептуализация, Р.М.; Методология, Р.М. и М.К.; Валидация, Д.Д., М.К.-К., Дж.К. и К.Л.; Формальный анализ, Р.М. и М.К.-К.; Расследование, Д.Д., Дж.К. и К.Л.; Ресурсы, Р.М., Д.Д., М.К. и К.Л.; Письмо — подготовка первоначального проекта, RM, DD и MC-K .; Письмо — рецензирование и редактирование, Р.М. М. К. и Д.Д.; Визуализация, Р.М.; Администрация проекта, Р.М. и Д.Д.; Приобретение финансирования, R.M. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

      Финансирование

      Это исследование финансировалось Национальным центром исследований и разработок, номер гранта BIOSSTRATEG3/344303/14/NCBR/2018. Авторы выражают благодарность за поддержку программы Министерства науки и высшего образования «Региональная инициатива передового опыта» на 2019–2022 гг.005/RID/2018/19.

      Конфликт интересов

      Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

      Ссылки

      1. Борисюк П. Шпон Ламинированная древесина LVL соответствует мировым рынкам древесных строительных материалов. биул. Инф. ОБРППД. 2007; 1–2: 63–71. (на польском языке) [Google Scholar]2. Борисюк П., Ковалюк Г. Виды и примеры применения древесных строительных материалов. биул. Инф. ОБРППД. 2007; 3–4: 115–119. (на польском языке) [Google Scholar]3. Стерр Р. Untersuchungen zur Dauerfestigkeit von Schichtholzbalken.Mitteilung aus dem Institut für Holzforschung und Holztechnik der Universität München (Исследования усталостной прочности балок из клееного дерева) Holz Roh Werkstoff. 1963; 21: 7–61. doi: 10.1007/BF02609715. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]4. Герхардс К.С. Влияние ранней и поздней древесины на измерения волн напряжений, параллельных волокнам. Вуд науч. Технол. 1975; 11: 69–72. [Google Академия]5. Кржосек С. Классификация по прочности конструкционных пиломатериалов из польской сосны. Видавниктво SGGW; Варшава, Польша: 2009 г.(на польском языке) [Google Scholar]6. Верушевский М., Голунский Г., Грузик Г.Ю., Готич В. Клееные элементы для строительства. Аня. Варшавский университет Жизнь наук. СГВ для. Технологии древесины. 2010;72:453–458. [Google Академия]7. Серрано Э. Вклеенные стержни для деревянных конструкций — 3D-модель и исследование параметров методом конечных элементов. Междунар. Дж. Адх. клей. 2001; 21: 115–127. doi: 10.1016/S0143-7496(00)00043-9. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]8. Кавалерчик Дж., Сиуда Дж., Мирски Р., Дзюрка Д. Конопляная мука как поглотитель формальдегида для меламин-мочевиноформальдегида в производстве фанеры.Биоресурсы. 2020;15:4052–4064. [Google Академия]9. Kägi A., Niemz P., Mandallaz D. Параметры притока холода и технологичности Auf die Verklebung mit 1K-PUR Klebstoffen в экстремальных климатических условиях. Хольц Ро Веркстофф. 2006; 64: 261–268. doi: 10.1007/s00107-005-0088-2. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 10. Кристофяк Т., Прошик С., Лис Б. Клеи для крупногабаритных деревянных конструкций зданий. Древно Вуд. 2008; 51: 61–79. (на польском языке) [Google Scholar] 11. Кристофяк Т., Прошик С., Лис Б., Верушевский М., Готич В. Исследование долговечности клеевых швов при производстве клееной древесины для каркасного строительства, приготовленной в промышленных условиях; Материалы XX симпозиума «Клеи в деревообрабатывающей промышленности»; Зволен, Словакия. 29 июня – 1 июля 2011 г.; стр. 169–176. [Google Академия] 12. Бос Х., доктор философии. Тезис. Технический университет Эйндховена; Эйндховен, Нидерланды: 2004. Потенциал льняных волокон в качестве армирующего материала для композитных материалов. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13.Брол Дж. Эффективность армирования деревянных балок лентами из углепластика; Материалы VII научной конференции «Drewno i Materials Drewnopochodne w Konstrukcjach Budowlanych»; Мендзыздрое, Польша. 12–13 мая 2006 г.; (на польском языке) [Google Scholar]14. Буравская И. Магистерская диссертация. Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie; Варшава, Польша: 2012 г. Исследования изменения прочности ослабленных деревянных балок на изгиб при армировании их углеродным волокном. (на польском языке) [Google Scholar] 15. Буравская-Купневская И., Кржосек С., Маньковски П., Гжескевич М., Мазурек А. Влияние класса качества бревен сосны ( Pinus sylvestris L.) на механические свойства древесины. Биоресурсы. 2019;14:9287–9297. [Google Академия] 16. Буравска И., Томусяк А., Беер П. Влияние длины армирующей ленты из углепластика, приклеенной к нижней части изгибаемого элемента, на распределение нормальных напряжений и на кривую упругости. Аня. Варшавский университет Жизнь наук. СГВ. За. Технологии древесины. 2011;73:186–191. [Google Академия] 17.Буравска И., Збич М., Беер П. Исследование сопротивления отслаиванию и прочности на сдвиг клеевого соединения между сосновой древесиной и углепластиковой лентой. Процессы деревообработки со стружкой и без стружки; Материалы 8-й Международной научной конференции, Технический университет в Зволене; Зволен, Словакия. 6–8 сентября 2012 г.; стр. 35–40. [Google Академия] 18. Буравска И., Збич М., Томусяк А., Беэр П. Локальное армирование древесины композитными и лигноцеллюлозными материалами. Биоресурсы. 2015;10:457–468. doi: 10.15376/biores.10.1.457-468. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 19.Орлович Р., Гил З., Фандереевска Е. Растягивающая способность спиральных стержней, используемых в соединениях деревянных конструкций; Материалы VII Научной конференции: Древно и Материалы Древнопоходне с Конструкцией Строителей; Щецин-Мендзыздрое, Польша. 27–29 мая 2004 г.; стр. 161–167. (на польском языке) [Google Scholar]20. Риттер М.А., Уильямсон Т.Г., Муди Р.К. Инновации в конструкции мостов из клееного бруса. В: Baker NC, Goodno BJ, редакторы. Конгресс по структурам 12: Материалы Конгресса по структурам ’94, Атланта, Джорджия, США, 24–28 апреля 1994 г. Том. 2. Американское общество инженеров-строителей; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: 1994. стр. 1298–1303. [Google Академия] 21. Рапп П., Лис З. Испытание деревянных балок, армированных лентами из углеродного волокна. Inżynieria Budownictwo. 2001; 7: 390–392. (на польском языке) [Google Scholar]22. Чучело К. к.т.н. Тезис. Katedra Nauki o Drewnie and Ochrony Drewna, Wydział Technologii Drewna SGGW в Варшаве; Варшава, Польша: 2005. Испытание клееного бруса из отсортированной по прочности древесины сосны. (на польском языке) [Google Scholar] 23. Brandner R. Focus Solid Timber Solutions, Европейская конференция по поперечно-ламинированной древесине, Грац, Австрия, 21–22 мая 2013 г.2-е изд. СТОИМОСТЬ Действие; Грац, Австрия: 2014 г. Производство и технология поперечно-клееного бруса (CLT): современный отчет; стр. 3–36. [Google Академия] 26. Бейдер А.К., Киркегор П.Х., Фискер А.М. В: Об архитектурных качествах поперечно-клееного бруса. Cruz PJS, редактор. Группа Тейлор и Фрэнсис; Лондон, Великобритания: 2010. стр. 119–121. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 27. Августин М., Бласс Х.Дж., Богенспергер Т., Эбнер Х., Ферк Х., Фонтана М., Франги А., Хамм П., Йобстл Р.А., Моосбругер Т. и др. Справочник BSP.Holz-Massivbauweise in Brettsperrholz — Nachweise auf Basis des Neuen Europäischen Normenkonzepts. Verlag der Technischen Universität Graz; Грац, Австрия: 2010. [Google Scholar]28. Фальк А. Тенсегрити из клееного бруса и фальцевые кровли; Proceedings of the Wood for Good: Симпозиум по инновациям в области проектирования и исследований древесины; Копенгаген, Дания. 20 сентября 2010 г. [Google Scholar]29. Эспиноза О., Трухильо В.Р., Лагуарда М.Ф., Бюльманн У. Клееный брус: состояние и потребности в исследованиях в Европе.Биоресурсы. 