Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
СПб: СПбГАСУ, 2009. — 299 с.
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор Никитин Г.Г. Целью диссертационной работы является разработка и исследование плоских балочных ферм с применением эффективного конструкционного бруса, клееного из однонаправленного шпона хвойных пород (далее ЛВЛ). На основании поставленной цели сформулированы задачи исследования:
- выявить рациональное очертание плоской балочной фермы из ЛВЛ, на основании технико-экономических показателей;
- выполнить экспериментальные исследования:
- по определению основных прочностных характеристик ЛВЛ, и древесно-слоистого пластика марки В (ДСП-В) в связи с отсутствием достоверных данных;
- узловых сопряжений ЛВЛ при статическом нагружении;
- по определению зависимости несущей способности соединений ЛВЛ от типа связи, диаметра и схемы расстановки болтов вдоль волокон;
- обосновать эффективность предложенных конструктивных решений устройства фасонок из ДСП-В в узловых соединениях;
- определить значения коэффициента учета связей (Ксв) для накладок из ДСП-В; провести экспериментальное исследование предлагаемых конструкций из ЛВЛ при использовании конструкций малого пролета для изучения характера работы нового материала и его узловых сопряжений;
- предложить базовые наработки для создания программного обеспечения по подбору сечения ветвей в плоских балочных фермах из ЛВЛ и древесины, с целью применения унифицированных элементов;
- для составных элементов деревянных конструкций из ЛВЛ предложить формулы определения значений коэффициента податливости соединений Кс;
- обосновать использование ЛВЛ в сквозных конструкциях, на примере балочных ферм, и провести сравнительный анализ по технико-экономическим параметрам с традиционными материалами (металл, древесина);
- подтвердить целесообразность предложенной конструкции на практике;
- дать рекомендации для проектирования и сделать общие выводы по проведенным опытно-конструкторским разработкам и исследованиям. Методика исследований:
- выполнение анализа существующих конструктивных решений деревянных стропильных ферм и их узловых соединений;
- изучение существующих методик расчёта несущих элементов деревянных ферм.
- адаптация методик проведения испытаний и определения расчетных сопротивлений слоистой клееной древесины при различных видах одноосного напряженного состояния (сжатие, растяжение и поперечный изгиб);
- проведение натурных исследований. Научная новизна работы состоит в следующем:
1 На основании экспериментальных исследований автором предложена методика определения расчетной несущей способности нагелей на один шов сплачивания (условный срез) для соединений элементов из ЛВЛ с фасонками из ДСП-В.
2 Экспериментально определены:
- новые данные расчетных сопротивлений ЛВЛ при различных видах одноосного напряженного состояния (сжатие, растяжение и поперечный изгиб); значения расчетного сопротивления ЛВЛ смятию под углом а.
- несущая способность соединений в зависимости от типа связей, схемы расстановки и их диаметра вдоль, поперек и под углом к волокнам ЛВЛ и ДСП-В.
3 Получены новые значения коэффициентов учета податливости связей в узлах и соединениях в составных элементах из ЛВЛ, которые позволяют оперативно подобрать сечения несущих стержневых элементов плоских балочных ферм.
4 Предложены методики и наработки для создания программного обеспечения по расчету и подбору сечений элементов плоских балочных ферм различного пролета из ЛВЛ и древесины, направленных на применение унифицированных элементов.
5 Подтверждено применение бруса, клееного из однонаправленного шпона, в качестве эффективного конструкционного материала для балочных ферм в промышленном и гражданском строительстве, в том числе в зданиях с химически агрессивными средами.
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор Никитин Г.Г. Целью диссертационной работы является разработка и исследование плоских балочных ферм с применением эффективного конструкционного бруса, клееного из однонаправленного шпона хвойных пород (далее ЛВЛ). На основании поставленной цели сформулированы задачи исследования:
- выявить рациональное очертание плоской балочной фермы из ЛВЛ, на основании технико-экономических показателей;
- выполнить экспериментальные исследования:
- по определению основных прочностных характеристик ЛВЛ, и древесно-слоистого пластика марки В (ДСП-В) в связи с отсутствием достоверных данных;
- узловых сопряжений ЛВЛ при статическом нагружении;
- по определению зависимости несущей способности соединений ЛВЛ от типа связи, диаметра и схемы расстановки болтов вдоль волокон;
- обосновать эффективность предложенных конструктивных решений устройства фасонок из ДСП-В в узловых соединениях;
- определить значения коэффициента учета связей (Ксв) для накладок из ДСП-В; провести экспериментальное исследование предлагаемых конструкций из ЛВЛ при использовании конструкций малого пролета для изучения характера работы нового материала и его узловых сопряжений;
- предложить базовые наработки для создания программного обеспечения по подбору сечения ветвей в плоских балочных фермах из ЛВЛ и древесины, с целью применения унифицированных элементов;
- для составных элементов деревянных конструкций из ЛВЛ предложить формулы определения значений коэффициента податливости соединений Кс;
- обосновать использование ЛВЛ в сквозных конструкциях, на примере балочных ферм, и провести сравнительный анализ по технико-экономическим параметрам с традиционными материалами (металл, древесина);
- подтвердить целесообразность предложенной конструкции на практике;
- дать рекомендации для проектирования и сделать общие выводы по проведенным опытно-конструкторским разработкам и исследованиям. Методика исследований:
- выполнение анализа существующих конструктивных решений деревянных стропильных ферм и их узловых соединений;
- изучение существующих методик расчёта несущих элементов деревянных ферм.
- адаптация методик проведения испытаний и определения расчетных сопротивлений слоистой клееной древесины при различных видах одноосного напряженного состояния (сжатие, растяжение и поперечный изгиб);
- проведение натурных исследований. Научная новизна работы состоит в следующем:
1 На основании экспериментальных исследований автором предложена методика определения расчетной несущей способности нагелей на один шов сплачивания (условный срез) для соединений элементов из ЛВЛ с фасонками из ДСП-В.
2 Экспериментально определены:
- новые данные расчетных сопротивлений ЛВЛ при различных видах одноосного напряженного состояния (сжатие, растяжение и поперечный изгиб); значения расчетного сопротивления ЛВЛ смятию под углом а.
- несущая способность соединений в зависимости от типа связей, схемы расстановки и их диаметра вдоль, поперек и под углом к волокнам ЛВЛ и ДСП-В.
3 Получены новые значения коэффициентов учета податливости связей в узлах и соединениях в составных элементах из ЛВЛ, которые позволяют оперативно подобрать сечения несущих стержневых элементов плоских балочных ферм.
4 Предложены методики и наработки для создания программного обеспечения по расчету и подбору сечений элементов плоских балочных ферм различного пролета из ЛВЛ и древесины, направленных на применение унифицированных элементов.
5 Подтверждено применение бруса, клееного из однонаправленного шпона, в качестве эффективного конструкционного материала для балочных ферм в промышленном и гражданском строительстве, в том числе в зданиях с химически агрессивными средами.