Дмитрий Николаевич Лазовский — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры строительных конструкций
211440, г. Новополоцк, ул. Блохина, д. 29
РИНЦ AuthorID: 907311, Scopus: 5720341798, ResearcherID: HGC-3867-2022
Dzmitry N. Lazouski — Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Building Structures
29 Blokhina st., Novopolotsk, 211440
RSCI AuthorID: 907311, Scopus: 5720341798, ResearcherID: HGC-3867-2022
Артур Иванович Гиль — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительных конструкций
211440, г. Новополоцк, ул. Блохина, д. 29
РИНЦ AuthorID: 907375
Artur I. Hil — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Building Structures
29 Blokhina st., Novopolotsk, 211440
RSCI AuthorID: 907375
Дмитрий Олегович Глухов — кандидат технических наук, доцент, главный инженер-программист
220141, г. Минск, пр. Независимости, д. 168/1
Scopus: 57191614869
Dzmitry O. Hlukhau — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Chief Software Engineer
168/1 Nezavisimosti st., Minsk, 220141
Scopus: 57191614869
Введение. Актуальными задачами проектирования строительных конструкций из древесины являются расчет и конструирование изгибаемых элементов с учетом сдвига (скалывания). Рассмотрен вариант применения деформационного подхода для расчета прочности деревянных элементов при поперечном изгибе с учетом сдвига, основанный на использовании диаграмм деформирования древесины при сжатии и растяжении с учетом нелинейной работы.
Материалы и методы. Верификация предложенного подхода расчета прочности проводилась на данных собственных экспериментальных исследований деревянных элементов при поперечном изгибе. Критерием разрушения элемента принято максимальное значение внутреннего усилия, при котором выполняются условия равновесия системы разрешающих уравнений, либо несоблюдение условий прочности при сдвиге в поперечных сечениях по длине площадки сдвига конструкции, в том числе с учетом нелинейной работы древесины при сжатии.
Результаты. Предложенный деформационный подход позволяет получить распределение сдвигающих усилий на участке возможного сдвига вдоль волокон балки на любой стадии нагружения. Анализ результатов экспериментально-теоретических исследований свидетельствует о возможности применения предложенного подхода для проверки прочности деревянных конструкций при изгибе с учетом сдвига. Экспериментально установлены схемы разрушения древесины при сдвиге, которые заключаются в сдвиге волокон не по плоскости в нейтральной зоне, а по годичным кольцам древесины. Предложенный критерий разрушения позволяет учитывать возможный сдвиг древесины при поперечном изгибе.
Выводы. На основе исследований сделан вывод, что особое внимание при расчете изгибаемых деревянных элементов с учетом сдвига следует уделять реальной прочности древесины на сдвиг, которая в реальных конструкциях зависит от площадки сдвига с учетом расположения годичных колец в поперечном сечении конструкции.
Introduction. The calculation and design of bending elements taking into account shear (spalling) are urgent tasks in the design of building structures made of wood. The variant of application of the deformation approach to calculate the strength of wooden elements in transverse bending taking into account shear, based on the use of wood deformation diagrams in compression and tension taking into account nonlinear work, is considered.
Materials and methods. The verification of the proposed strength calculation approach was carried out on the basis of our own experimental studies of wooden elements during transverse bending. The criterion for the destruction of an element is the maximum value of the internal force at which the equilibrium conditions of the system of resolving equations are fulfilled, or non-compliance with shear strength conditions in cross-sections along the length of the shear site of the structure, including taking into account the nonlinear work of wood during compression.
Results. The proposed deformation approach makes it possible to obtain the distribution of shear forces in the area of possible shear of the beam fibres at any stage of loading. An analysis of the results of experimental and theoretical studies indicates the possibility of using the proposed approach to test the strength of wooden structures when bending, taking into account shear. Schemes of wood destruction during shear were experimentally established, which consist in shifting the fibres not along the plane in the neutral zone, but along the annual rings of wood. The proposed destruction criterion makes it possible to take into account the possible displacement of wood during transverse bending.
Conclusions. Based on the research, it was concluded that special attention should be paid to the actual shear strength of wood when calculating bent wooden elements, taking into account shear, which in real structures depends on the shear site, taking into account the location of the growth rings in the cross-section of the structure.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.