2016;11:281–295. doi: 10.15376/biores.11.1.281-295. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 30. Краусс А., Фабисяк Э., Шимански В. Ультраструктурный детерминант радиальной изменчивости прочности на сжатие волокон древесины сосны обыкновенной. Аня. Варшавский университет Жизнь наук. СГВ для. Вуд Техно. 2009; 68: 431–435. [Google Академия] 31. Альфред Франклин В., Кристофер Т. Оценка энергии разрушения образцов DCB, изготовленных из стекла/эпоксидной смолы: экспериментальное исследование. Доп. Матер. науч. англ. 2013;2013:7. дои: 10.1155/2013/412601. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 32. Кумар К., Рао С., Гопикришна Н. Оценка скорости высвобождения энергии деформации эпоксидного стеклопластика (режим-I) Int. Образовательный Рез. Дж. 2017; 3:44–46. [Google Академия] 33. Блэкман Б.Р.К., Кинлох А.Дж., Параски М. Определение сопротивления адгезионному разрушению в режиме II, GIIC, конструкционных клеевых соединений: метод определения эффективной длины трещины. англ. Фракт. мех. 2005; 72: 877–897. doi: 10.1016/j.engfracmech.2004.08.007. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 34. Де Мура М., Кампильо Р., Гонсалвеш Ж.П.М. Характеристика разрушения композитных клеевых соединений в чистом режиме II. Междунар. J. Структура твердых тел. 2009; 46: 1589–1595. doi: 10.1016/j. ijsolstr.2008.12.001. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 35. Hu Q., Gao Y., Meng X., Diao Y. Осевое сжатие стально-деревянной композитной колонны, состоящей из H-образной стали и клееного бруса. англ. Структура 2020;216:110561. doi: 10.1016/j.engstruct.2020.110561. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 36. Ле Т.Д.Х., Цай М.-Т. Экспериментальная оценка механизмов огнестойкости древесно-стальных композитов.Материалы. 2019;12:4003. doi: 10.3390/ma12234003. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]37. Гонсалес Э., Таннерт Т., Валле Т. Влияние дефектов на прочность соединений древесины с вклеенными стержнями. Междунар. Дж. Адхес. Адгезив. 2016;65:33–40. doi: 10.1016/j.ijadhadh.2015.11.002. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 38. Отеро-Чанс Д., Эстевес-Чимадевила Х., Суарес-Ристра Ф., Мартин-Гутьеррес Э. Экспериментальный анализ вклеенных стальных пластин, используемых в качестве соединителей на сдвиг в композитах дерево-бетон.англ. Структура 2018; 170:1–10. doi: 10. 1016/j.engstruct.2018.05.062. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 39. Schänzlin J., Fragiacomo M. Аналитический вывод эффективных коэффициентов ползучести для деревянно-бетонных композитных конструкций. англ. Структура 2018; 172: 432–439. doi: 10.1016/j.engstruct.2018.05.056. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 40. Эстевес-Симадевила Дж., Отеро-Чанс Д., Мартин-Гутьеррес Э., Суарес-Ристра Ф. Испытания различных неадгезивных напрягаемых решений для уменьшения кратковременного прогиба в полномасштабных деревянно-бетонных и композитных балках таврового сечения .Дж. Билд. англ. 2020;31:101437. doi: 10.1016/j.jobe.2020.101437. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 41. Торатти Т., Шнабл С., Турк Г. Анализ надежности аглуламовой балки. Структура Саф. 2007; 29: 279–293. doi: 10.1016/j.strusafe.2006.07.011. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 42. Фальк Р.Х., Коллинг Ф. Эффекты ламинирования в балках из клееного бруса. Дж. Структура. англ. 1995; 121:1857–1863. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9445(1995)121:12(1857). [CrossRef] [Google Scholar]43. Томази Р., Паризи М.А., Пьяцца М. Расчет пластичных балок из клееного бруса.Практика. Период. Структура Конструктивный дизайн. 2009; 14:113–122. doi: 10.1061/(ASCE)1084-0680(2009)14:3(113). [CrossRef] [Google Scholar]44. Хирамацу Ю., Фудзимото К., Миятакэ А., Синдо К., Нагао Х., Като Х., Идо Х. Прочностные характеристики клееного бруса из клееного бруса II: Прочность клееного бруса на изгиб, растяжение и сжатие ламинированный брус. Дж. Вуд Науч. 2011;57:66–70. doi: 10.1007/s10086-010-1127-0. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 45. Фудзимото К., Хирамацу Ю., Миятакэ А., Синдо К., Карубе М., Харада М., Укио С. Прочностные свойства клееного бруса из клееного листа I: Прочностные свойства клееного бруса карамацу (Larix kaempferi). Дж. Вуд Науч. 2010;56:444–451. doi: 10.1007/s10086-010-1134-1. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 46. Кастро Г., Паганини Ф. Смешанный клееный брус из клонов тополя и эвкалипта большого. Хольц Ро Веркст. 2003; 61: 291–298. doi: 10. 1007/s00107-003-0393-6. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 47. Телес Р.Ф., Клаудио Х.С., Менецци Д., Де Соуза Ф., Де Соуза М.Р. Теоретические и экспериментальные прогибы балок из клееного бруса, изготовленных из древесины тропических пород. Вуд Матер. науч. англ. 2013; 8: 89–94. doi: 10.1080/17480272.2012.700644. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 48. Финк Г., Франги А., Колер Дж. Вероятностный подход к моделированию несущей способности клееного бруса. англ. Структура 2015; 100:751–762. doi: 10.1016/j.engstruct.2015.06.015. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 49. Фоши Р.О., Барретт Дж.Д. Прочность клееной балки. Дж. Структура.Отд. АССЕ. 1980; 106: 1735–1754. [Google Академия]50. Эрнандес Р., Бендер Д., Ричбург Б., Клайн К. Вероятностное моделирование балок из клееного бруса. Наука о древесном волокне. 1992; 24: 294–306. [Google Академия]51. Jöbstl R.A., Schickhofer G. Сравнительное исследование ползучести плит GLT и CLT при изгибе; Материалы 40-го совещания CIB-W18; Блед, Словения. 28–31 августа 2007 г. [Google Scholar]52. Тиль А. Solid Timber Solutions, Европейская конференция по поперечно-ламинированной древесине, Грац, Австрия, 21–22 мая 2013 г.2-е изд. СТОИМОСТЬ Действие; Грац, Австрия: 2014. ULS и SLS Проектирование CLT и его реализация в конструкторе CLT; стр. 77–102. [Google Академия]53. Fragiacomo M. Solid Timber Solutions, Европейская конференция по поперечно-ламинированной древесине, Грац, Австрия, 21–22 мая 2013 г. 2-е изд. СТОИМОСТЬ Действие; Грац, Австрия: 2014. Сейсмические характеристики зданий из перекрестно-клееного бруса: численное моделирование и расчетные положения; стр. 3–36. [Google Академия]54. Европейский комитет по стандартизации. Конструкционная древесина — классы прочности.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2016. EN 338. [Google Scholar]55. Европейский комитет по стандартизации. Конструкционная древесина — определение характеристических значений механических свойств и плотности. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2018. EN 384. [Google Scholar]56. Перейра М.К. де М.; Калил Нето, К.; Ичимото, Ф.Х.; Калил Джуниор, К. Оценка прочности на растяжение гибрида Eucalyptus grandis и Eucalyptus urophyla в деревянных балках, скрепленных вместе с помощью шиповых соединений и клея на основе полиуретана.Матер. Рез. 2016;19:1270–1275. doi: 10.1590/1980-5373-mr-2016-0072. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 57. Европейский комитет по стандартизации. Деревянные конструкции — клееный брус и клееный массив — требования. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2013. EN 14080. [Google Scholar]58. Бодиг Дж., Джейн Б.А. Механика древесины и древесных композитов. Ван Ностранд Рейнхольд; Хобокен, Нью-Джерси, США: 1982. с. 376. [Google Scholar]59. Европейский комитет по стандартизации. Деревянные конструкции. Конструкционная древесина и клееный брус. Определение некоторых физико-механических свойств.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2012. EN 408. [Google Scholar]

      ПРОЧНОСТЬ НА СДВИГ БАЛОК И ПАНЕЛЕЙ

      .

