Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ . . . 5
Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ . . . 9
Дощатые конструкции и напряженное состояние их элементов . 9
Прочность древесины элементов строительных конструкций . . 13
1.3.^Методы контроля прочности древесины элемен
тов строительных конструкций 22
Методология нормирования показателей прочности 26
Обоснование выбранного направления и задачи исследования 32
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИС-СЛЕЩОВАНИЙ
Постановка исследований .......... 35
Напряженно-деформированное состояние изгибаемого элемента в зоне сучка и зубчатого соединения 51
Статистическая оценка прямых и косвенных показателей прочности элементов конструкций 64
2.4. Методика испытания строительных конструкций 75
Глава 3. ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИШОСТЬ ЦЕЛЬНОДЕРЕВЯННЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ ДОЩАТЫХ КОНСТРУКЦИЙ S7
3.1. Статистический анализ прямых и косвенных
показателей прочности элементов дощатых кон
струкций 89
Стр.
Регрессионный анализ связи показателей предела прочности дощатых элементов с параметрами сучков ЮІ
Влияние чистой древесины на показатели предела прочности элементов дощатых конструкций 131
Регрессионный анализ связи упругих показателей дощатых элементов с параметрами сучков 138
Оценка показателей предела прочности элементов дощатых конструкций по упругим характеристикам. Комбинированный метод оценки прочности 149
Глава 4. ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ КЛЕЕНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
ДОЩАТЫХ КОНСТРУКЦИЙ 166
Прочность и деформативность изгибаемых наг-ружением кромки, пласти и растянутых элементов, склеенных по длине 166
Статистический анализ изменчивости прочности при изгибе нагружением пласти склеенных по длине элементов серийного заводского изготовления ..... 188
Прочность при изгибе нагружением кромки склеенных по длине и кромке элементов ,. 198
Глава 5. ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ НОРМАТИЮВ ПРОЧНОСТИ ДРЕ
ВЕСИНЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ИХ КОСВЕННЫХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ 210
5,1. Расчет нормативных сопротивлений, а также па
раметров сучков и модуля упругости, обеспечи
вающих их заданный уровень , 211
Стр.
Проверка обеспеченности показателей прочности древесины строительных конструкций 223
Несущая способность дощатых конструкций, изготовленных на основе разработанных требований к древесине 237
Прочность и деформативность панелей перекрытия 237
Прочность и деформативность дощатых ферм 249
Глава 6. Предложения по уточнению требований к дре
весине дощатых конструкций и их технико-
экономическое обоснование 253
Предложения для нормативных документов 253
Технико-экономическая оценка эффективности внедрения результатов исследований 361
ВЫВОДИ 268
ЛИТЕРАТУРА . . 271
ПРШЮІШИЯ 284
-, 5 -
Введение к работе
В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 года и на период до 1990 года" отмечена необходимость расширения выпуска деревянных конструкций и укрепления строительной индустрии по их производству, что определяется повышением качества и надежности выпускаемых конструкций при рациональном использовании имеющихся лесоматериалов, сортовой состав которых существенно изменился в последние десятилетия*
Один из возможных путей решения настоящей задачи состоит в разработке новых требований по обеспечению показателей прочности древесины.
Несмотря на значительное количество ранее выполненных в этом направлении работ, среди которых следует особо отметить исследования Е.Й.Савкова / 93 /, Ю.М.Йванова / 37 /, А.М.Боровикова / 12 /, выявивших несовершенство системы нормативов показателей прочности древесины и недостаточность их оценки по принятым в действующей нормативно-технической документации показателям качества, указанная задача практически не ставилась.
Вместе с тем она требует совместного исследования прочности как цельных, так и клееных пиломатериалов, позволяющих получить конструктивные элементы любых необходимых размеров, применение которых затруднено ввиду отсутствия надлежащих рекомендаций.
Таким образом работа посвящена актуальному вопросу повышения эффективности использования древесины при обеспечении заданной несущей способности деревянных конструкций-, решение которого получено на основе статистического анализа комплексной регрессионной модели связи прочностных и деформативных свойств дощатых
элементов с косвенными их показателями (размерами и расположением пороков, шириной годичных слоев, а также модулями упругости, что, наряду с выявлением особенностей напряженно-деформированного состояния элементов в зоне сортообразующего порока (сучка) и зубчатого соединения, позволило обосновать их необходимые нормативы.
Исследования проведены в соответствии с планом научно-исследовательских работ по проблеме деревянных конструкций Госстроя СССР (целевая комплексная программа 0.Ц.ЗІ, подпрограмма 0.55Д6Ц, задание 03.01.03).
В диссертации получен ряд новых результатов:
выявлены особенности напряженно-деформированного состояния изгибаемых элементов в зоне пороков (сучка и зубчатого соединения) ;
доказана возможность и целесообразность установления единых групп прочности пиломатериалов (как цельных, так и клееных) для дощатых элементов деревянных конструкций и обоснованы их нормативные и расчетные сопротивления при основных видах напряженного состояния;
установлены закономерности связи предела прочности с наиболее значимыми параметрами сучков и упругими характеристиками, что позволило обосновать их нормативы, обеспечивающие заданные нормативные сопротивления;
обоснованы предложения по контролю прочности клееных элементов дощатых конструкций серийного заводского изготовления.
Практическое значение работы состоит в том, что разработанные требования к качеству пиломатериалов при обеспечении заданной прочности элементов строительных конструкций расширяют сырьевую базу за счет вовлечения пиломатериалов низших сортов и не-
дефицитных длин и сечений. Например, расчетный экономический эффект от применения пиломатериалов, отвечающих разработанным требованиям, на годовую программу 195 типовых 16-ти квартирных домов общей площадью 170 тыс.м2 составляет 297,8 тыс.руб. при варианте без оклеивания и 737,8 тыс.руб. при варианте со склеиванием пиломатериалов по длине.
Достоверность рекомендаций и выводов, содержащихся в диссертации, подтверждается экспериментальными исследованиями панелей перекрытия и ферм натурных размеров.
Результаты исследований использованы при разработке нормативных документов в части:
нормативных сопротивлений пиломатериалов двух групп прочности и обеспечивающих их требований к порокам (ТУ 13-722-83. "Доски конструкционные. Технические условия");
показателей прочности клееных пиломатериалов для строительных конструкций (ГОСТ 20850-84. "Конструкции деревянные клееные несущие. Общие технические условия" и в "Пособии по проектированию деревянных конструкций"); а также внедрены на Волоколамском ЭЗСК посредством применения разработанных методов оценки прочности пиломатериалов для несущих элементов стеновых панелей и плит перекрытия.
Основные результаты доложены на конференциях молодых ученых и специалистов в Архангельском лесотехническом институте им. В.В.Куйбышева (1982 г.) и в Центральном научно-исследовательском институте механической обработки древесины (1983 г.).
На защиту выносятся:
- особенности напряженно-деформированного состояния изгибае
мых элементов в зоне пороков (сучка и зубчатого соединения), оп-
ределяющие их прочность;
предложенная система групп прочности^ древесины (цельной и клееной) элементов деревянных конструкций ж их нормативные и расчетные сопротивления при основных видах напряженного состояния;
регрессионные модели связи показателей прочности при изгибе нагружением на кромку и пласть, а также при растяжении с параметрами сучков и упругими показателями;
нормативные значения параметров сучков и упругих показателей, обеспечивающие требуемые нормативные сопротивления древесины предложенной градации групп прочности;
требования к качеству древесины, обеспечивающие заданную несущую способность строительных конструкций.
