Обзор статьи

Анализ различных моделей разрушения соединений «сталь - дерево» с самонарезающими нагелями

УДК: 

624.011

DOI: 

10.23968/1999-5571-2020-17-5-72-81

Страницы: 

72-81

Аннотация: 

Несущая способность нагельных соединений деревянных конструкций определяется по двум предельным состояниям: разрушение древесины (смятие) либо деформация стального нагеля (изгиб). Обе модели разрушения являются пластичными. В некоторых случаях возможно хрупкое разрушение, которое будет определять несущую способность соединения. Однако в российских нормах хрупкое разрушение нагельных соединений не рассматривается, так как данный вид разрушения исключается правилами расстановки нагелей. Приложение А Еврокода 5 включает расчеты хрупкого разрушения, вызванные скалыванием блока или ряда древесины в соединениях. В работах [10, 11] авторы рассматривали различные модели разрушений для соединений с нагелями большого диаметра (более 12 мм). В данном исследовании автор оценивает и классифицирует расчетные модели для хрупкого разрушения в соединениях деревянных конструкций с использованием самонарезающих нагелей малого диаметра (менее 12 мм), которые не представлены в стандартах Еврокод 5 и СП 64.13330.2017. Предложены решения для уменьшения вероятности возникновения хрупкого разрушения в таких соединениях.

Список цитируемой литературы: 

  1. Soltis L. A., Wilkinson T. L. Bolted-connection design. Madison, WI: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, 1987. 21 p

  2. Hanhijärvi A., Kevarinmäki A. Design method against timber failure mechanisms of dowelled steel-to-timber connections // CIB-W18 Timber Structures, Bled, Slovenia, 2007. Paper 40-7-3

  3. Hanhijärvi A., Kevarinmäki A. Timber Failure Mechanisms in High-Capacity Dowelled Connections of Timber to Steel: Experimental results and design. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Publications, № 677. 2008. URL: http://www.vtt.fi/inf/pdf/publications/2008/P677.pdf

  4. Quenneville P., Zarnani P. Proposal for the Connection Chapter of the New Zealand Design of Timber Structures. Unpublished, 2017

  5. Yurrita M., Cabrero J. M. Effective thickness of timber elements for the evaluation of brittle failure in timber-to-steel connections with large diameter fasteners loaded parallel-to-grain at the elastic range: A new method based on a beam on elastic foundation // Engineering Structures. 2020. Vol. 209. Paper 109959

  6. Jockwer R., Fink G., Köhler J. Assessment of the failure behaviour and reliability of timber connections with multiple dowel-type fasteners // Engineering Structures. 2018. Vol. 172. Pp. 76-84

  7. Gehri E., Mischler A. Multiple shear steel-to-timber joints // Madsen B. Behaviour of Timber Connections. Vancouver, Canada: Timber Engineering Ltd, 2000. Pp. 367-403

  8. Черных А. Г., Данилов Е. В. Методы исследования соединений деревянных конструкций на когтевых шпонках // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 2. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=8685 (дата обращения: 02.10.2020)

  9. Jorissen A. J. M. Double shear timber connections with dowel type fasteners: Ph.D. thesis. Delft, 1998. 284 p

  10. Cabrero J., Yurrita M. Performance assessment of existing models to predict brittle failure modes of steel-to-timber connections loaded parallel-to-grain with dowel-type fasteners // Engineering Structures. 2018. Vol. 171. Pp. 895-910

  11. Yurrita M., Cabrero J. M., Quenneville P. Brittle failure in the parallel-to-grain direction of multiple shear softwood timber connections with slotted-in steel plates and dowel-type fasteners // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 216. Pp. 296-313

  12. Jockwer R., Fink G., Köhler J. Assessment of existing safety formats for timber connections - How probabilistic approaches can influence connection design in timber engineering // International Conference on Connections in Timber Engineering, Austria, 13.09.2017. Pp. 16-31.

  13. Ашкенази Е. К. Анизотропия древесины и древесных материалов. М.: Лесная промышленность, 1978. 223 с

  14. Максимов П. В., Волков А. И. Расчет каркасных деревянных конструкций с применением МКЭ // Вестник Пермского нац. исслед. политехн. ун-та. Механика. 2012. № 1. С. 73-92

  15. Ведяков И. И., Пятикрестовский К. П. Очерк истории создания норм проектирования строительных конструкций. Часть 2 // Вестник НИЦ «Строительство». 2018. № 3 (18). С. 30-46

Ключевые слова: 

Полный текст (файл): 

PDF

Авторы: 

Чан Куок Фонг Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Санкт-Петербург, Россия

Другие статьи авторов: 

Выпуск журнала

№ 5 (82) Октябрь 2020