      Пять типоразмеров балок и панелей из клееного бруса проходят испытания в пятиточечном испытании балки на сдвиг для определения прочности на сдвиг и соотношений размеров. Всего будет испытано 200 согласованных образцов: 100 нагруженных на ребро вокруг сильной оси и 100 нагруженных плоско вокруг слабой оси.Статистические методы будут использоваться для оценки среднего значения и коэффициента вариации с учетом цензурированных данных, проверки значимости эффекта размера и прочности и корреляции между сдвигом балки и сдвигом блоков ASTM D143. На момент написания этой статьи были полностью протестированы только балки, нагруженные на ребро вокруг сильной оси, а также балки меньшего размера, нагруженные вокруг слабой оси. В этой статье представлены результаты тестов сильной оси и общее обсуждение тестов слабой оси. На сегодняшний день образцы, расположенные на кромке, имели такие же отношения размера и прочности, как и в предыдущих исследованиях склеивания ламината.

      • URL-адрес записи:
      • Корпоративные Авторы:

        Лаборатория лесных товаров

        Почтовый индекс Box 5130, North Walnut Street
        Мэдисон, Висконсин Соединенные Штаты 53705

        Федеральное управление автомобильных дорог

        1200 New Jersey Avenue, SE
        Вашингтон, округ Колумбия Соединенные Штаты 20590
      • Авторов:
      • Конференция:
      • Дата публикации: 1996-10

      Язык

      Информация для СМИ

      Тематические/указательные термины

      Информация о подаче

      • Регистрационный номер: 00735647
      • Тип записи: Публикация
      • Номера отчетов/документов: FPL-GTR-94
      • Файлы: ТРИС, USDOT
      • Дата создания: 5 апреля 1997 г. , 00:00

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с акцентом на пластичность

      1.Введение

      Древесина является одним из старейших материалов, используемых в строительстве, благодаря таким благоприятным характеристикам, как доступность, возобновляемость, обрабатываемость и высокое соотношение прочности к весу. В настоящее время использование древесины демонстрирует тенденцию к росту, поскольку она отвечает требованиям современного общества, являясь экологически чистым и устойчивым строительным материалом. Менее благоприятны ограничения по размерам пиломатериалов, изменчивость прочностных и жесткостных свойств и характер хрупкого разрушения древесины.Эти ограничения были уменьшены за счет разработки клееного бруса, позволяющего изготавливать брусы значительно больших размеров, чем у пиломатериалов, и меньшей изменчивости механических свойств клееного бруса по сравнению с пиломатериалами. Однако недостатком клееного бруса по-прежнему является хрупкость при разрушении (Raftery and Harte 2011).

      Механическая прочность древесины зависит от того, является ли нагрузка сжимающей или растягивающей, а также от направления нагрузки по отношению к направлению волокон.Отношение наибольшей прочности к наименьшей может изменяться в диапазоне от 5 до 50, первое значение характерно для сжатия в направлении волокон относительно поперечного направления волокон, а второе — при растяжении в направлении волокон относительно поперечного направления волокон. Чистая древесина (древесина без дефектов) демонстрирует в два-три раза более высокую прочность на растяжение, чем прочность на сжатие при нагрузке вдоль волокон. Однако при нагрузке под углом около 25° от направления волокна не видно разницы между прочностью на растяжение и прочность на сжатие.Если угол больше 25°, прочность на растяжение становится ниже прочности на сжатие. Это анизотропное поведение прочности является одной из причин, по которой режимы разрушения при сжатии отличаются от режимов растяжения. Хрупкое разрушение при растяжении структурных размеров древесины возникает в ранней древесине на каком-либо локальном дефекте, таком как сучок, не демонстрирующий пластической деформации. Разрушение при сжатии при сжимающих напряжениях в направлении волокон является пластичным, и разрушение может характеризоваться структурными изменениями, такими как выпучивание клеточных стенок или нестабильность сжатых пучков волокон, начиная с локальных дефектов, таких как узлы (Dinwoodie 2000).

      Для клееного бруса под действием изгибающих нагрузок ожидается хрупкое разрушение на растянутой стороне, инициированное локальным поверхностным дефектом, таким как шиповое соединение или сучок. Это связано с тем, что прочность на растяжение обычно ниже, чем прочность на сжатие (SS-EN 14080:2013, таблица 5), а также потому, что характер разрушения при сжатии является пластичным, и даже если разрушение началось сначала на сжатой стороне балки, последствия это не полный провал. Изгибающая нагрузка может увеличиваться еще больше, и в конечном итоге происходит хрупкое разрушение при растяжении.Первоначальное разрушение при растяжении (растрескивание) сопровождается распространением хрупкой трещины на стороне растяжения поперек или вдоль волокон или вдоль годичных колец.

      Повышение прочности и жесткости за счет различных видов армирования уже давно представляет большой интерес для уменьшения размеров клееного бруса. Были проведены многочисленные исследования, основанные на широком спектре различных концепций армирования. В этих исследованиях использовались различные армированные материалы и положения в балке, такие как стальные пряди (Боханнан, 1964 г.), пластик, армированный волокном (Плеврис и Триантафиллоу, 1992 г.), стекловолокно (Фиорелли и Диас, 2006 г.), стальные арматуры (Макконнелл). и др. .2014), стальные плиты (Usman and Sugiri 2015), плиты из углепластика (Glišović и др. , 2015) и стержни из стеклопластика (Johnsson и др. , 2006, Yang и др. , 2016). Были опробованы как армирование без предварительного натяжения (здесь обозначено пассивное армирование), так и предварительно натянутое армирование (здесь обозначено активное армирование). Целью активных подкреплений было дальнейшее улучшение прочности и жесткости по сравнению с пассивными подкреплениями.

      Повышение прочности и жесткости, очевидно, желательно для клееной балки, но важен и характер разрушения.Поведение кривой нагрузка-перемещение после текучести, т. е. после первого возникновения локальной пластической и неустранимой деформации, в литературе рассматривается в меньшей степени, чем увеличение прочности и жесткости. Однако поведение при отказе очень важно для случайных или экстремальных ситуаций, таких как нагрузки при землетрясении. Способ изменения характера хрупкого разрушения конструкции из клееного бруса на более пластичный и пластичный режим разрушения весьма желателен из соображений безопасности человека и экономических соображений.Пластичность – это способность конструкции или материала пластически деформироваться под нагрузкой без разрушения. Вязкое разрушение предпочтительнее хрупкого разрушения, поскольку о разрушении могут свидетельствовать большие деформации до того, как произойдет разрушение (Tomasi et al . 2009, Arup 2011, Johannes et al . 2018).

      В этом исследовании изучается влияние использования стали в качестве армирования клееного бруса и то, как различные методы армирования влияют на прочность, жесткость, а также пластичность балок.Пластичность не рассматривалась намного раньше и является основным направлением исследования.

      2. Материалы и методы

      В общей сложности пятнадцать клееных брусов были испытаны на изгиб в четырех точках в соответствии с SS-EN 408:2010+A1:2012. Балки были изготовлены из ели европейской ( Picea Abies ) и имели класс номинальной прочности GL30c (со значениями нормативной прочности по Еврокоду 30 МПа на изгиб, 19,5 МПа на растяжение и 24,5 МПа на сжатие). Они были разделены на три группы, и одна группа (группа D) состояла из семи неармированных клееных брусов (от D1 до D7).Другая группа (группа P) состояла из четырех пассивно армированных клееных брусов (от P1 до P4), а третья группа (группа A) состояла из четырех активно армированных клееных брусов (от A1 до A4), см. рис. 1.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с акцентом на пластичность .Пассивно подкрепляется слева и активно подкрепляется справа. (Размеры в мм).

      Рис. 1. Поперечный разрез армированного клееного бруса. Пассивно подкрепляется слева и активно подкрепляется справа. (Размеры в мм).

