Естественные и технические науки, № 9-10, 2014
Рощина С.В., доктор технических наук, профессор
Лукин М.В., кандидат технических наук, доцент
Лисятников М.С., аспирант (Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н.Г. Столетовых) Марков С.В., кандидат технических наук, профессор Синютин А.В., магистрант Голубко А.И., магистрант (Московский государственный строительный университет)
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДЕРЕВОКОМПОЗИТНЫХ БАЛОЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
В статье рассмотрены вопросы усиления деревянных балочных конструкций внешним армированием.
Ключевые слова: балка, усиление, композитные конструкции.
IMPROVEMENT WOOD COMPOSITE BEAM CONSTRUCTION
The article discusses strengthening wooden beam structures external reinforcement.
Keywords: beam, amplification, composite structures.
Широко известно, что традиционно в качестве основного материала для армирования деревянных конструкций используется металл. Одним из типов композитных конструкций являются конструкции с внешним армированием [1-9].
Основными элементами такой деревоклееной композитной балки являются древесина, стальной прокат в виде швеллера и арматурных стержней. Сечение исследуемых балок составляет 100х240 мм. Швеллер устанавливается, либо в верхней (сжатой), либо в нижней (растянутой) зоне балки, номер проката выбирается по ширине сечения балки (.№12). Крепление швеллера к телу балки выполняется при помощи наклонно вклеенных арматурных стержней класса А-400 периодического профиля диаметром 10 мм. Расположение их принимается по главным растягивающим, либо сжимающим напряжениям под углом 450 с шагом 300 мм по длине балки. Варианты композитных балок перекрытия представлены на рис.1.
В предложенной конструкции деревоклееных балок уменьшено поперечное сечение на 20-30%, монтажная масса на 30-40%.
Армирование композитных балок повысило их несущую способность на 47...66% и уменьшило деформативность на 54.62% по сравнению с деревянными. Это позволяет использовать их для повышенных нагрузок, расширяет область применения и сокращает расход древесины при производстве деревянных конструкций.
В процессе исследования разработана технология изготовления таких деревокомпозит-ных конструкций, позволяющая существенно снизить материалоемкость изделий. Совершенствование технологического процесса предусматривает совмещение отдельных видов работ, применения современного технологичного оборудования и новых наноклеевых композиций. Применение углеродных нанотрубок в составе клеевой композиции увеличивает трещино-стойкость древесины, повышая адгезионно-когезионные характеристики соединения на границе стеклоткань - древесина.
Естественные и технические науки, № 9-10, 2014
Вариант 1. Композитная балка перекрытия армированая сверху по главным сжимающим напряжениям
ISA : ю J а. , 3W , т ™ 1(Ш . 300 f 300 4M 300 300 250
/ -J- / / / у \ —V- \ \ \
/ \ 4 4
150 Ofl яоо . . 300 300 100 WI •irtrt 300
--------- 4800
Вариант 2. Композитная балка перекрытия армированая снизу по главным растягивающим напряжениям
-isa)__.'.х ни ■■■■
ж _Ш—
"-L » Т!
_2Ш_I_ТОО I •'•■<>
J"—)—m—I-т ]._ив ]_ж_J_2»_
Вариант 3. Композитная балка перекрытия армированая сверху по главным растягивающим напряжениям
-15ÍL,—но f Ш ^ 1»п ^ _ зи . 1011 ^ т
Ж , у;'1 ^ | ж) f m ^ • -) ^ _LV|_
--
И"--зоп
Вариант 4. Композитная балка перекрытия армированая снизу по главным сжимающим напряжениям
-.-J0Q
im _Щ—
лхЦ—ш—J-ш—I щи [ i.-.-. I. in I да
Ш-i-Ж._I_ж_J__I inri I пп
Рис.1. Варианты композитных балок перекрытия
Разработанная технология изготовления деревокомпозитных конструкций с симметричным армированием, позволяет существенно снизить материалоемкость изделий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рощина С.И., Щуко В.Ю. Клееные армированные деревянные конструкции. Учебное пособие. Издательство ГИОРД, г. Санкт-Петербург, 2009 г. 128 с.
2. Рощина С.И., Прочность и деформативность клееных армированных деревянных конструкций при длительном действии нагрузки. Диссертация докт. тех. наук, Москва, 2009 г.
3. Лукин М.В., Совершенствование конструкций и технологии производства деревоклее-ных композитных балок. Диссертация канд. тех. наук. САФУ, Архангельск, 2010 г.
4. Рощина С.И., Сергеев М.С., Лукина А.В., Лисятников М.С. Исследование деревокомпозитных конструкций с применением эпоксидных олигомеров модифицированных углеродными нанотрубками, «Научно-технический вестник Поволжья», 2013, №2, с. 189...192.
5. Рощина С.И., Михайлов В.В., Шохин П.Б. Экспериментальное определение меры ползучести древесины. Научный журнал «Научно-технический вестник Поволжья», 2011, №5, с. 219-222.
6. Рощина С.И., Римшин В.И. Экспериментальные исследования клееных армированных деревянных балок при длительном воздействии нагрузки. Научно-технический журнал « Строительство и реконструкция», Орел, ОрелГТУ, №5 (31), 2010, С.32-35.
7. Казачек В.Г., Нечаев Н.В., Нотенко С.Н., Ройтман А.Г., Римшин В.И. Обследование и испытание зданий и сооружений. М.: ТИД «Студент», 2012, 655 с.
8. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Усиление железобетонных конструкций при коррозионных повреждениях. М.: МГАКХиС, 2009, 84 с.
9. Курбатов В.Л., Римшин В.И. Практическое пособие инженера - строителя. М.: ТИД «Студент», 2012, 650 с.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.