      Количество неармированных балок было больше из-за ожидаемого большего разброса результатов для них по сравнению с усиленными балками. Размеры всех балок после подготовки составляли 90 мм × 260 мм в поперечном сечении и длину 4 м.Во время испытаний влажность балок поддерживалась на уровне 16%. Стальные пластины сечением 6 мм на 50 мм использовали для пассивно армированного клееного бруса 4 (сталь марки S235JR с пределом текучести 235 МПа и пределом прочности 360–510 МПа). Стальные пластины располагались в той части поперечного сечения, которая подвергалась растяжению, см. рис. 1. Размер стальных пластин был выбран таким образом, чтобы усилить растянутую сторону балок, чтобы прочность на сжатие достигалась при той же нагрузке. уровне, когда была достигнута сила натяжения.Для разделения балок использовалась ленточная пила, а для подготовки пазов для арматуры использовался ручной резак. После этого были запланированы нижняя и верхняя поверхности балок. Стальные пластины разрезали по длине, удаляли прокатную окалину и, наконец, сталь промывали мылом и ацетоном, чтобы создать шероховатую поверхность, подходящую для склеивания. Затем детали были склеены со 100% покрытием поверхности, собраны и зафиксированы под давлением струбцинами на три часа. Однокомпонентный полиуретановый клей (обозначенный PU205-D4) использовался для приклеивания дерева к дереву, а также дерева к стальным поверхностям.Количество наносимого клея составляло 200 мл/м 2 . Во время испытаний перед разрушением всех 15 балок не произошло ни разрушения, ни расслоения.

      Стержни из высокопрочной стали диаметром 20 мм использовались для четырех активно армированных клееных брусов. Предел текучести и предел прочности стальных стержней составили 620 и 700 МПа соответственно. Размер поперечного сечения стальных стержней был выбран таким же образом, как описано выше для стальных пластин, а положение стальных стержней было выбрано так, чтобы площадь поперечного сечения балки вокруг стержня в которым покрыта шайба, чтобы он был достаточно большим, чтобы выдерживать сжимающие напряжения, вызванные предварительным натяжением стержня.Соотношение площади поперечного сечения между сталью и деревом составляло 1,28% и 1,34% для пассивной и активной арматуры соответственно. Для создания предварительного натяжения использовались восемь гаек качества М20 и резьба на концах стержней. Предварительное натяжение составляло 110 кН, и это было достигнуто с крутящим моментом 440 Нм на гайках. Две шайбы на каждом конце были использованы для устранения риска повреждения торцевых волокон балок при сжатии, см. рис. 2. Склеивание было выполнено, как описано выше, за исключением того, что стержни были обернуты пластиковой пленкой, чтобы избежать склеивания стержней. к дереву.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с акцентом на пластичность активно армированный клееный брус.

      Рис. 2. Окончательная конфигурация торцов активно армированного клееного бруса.

      Оставшиеся семь контрольных балок из клееного бруса использовались без каких-либо изменений, кроме одностороннего планирования, чтобы достичь высоты 260  мм, чтобы соответствовать размерам усиленных балок.

      Образцы были просто оперты с пролетом 3740   мм, в то время как две нагрузки были приложены с интервалом в одну треть вдоль пролета балок, см. рис. 3. Расстояние между двумя точками нагрузки в 4,8 раза больше поперечного сечения высота балок.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с акцентом на пластичностьВид сбоку и поперечное сечение балочной установки для испытаний. (Размеры в мм).

      Рис. 3. Вид сбоку и поперечное сечение балочной установки для испытаний. (Размеры в мм).

      Небольшие стальные пластины и роликовые подшипники были вставлены в опоры и в точках нагрузки, чтобы свести к минимуму эффект локального вдавливания перпендикулярно волокнам и эффекты бокового трения вдоль балок. Боковые ограничения по балкам были размещены близко к точкам нагрузки для предотвращения поперечного кручения движения (видно на рисунке 7).Скорость нагружения была установлена ​​равной 0,2 мм/с, а время достижения максимальной нагрузки неармированных балок составляло около 300 с. Общий прогиб измерялся относительно опор с линейными регулируемыми дифференциальными трансформаторами, LVDT, в центре балок, а также с обеих боковых сторон. Для трех балок, по одной балке на группу, два тензодатчика длиной 80  мм располагались посередине верхней и нижней поверхностей и в середине пролета каждой балки. Чтобы свести к минимуму риск релаксации предварительных напряжений, активно армированные балки подвергались предварительному напряжению непосредственно перед испытанием на изгиб.

      Определение пластичности было выполнено методом смещения текучести. В соответствии с этим методом пластичность определяется как отношение максимального прогиба при разрушении за вычетом прогиба при текучести к прогибу при текучести, т. е. отношение b / a на рисунке 4.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированных клееных конструкций -клееная древесина с акцентом на пластичностьhttps://doi.org/10.1080/17480272.2020.1869998

      Опубликовано в Интернете:
      11 января 2021 г.

      Рисунок 4. Процедура расчета пластичности D  =  b / a на диаграмме нагрузка-прогиб.

      Максимальный прогиб был обусловлен практическими причинами, определяемыми как прогиб, когда нагрузка уменьшилась от максимального значения до 95% от этого. Прогиб при текучести определялся в точке, где линия упругого смещения пересекала кривую нагрузки-прогиба.Так как в методе выхода смещения значение смещения может варьироваться, в этом исследовании было установлено предполагаемое смещение 2 мм. Пример процедуры показан на рис. 4. Этот метод использовался, за исключением балки D2, где максимальное отклонение принималось за максимальную нагрузку, поскольку после достижения максимума кривая повернула назад, см. рис. 5.

      3. Результаты и анализ

      Рисунки 5–7 показать кривые нагрузка-деформация для трех групп балок. Кривые нагрузка-прогиб для неармированных балок D1 и D3 были исключены из всех анализов из-за влиятельных проблем баланса во время испытаний (боковая нестабильность в поперечном направлении балки).Пассивно армированная балка P2 столкнулась с теми же проблемами после превышения примерно 40 кН и была включена только в расчет жесткости и не учитывалась при расчете прочности и пластичности.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с акцентом на пластичность Д2, Д4, Д5, Д6 и Д7.

      Рис. 5. Кривые нагрузки-прогиба для неармированных балок D2, D4, D5, D6 и D7.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с акцентом на пластичность балки П1, П2, П3 и П4.

      Рис. 6. Кривые нагрузки-прогиба для пассивно армированных балок P1, P2, P3 и P4.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с акцентом на пластичность лучи А1, А2, А3 и А4.

      Рис. 7. Кривые нагрузки-прогиба для активно армированных балок A1, A2, A3 и A4.

      Неармированные эталонные балки имели более низкую прочность на растяжение, чем прочность на сжатие из-за естественных дефектов и аномалий, таких как узлы и производственные эффекты, такие как шиповые соединения.Следовательно, балки вышли из строя из-за достижения прочности на растяжение, а отказы были внезапными и хрупкими, почти без признаков пластичности. Поведение нагрузки-перемещения было линейно-упругим, и почти не наблюдалось признаков нелинейности до достижения хрупкого разрушения (Raftery and Harte 2011, Yang et al . 2016). Все неармированные балки вышли из строя на растянутой стороне из-за трещин, начинающихся с нижних пластин. Отсутствие признаков компрессионной пластификации, т. е. коробление клеточных стенок наблюдалось на верхних пластинках после разрушения.Остатки после разрушения для балки Д2 показаны на рис. 8, где разрушение началось в месте шипового соединения нижней ламели, а затем трещина распространилась по волокнам древесины. Предельные нагрузки находились в диапазоне 66–75 кН, а пластичность D находилась в диапазоне 0–21%, см. Таблицу 1.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с акцентом на пластичностьhttps://doi.org/10.1080 /17480272.2020.1869998

      Опубликовано в Интернете:
      11 января 2021 г.

      Рис. 8. Режим разрушения неармированной балки D2.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с упором на пластичность , прогиб при максимальной силе δ Fmax , модуль упругости E m,g и пластичность D .

      Армирование натянутой стороны затронуло и изменило вид разрушения пассивно армированных балок по сравнению с эталонными балками (Johnsson et al . 2006). Пассивно армированные балки продемонстрировали линейное упругое поведение до определенной нагрузки (начальная нагрузка текучести), где поведение изменилось на нелинейное и пластичное поведение, см. рис. 6. Балки P1 и P4 показали почти идеально пластичную (плоскую) кривую после первого урожая, в то время как P3 имел более жесткий тип кривой роста после первого урожая.Окончательным режимом отказа был отказ от растяжения на натянутой стороне балок так же, как и для неармированных балок, см. рис. 9 для балки P3 (Усман и Сугири, 2015 г.). Однако, в отличие от неармированных балок, пластификация при сжатии теперь наблюдалась на стороне сжатия, см. рис. 9 для балки P3. Произошло компрессионное коробление древесных волокон, видимое в виде трещин расслоения и перпендикулярных складок вокруг большого сучка на сжатой стороне. Балки П1 и П4 продемонстрировали более пластичное поведение по сравнению с П3, их напряжения в древесине достигли предела текучести при сжатии, а в стали – предела текучести при растяжении для стали, см. рис. 6.Предельные нагрузки находились в диапазоне 77–92 кН, а пластичность D находилась в диапазоне 67–103%, см. Таблицу 1 (Рисунок 10).

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с акцентом на пластичность за счет шипового соединения для балки P3.

      Рис. 9. Разрушение на растяжение натянутой пластины из-за шипового соединения для балки P3.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с учетом пластичности сторона сжатия видна в виде вертикальных складок между 2 узлами для балки P3.

      Рисунок 10. Пластификация сжатия вокруг большого узла на стороне сжатия, видимая в виде вертикальных складок между 2 узлами для балки P3.

      Предел текучести при сжатии был достигнут до достижения предела текучести при растяжении активно армированных балок с A1 по A4. Пластификация при сжатии была четко видна не только на самом внешнем слое, но и на слоях ближе к центру балок, см. Рисунок 11 для балки A2. Пораженные локальные участки, где наблюдалась компрессионная пластификация, располагались вокруг узлов и суставов пальцев. Поведение нагрузки-прогиба было линейно-упругим, пока не был достигнут начальный предел текучести на стороне сжатия.Реакция после достижения начального предела текучести была пластичной и привела к упрочнению поведения, и, наконец, балки вышли из строя на стороне растяжения, как описано для эталонной и пассивно усиливающей балок. На рис. 11 показаны искривленные зерна и складки самой наружной пластины из-за чрезмерной пластификации при сжатии, а также разрушение нижней пластины при растяжении на локальных дефектах. Предельные нагрузки находились в диапазоне 88–100 кН, т.е. выше, чем для пассивно армированных балок, а пластичность D находилась в диапазоне 43–107 %, т.е.е. примерно такой же или чуть ниже, чем для пассивно армированных балок, см. табл. 1.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с акцентом на пластичность 11 января 2021 г.

      Рисунок 11.Пластификация при сжатии на стороне сжатия и разрушение при растяжении на стороне растяжения активно предварительно напряженной балки A2 в середине пролета.

      В таблице 1 приведены предельная (максимальная) нагрузка F max , общий прогиб при максимальной нагрузке δ Fmax, общий модуль упругости E m,g испытанных балок.

      Средняя предельная нагрузка пяти неармированных эталонных балок составила 67.9 кН при стандартном отклонении 8,2 кН. Соответствующие средние значения для пассивно армированных балок и активно армированных балок составили 85,6 и 94,2 кН ​​со стандартными отклонениями 7,5 и 5,2 кН ​​соответственно. Предельные нагрузки пассивно и активно армированных балок были увеличены на 26% и 39% по сравнению с неармированными балками соответственно. Эти результаты показывают, что подкрепления на стороне растяжения повышают средние прочностные свойства балок и уменьшают различия между отдельными балками.Кроме того, активно армированные балки показали более высокую прочность и меньшую изменчивость, чем пассивно армированные балки.

      Неармированные балки имели средний глобальный модуль упругости 11,3 ГПа со стандартным отклонением 0,37 ГПа. Соответствующие значения составили 14,8 и 12,7 ГПа со стандартными отклонениями 0,48 и 0,30 ГПа для активно и пассивно армированных балок соответственно. Увеличение жесткости составило 30% и 11% для пассивно и активно армированных балок соответственно.Это означает, что пассивное армирование более эффективно, чем активное армирование для увеличения жесткости. Стандартные отклонения были примерно одинаковыми для всех трех групп балок.

      Пластичность составила 7,7 %, 89,5 % и 74,8 % для эталонных балок, пассивно армированных балок и активно армированных балок соответственно. Это показывает большое увеличение пластичности, которое было достигнуто для армированных балок.

      Линейные распределения деформации были построены для одной балки в каждой группе, D3, P4 и A3, см. рис. 11.Профили линейной деформации были созданы с использованием измеренных значений деформации в верхней и нижней части для различных значений нагрузки. Положения по высоте нейтральной плоскости (т. е. положение для нулевой деформации) в зависимости от нагрузки на основе значений, показанных на рисунке 12, показаны на рисунке 13. Для балки A3 тензометрические датчики были установлены до предварительного натяжения, что означает, что эффект предварительного натяжения включен на рисунке 12. Положение высоты нейтральной плоскости для луча D3 было очень близко к центру луча до отказа.Это показывает, что пластической деформации не произошло в зоне сжатия во время испытания на изгиб эталонных балок.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с учетом пластичности и A3 слева направо соответственно.

      Рис. 12. Профили деформации балок D3, P4 и A3 слева направо соответственно.

      Экспериментальный анализ пассивно и активно армированного клееного бруса с упором на пластичность балки D3, P4 и A3 слева направо соответственно в зависимости от нагрузки.

      Рис. 13. Положение нейтральной оси по высоте для балок D3, P4 и A3 слева направо соответственно в зависимости от нагрузки.

      Пассивно армированная балка P4 для уровней нагрузки ниже предела текучести имела постоянное положение нейтральной оси на расстоянии около 18  мм от центра в сторону натянутой стороны балки. Это произошло из-за эффекта армирования на растянутой стороне (Glišović и др. . 2015). Это положение оставалось постоянным по мере увеличения нагрузки, но когда напряжения на сжатой верхней стороне достигали предела текучести древесины при сжатии, нейтральная ось перемещалась вниз, см. рис. 13.

      Положение нейтральной оси для активно армированной балки A3 было более сложные, см. рисунки 12 и 13.Сначала предварительное напряжение сместило нейтральную плоскость вверх и ближе к верхней стороне балки. После предварительного напряжения перед нагрузкой наклон линии деформации был таким, что верхняя сторона балки имела деформацию растяжения, а нижняя сторона имела деформацию сжатия. По мере увеличения нагрузки от 0 до примерно 10 кН нейтральная ось перемещалась вверх к вершине балки. При нагрузке 11,2 кН ​​имело место равномерное распределение деформации сжатия и отсутствие нейтральной плоскости внутри балки. Также при этом уровне нагрузки прогиб балки был равен нулю.Для нагрузок выше примерно 15 кН наклон распределения деформации был таким, что деформация сжатия возникала на верхней стороне, а деформация растяжения — на нижней стороне, а нейтральная ось смещалась вверх от нижней стороны к середине по мере увеличения нагрузки. .

      4. Обсуждение

      Прямые выводы из испытаний и анализа:

      • Неармированный клееный брус показал линейно-упругие свойства с хрупким разрушением на растянутой стороне балок.На кривой нагрузка-перемещение почти не наблюдалось нелинейного и пластического поведения. Средняя пластичность составила 7,7%.

      • Клееный брус как с пассивным, так и с активным армированием продемонстрировал общее пластическое поведение после начальной текучести с первым пластическим поведением на стороне сжатия, а затем окончательным разрушением при растяжении на стороне растяжения. Средняя пластичность составила 90% и 75% соответственно.

      • Как пассивное, так и активное армирование привело к увеличению прочности на 26% и 39% и увеличению модулей упругости на 30% и 11% в среднем для пассивно и активно армированного клееного бруса соответственно.

      • Пассивное армирование было более эффективным для увеличения жесткости, в то время как активное армирование было более эффективным для увеличения прочности.

      • Введение как пассивных, так и активных подкреплений уменьшило изменчивость показателей прочности.

      • Измерения деформации на поверхностях растяжения и сжатия показали расположение нейтральной оси во время испытаний на изгиб.

      Сравнивая эталонные балки и усиленные балки, мы заключаем, что как увеличение прочности, так и уменьшение изменчивости (т.е. стандартное отклонение) значений прочности способствуют потенциальному увеличению значений характеристической прочности, используемых для классификации клееного бруса в строительных нормах Еврокод. Это означает, что увеличение характеристических значений прочности для армированных балок может быть выше, чем приведенные здесь значения, т.е. 26% и 39% для пассивно и активно армированного клееного бруса соответственно. Повышение пластичности и потенциальное влияние этого на значения характеристической прочности по Еврокоду неизвестны, но возможны.

      Рисунок 4.Процедура расчета пластичности D  =  b / a на диаграмме нагрузка-прогиб.

      Рисунок 8.Режим разрушения неармированной балки D2.

      Рис. 11. Пластификация при сжатии на стороне сжатия и разрушение при растяжении на стороне растяжения активно предварительно напряженной балки A2 в середине пролета.

      Экспериментальное исследование балок из клееного бруса с известной морфологией сучков

      Системные свойства/эффективные свойства образцов GLT

      Из графиков, показанных на рис. 5a, e, видно, что два класса градации достигают разных максимальные пиковые нагрузки.

      В соответствии со стандартом EN 408 (2010) жесткость системы \(k = \varDelta F/ \varDelta w\) рассчитывается по линейной регрессии кривой смещения нагрузки в диапазоне \(0,1 F_{\max} \) и \(0. 2}, \end{выровнено}$$

      (4)

      где \(F_{\max }\) — максимальная общая нагрузка, a — горизонтальное расстояние между опорой и грузом, b — ширина балки, h — ее высота. На рис. 6 видно, что прочность на изгиб \(f_b\) уменьшается с увеличением числа слоев. Неудивительно, что для балок с одинаковым номером ламинирования прочность на изгиб класса LS22 выше, чем прочность на изгиб класса LS15.Как видно из доверительных интервалов, обозначенных пунктирными линиями, разница между средними значениями двух классов градации значительна на уровне 5% для балок из 10 пластин. Для балок из 4 пластин 95% доверительные интервалы немного перекрываются. Поэтому, строго говоря, нуль-гипотеза о различных медианах не может быть отвергнута на уровне 5%. Однако, глядя на значения отдельных образцов, все еще наблюдается заметная разница для балок с 4 пластинами.На диаграммах показаны три выброса: C4, C10 и E9.

      Рис. 3 \left( \frac{2}{k} — \frac{6 a}{5 G bh}\right) }, \end{aligned}$$

      (5)

      , где L обозначает расстояние между опорами, а G — модуль упругого сдвига.В Kandler et al. (2015), значение для G было получено из микромеханической модели. Однако исследование Kandler et al. (2015), а совсем недавно также Balduzzi et al. (2018) показали, что модуль сдвига оказывает незначительное влияние на результат уравнения. (5) для исследуемых пучков. По этой причине, а также во избежание внесения ненужных ошибок здесь используется постоянное значение \(G={650}{\hbox {МПа}}\) в соответствии с EN 408 (2010).

      Для жесткости и прочности переход системных величин \(F_\mathrm {max}\) и k к материальным величинам \(f_m\) и \(E_\mathrm {GLT} \), соответственно, «сжимает» данные.2\) остается прежним, поскольку сохраняется линейная зависимость.

      Рис. 7

      Переход системных величин (\(F_\mathrm {max}\), k ) в материальные величины (\(f_m\), \(E_\mathrm {GLT}\ )), что приводит к «сжатию» данных

      Рис. 8

      Блок-диаграммы меры крутизны \(L_{\mathrm {трещина},z}/L_{\mathrm {трещина},x}\)

      Механизмы обнаруженных отказов

      На рис. 5 показаны кривые отклонения под нагрузкой \(F = F_\mathrm {слева} + F_\mathrm {справа}\) всех типов.Можно видеть, что после изначально линейной кривой 12 балок демонстрируют нелинейное поведение до того, как будет достигнута несущая способность системы \(F_{\max}\). Эти нелинейности представляют собой, с одной стороны, трещины на стороне растяжения, что приводит к резкому скачку кривой нагрузки-перемещения, а с другой стороны, пластификации на стороне сжатия образца, что приводит к уменьшению градиента нагрузки-перемещения. После этого наблюдается хрупкое разрушение системы из-за образования трещин. Переход от линейной к нелинейной кривой можно объяснить локальными пластификационными эффектами в зоне сжатия балок, как это видно на рис.4а. Вычисление \(f_b\) по уравнению. (4) не отражает эти локальные пластификации, которые приводят к нелинейному распределению нормального напряжения по высоте поперечного сечения, поэтому формула рендеринга. (4) неточное. Скорее, \(f_b\) носит системный характер и представляет собой величину напряжения, соответствующую традиционной теории хрупкой прочности (Бланк и др., 2017).

      После образования первой трещины некоторые балки достигают более высокой несущей способности. Такое поведение наблюдается для 2 лучей типа А, 4 лучей типа В и 3 лучей типа С.\mathrm {dyn}\), эффективная жесткость \(E_{\mathrm {GLT,exp}}\) при квазистатическом четырехточечном изгибе, предел прочности при изгибе \(f_b\) и количество вышедших из строя ламелей \(n_ \mathrm {lam,failed}\)

      Чтобы идентифицировать закономерности в направлениях трещин, для каждого сегмента записанной геометрии трещин вычислялась разница высот \(\varDelta z\) между конечной и начальной точками. Впоследствии для каждой балки была рассчитана сумма этих значений, чтобы получить меру крутизны трещин: \(L _ {\ mathrm {трещина}, z} = \sum \varDelta z\).Точно так же составляющая, относящаяся к x -направлению, \(L_{\mathrm {трещина},x}\), была вычислена из суммы разностей \(\varDelta x\). На рис. 8 отношение этих двух результатов \(L _ {\ mathrm {трещина}, z}/L _ {\ mathrm {трещина}, x} \) отображается для каждой балки. При этом видно, что это отношение находится в том же диапазоне для балок класса прочности LS22 и, по-видимому, не зависит от количества слоев. Например, трещина протяженностью 1000 мм в направлении x в среднем сопровождается шагом z в 40 мм.Таким образом, такая трещина пересекает примерно одну пластину (напомним, что все пластины имеют толщину 33 мм). И наоборот, для класса LS15 отношение \ (L _ {\ mathrm {трещина}, z} / L _ {\ mathrm {трещина}, x} \) значительно больше, и трещина с \ (\ varDelta X = {1000} {\hbox {мм}}\) в среднем пересекает не менее 2 ламелей.

      Это поведение также можно наблюдать, сравнивая визуализацию узоров трещин двух классов классификации для одного и того же количества слоев, т. е. рисунки E.1 с E.2 и рисунки E.4 с рисунками E.5 соответственно. Для более низкого класса сортности LS15 картины трещин, по-видимому, остаются более локализованными по отношению к их протяженности в продольном направлении, что можно объяснить более высокой вероятностью наличия соседних слабых участков по сравнению с более высоким классом сортности LS22, что подчеркивается более высоким плотностью цветных пятен на графиках первого, показывающих расположение узлов, а также большим количеством голубоватых/темных цветов, обозначающих более высокие объемы одиночных узлов и, следовательно, более крупные узлы.

      Сравнение балок GLT для более низкого класса сортности LS15 (см. рисунки E.1 и E.4) показывает, что разница в размерах и пролетах изгиба, примерно в два раза превышающая длину и пролет изгиба для больших балок GLT, приводит почти в два раза больше крутизны трещин. Такое поведение можно объяснить тем, что при меньших размерах распространение трещины в вертикальном направлении ограничено их высотой, так как после разрушения всего двух пластин уже половина поперечного сечения балки растрескивается.Для больших балок GLT LS15 трещина, которая, как объяснено для этого класса градации, имеет тенденцию быть более локализованной и, таким образом, с большей вероятностью распространяться в вертикальном направлении, приводит к сравнительно большему количеству неудавшихся расслоений.

      Интересно, как упоминалось выше, мера крутизны балок LS22 (см. рис. Д.2, Д.3 и Д.5) кажется одинаковой для всех размеров и количества пластин. В данном случае это означает, что по мере увеличения пролета изгиба, а также расширения трещины в продольном направлении \(L _ {\ mathrm {трещина}, x}\) становится больше, больше слоев разрушается. 2=0,6\) и среднеквадратичной ошибки (RMSE) \(\sqrt{\mathrm {MSE}}={5,62}{\hbox {МПа}}\). На рис. 10а значения, предсказанные на основе регрессионной модели, нанесены на график в сравнении с фактическими значениями. Можно видеть, что более низкие значения прочности имеют тенденцию к завышению, в то время как более высокие значения прочности, как правило, занижаются по критерию.

      Кроме того, был введен параметр «жесткость-профиль-кривизна» для моделирования пространственной близости соседних слабых мест (см. рис. 9). Начиная с самой верхней ламели 0 (со стороны растяжения), определяют наименьшее значение жесткости в области максимального изгибающего момента.Для следующей ламели 1 определяются все локальные минимумы и выбирается ближайший к исходному слабому месту. Начиная с ламели 1, ищется следующее слабое место в ламели 2 и так далее. Наконец, градиент оценивается линейной регрессией через определенные точки. Идея этого подхода заключается в том, что градиент представляет структуру трещин, ответственных за разрушение.

      Рис. 9

      Пример результата вычисления кривизны профиля жесткости. В этом случае кривизна (отмеченная над четырьмя верхними слоями на графике профиля жесткости) вычисляется по 4 самым верхним пластинам

      Рис.10

      Расчетная прочность на изгиб по сравнению с экспериментально полученной \(f_b\), a с использованием модели линейной регрессии, приведенной в уравнении. (2), b с использованием профилей жесткости и прочности (для трех разных IP) в сочетании с критерием разрушения Цай-Ву и c с использованием профилей жесткости и прочности (для IP 3) в сочетании с критерием разрушения Цай-Ву. и метод среднего напряжения

      В качестве альтернативы используется более сложная модель, использующая двумерный анализ методом конечных элементов.Для этого подход, аналогичный механической модели в Kandler et al. (2015) был выбран. Вместо непрерывных профилей жесткости на основе лазерного сканирования для описания продольной жесткости каждой пластины используются трехмерные профили жесткости на основе КЭ в соответствии с рис.  1d. Кроме того, профили прочности используются для описания предела прочности при растяжении каждой ламели.

      Свойства материала извлекаются из набора профилей жесткости и прочности, предоставленных для процедуры КЭ.{-2}},\номер \\ E_R= \frac{E_L(x)}{15},\неномер \\ \nu _{RL}= 0,41, \неномер \\ \nu _{LR}= 0,027. \end{выровнено}$$

      (6)

      Значения \(E_L(x)\) получаются из профиля жесткости соответствующей пластины. Таким образом, для задачи плоского напряжения в каждой точке интегрирования матрица упругости \(\mathbb {C}\) вычисляется из

      $$\begin{aligned} \mathbb {C} = \left[ \begin{array} {lll} 1,011 E_L(x) \quad & 0,027 E_L(x) \quad & 0 \\ 0.027 E_L(x) \quad & 0,067 E_L(x) \quad & 0 \\ 0 \quad & 0 \quad & 650.0 \end{массив} \right] , \end{aligned}$$

      (7)

      где \(E_L(x)\) — значение профиля жесткости соответствующей ламели. Точно так же каждая точка интегрирования связана с параметрами прочности, которые получаются из соответствующего профиля прочности. Результаты, возвращаемые решателем КЭ, включают значения смещения всех узлов, а также напряжения во всех точках интегрирования.2 — 1 \le 0. \end{align}$$

      (8)

      Таким образом, L соответствует x , а R соответствует направлению z . Поскольку значения прочности на растяжение, представленные профилями прочности, изменяются в пространстве, соответствующие параметры зависят от местоположения точки интегрирования. Компоненты в L -направлении вычисляются в каждой точке интегрирования в соответствии с

      $$\begin{aligned} a_{LL}&= \frac{1}{f_{t,L}(x)}+\frac {1}{f_{c,L}}, \end{выровнено}$$

      (9)

      $$\begin{align} b_{LLLL}&= -\frac{1}{f_{t,L}(x)\ f_{c,L}}, \end{align}$$

      (10)

      , где \(f_{c,L}= -52.2}. \end{выровнено}$$

      (11)

      В соответствии с выводами, представленными в Serrano and Gustafsson (2007), применяется метод среднего напряжения. 2\).Полученные средние значения впоследствии используются в рамках критерия отказа Цай-Ву. По сравнению со строго точечной оценкой метод среднего напряжения дает более высокие оценки общей несущей способности системы.

      Сравнение соответствующих численных и экспериментальных результатов для прочности на изгиб \(f_b\) приведено на рис. 10b. Здесь показаны результаты использования процедуры с четырьмя различными IP для свойства прочности на растяжение. Результаты для IP 1 были опущены, так как результаты не продемонстрировали пригодного для использования соглашения.2=0,54\), что еще недостаточно надежно. Таким образом, можно сделать вывод, что, хотя поведение системы при отказе можно интерпретировать как хрупкое разрушение, такие механические модели хрупкого разрушения плохо согласуются с экспериментальными наблюдениями. Это наблюдение также согласуется с выводами, представленными в работе Blank et al. (2017).

      Статистическая обработка данных

      Рис. 11

      Линейные коэффициенты корреляции \(\delta\) и графики муравейников для входных и выходных параметров и их комбинаций.{N} (x_i-\шляпа{\mu}_X) (y_i-\шляпа{\mu}_Y)}{\шляпа{\sigma}_X \шляпа{\sigma}_Y} \end{выровнено}$$

      (12)

      где \(\mathrm {COV}(X,Y)\) — ковариация между двумя переменными, \(\sigma _X\) стандартное отклонение, \(x_i\) i -е измерение переменной X , N — размер выборки и \(\hat{\mu }_X\) оценочное среднее значение и \(\hat{\sigma }_X\) оценочное стандартное отклонение соответствующей переменной.Что касается балок GLT среднего размера (тип C), то эксперименты для нижнего класса точности не проводились и, кроме того, были доступны не все параметры для более высокого класса точности, на рис. 11, которые соответствуют 3D-КЭ и параметры профиля прочности, показаны результаты только для типов A, B, D и E. Данные сгруппированы в общие параметры и специальные группы параметров следующим образом:

      • Общие параметры Общие параметры охватывают пролет L и высоту h балки, а также среднюю влажность (MC). Также включена средняя массовая плотность \(\rho\) самой верхней (растянутой) ламели. Что касается корреляции внутри этой группы параметров, массовая плотность \(\rho\) и влажность имеют линейный коэффициент корреляции 0,78. Это можно объяснить увеличением веса (и, следовательно, увеличением значений для измерений массовой плотности) древесины с увеличением МС. Взаимосвязь между этими параметрами представлена ​​на рис. 11b.

      • Параметры морфологии сучка Исследуемые параметры морфологии сучка включают объем сучка, видимую площадь сучка на поверхности доски и площадь контакта сучка с окружающей матрицей древесины.При этом для каждого параметра используется общая сумма всех узлов самой верхней (растянутой) ламели, возникающих между двумя точками приложения нагрузки. Линейная корреляция между объемом сучка, видимой площадью сучка и площадью интерфейса составляет от 0,87 до 0,99. Следовательно, корреляция с интересующими величинами \(E_\mathrm{GLT,exp}\) и \(f_b\) для этих параметров примерно одинакова, как видно из трех крайних правых столбцов на рис. 11c. Можно заметить, что все три параметра коррелируют с длиной луча L и высотой луча h .Причиной такого поведения является увеличение расстояния между точками приложения нагрузки с большими размерами балки, см. также рис. 3, что, в свою очередь, приводит к увеличению общей суммы параметров морфологии узла. Расстояние до сердцевины не дало какой-либо заметной линейной корреляции с остальными параметрами.

      • Параметры, связанные с жесткостью Параметры, связанные с жесткостью, представляют собой профили жесткости, рассчитанные в соответствии с моделью, представленной в Kandler et al.(2015), а также подход 3D FE. Для обоих типов профиля жесткости в качестве параметра используется минимальное значение, возникающее в растянутой пластине между точками приложения нагрузки. Также кривизна профиля жесткости, соответствующая разд. 3.3, а также модель регрессии в уравнениях. (2) и (3) относятся к этой группе параметров. Неудивительно, что параметр регрессионной модели сильно коррелирует с параметром профиля жесткости. Можно наблюдать заметную корреляцию между двумя параметрами профиля жесткости и измерениями массовой плотности и содержания влаги.Причина этого наблюдения кроется в микромеханической модели (Hofstetter et al. 2005), которая использовалась для вычисления тензора жесткости Клирвуда в Kandler et al. (2015). Для микромеханической модели массовая плотность и влагосодержание являются двумя основными входными параметрами. Кроме того, два параметра профиля жесткости демонстрируют заметную корреляцию с параметрами морфологии узла. Морфологию узла можно интерпретировать как скрытый фактор, влияющий как на параметры морфологии узла, так и на расчет профиля жесткости.Хотя морфология узла не используется напрямую при расчете профилей жесткости, она влияет на отклонения волокон (Foley 2003) и, таким образом, является важным аспектом расчета профиля жесткости, представленным в Kandler et al. (2015).

      • Параметры, связанные с прочностью Параметры, связанные с прочностью, представляют собой профили прочности, рассчитанные в соответствии с разд. \mathrm {dyn}\) и остальными входными параметрами наибольшее значение линейной корреляции наблюдается с параметром профиля жесткости.2=0,50\). Выявляя четкую тенденцию, эти результаты указывают на то, что для надежного прогнозирования прочности на изгиб необходимо использовать более сложные модели. Интересно, что морфология узла, по-видимому, лучше коррелирует с прочностью на изгиб, чем применяемые индикаторные свойства. Для количества неудавшихся ламелей \(n_\mathrm {lam,failed}\) значимой корреляции выявить не удалось.

      Рис. 12

      10 самые высокие коэффициенты линейной корреляции между параметрами и результатами для a эффективной жесткости на изгиб \(E_\mathrm {GLT,exp}\), b прочности на изгиб \(f_b\) и c количество неудавшихся ламелей \(n_\mathrm {lam,failed}\). h_Kandler2015 обозначает подход, указанный в (3)

      Понимание вариантов инженерных деревянных балок

      Использование инженерных изделий из дерева является важным компонентом почти всех зданий с деревянным каркасом. В этой статье основное внимание будет уделено двум конкретным типам инженерных изделий из древесины: конструкционным композитным пиломатериалам (SCL) и деревянным каркасам из клееного бруса (Glulam). Понимание предполагаемого использования и различий между различными продуктами SCL и клееным каркасом имеет важное значение для профессионалов в области дизайна.

      Конструкционные композитные пиломатериалы (SCL) — это термин, используемый для описания семейства инженерных изделий из древесины, созданных путем наслоения древесного шпона или прядей и склеивания их влагостойкими клеями для формирования элементов несущего каркаса, таких как балки, стойки и колонны. Элементы SCL обладают многочисленными преимуществами по сравнению с распиленными традиционными пиломатериалами, включая более высокую прочность, стабильность размеров и устойчивость к изменениям влажности. SCL состоит в основном из трех продуктов: пиломатериалы из клееного бруса (LSL), пиломатериалы из параллельных прядей (PSL) и пиломатериалы из клееного шпона (LVL).

      Пиломатериалы из клееного бруса (LSL)  изготавливаются из стружечных древесных стружек и по внешнему виду напоминают ориентированно-стружечные плиты (OSB), хотя пряди расположены параллельно продольной оси элемента. Элементы обычно изготавливаются шириной 1 ¼”, 1 ½”, 1 ¾” и 3 ½” и глубиной 9 ¼”–16” для соответствия обычным двутавровым балкам. Доступны варианты шпилек эквивалентных размеров 2×4, 2×6 и 2×8, которые прочнее, прямее и (при необходимости) длиннее, чем пиломатериалы. LSL обычно дешевле, чем другие деревянные балки.

      Из-за высокой допустимой прочности на сдвиг балки LSL имеют возможность для большего проникновения, чем другие варианты балок из инженерной древесины. Хотя LSL и не так прочны, как балки LVL или PSL, они, как правило, дешевле и идеально подходят для коротких пролетов. LSL также идеально подходит для использования в условиях краев из-за минимальной усадки, коробления и высокой удерживающей способности крепежа при использовании в высоконагруженных диафрагмах или для передачи сдвига на стенках сдвига из фанеры.

      Пиломатериалы из параллельных прядей (PSL) изготавливаются из шпона, уложенного в длинные параллельные пряди и скрепленные вместе.Балки PSL в основном используются в балках и коллекторах, где требуется высокая прочность. Обычные размеры балок PSL доступны шириной 3 ½, 5 ¼ дюйма и 7 дюймов, а глубина соответствует двутавровым балкам от 9 1/2 дюйма до 24 дюймов. Колонны PSL также доступны в размерах, сравнимых с пиломатериалами, размером от 4×4 до 8×8.

      Балки

      PSL обычно дороже, чем балки из клееного бруса, LSL или LVL. Балки PSL могут быть окрашены или отделаны там, где требуется эстетически приятное наружное применение.

      Пиломатериалы из ламинированного шпона (LVL)  является общедоступным конструкционным продуктом, который производится аналогично PSL.Доступные размеры, прочность и жесткость аналогичны PSL, но, как правило, дешевле, что делает его наиболее часто используемым типом балки. Преимущество LVL заключается в том, что его можно изготавливать с меньшей шириной балки (1 ½, 1 ¾ дюйма), а несколько слоев можно ламинировать вместе, чтобы сформировать большую балку. Это особенно полезно в вариантах модернизации, когда подъем широкой тяжелой балки на место затруднителен или невозможен. Шпильки и колонны LVL также доступны у некоторых производителей.

      Клееный ламинированный брус (Glulam) изготавливается путем склеивания лицевых слоев высушенных в печи деревянных элементов, обычно размером 2×4 или 2×6, вместе с водостойким клеем для формирования деревянного профиля.Клееный брус популярен благодаря своей прочности, универсальности, доступности и стоимости. Стандартные балки стандартной ширины доступны шириной 3 1/8”, 3 ½”, 5 1/8”, 5 ½”, 6 ¾” и глубиной, превышающей балки SCL. Тем не менее, нестандартные клееные брусы могут быть изготовлены практически без ограничений по ширине, глубине и профилям, что дает клееным брусам явное преимущество перед балками SCL в их универсальности и архитектурной привлекательности. Клееный брус имеет долгую историю прекрасного использования на открытых больших открытых площадках, таких как сводчатые потолки, церкви, театры и множество других общественных мест. Процессы производства клееного бруса позволяют изгибать, изгибать элементы и изготавливать их в уникальных формах, таких как арки или элементы моста. Также могут быть указаны различные степени внешнего вида для открытых условий, чтобы повысить архитектурную привлекательность.

      Пожарное депо 76 в Грешаме, штат Орегон, которое выделяет клееные арки эпохи тюдоров

       

      Для наружных или атмосферных воздействий клееные балки обычно предпочтительнее балок SCL.Weyerhaeuser, один из немногих производителей PSL в США, имеет продукт Wolmanized PSL, который одобрен для применения в обрамляющих балках, подверженных воздействию погодных условий, но он относительно дорог. Существует несколько других вариантов лечения SCL. В качестве альтернативы для элементов из клееного бруса существуют варианты, обработанные давлением или обработанные консервантом. Кроме того, в США производится несколько видов клееного бруса с естественной прочностью, в том числе аляскинский желтый кедр и порт-орфордский кедр, которые представляют собой экологически чистую альтернативу химической обработке.

      И SCL, и клееные балки могут использоваться там, где требуется огнестойкий открытый элемент, при условии соблюдения положений главы 16 Национальной спецификации проектирования AWC ® (NDS ® ) для деревянных конструкций . Как правило, только более широкие секции балки соответствуют требуемой огнестойкости из-за глубины обугливания любой открытой поверхности. Это часто исключает использование LSL, а клееный брус обычно предпочтительнее LVL и PSL из-за стоимости, внешнего вида или доступных размеров балки.

      Профессионалы-проектировщики должны быть осведомлены о наличии конкретных продуктов и стоимости в своих областях во время проектирования, поскольку это может помочь определить, какие типы инженерных деревянных балок указаны. Хотя SCL и клееные балки иногда можно использовать взаимозаменяемо, они также имеют уникальные преимущества и ограничения, о которых следует знать.

      Родственные

      .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *