vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2017-44-3-156-164vdgtu-440Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРАBUILDING AND ARCHITECTUREУЧЕТ ПОЛЗУЧЕСТИ ДРЕВЕСИНЫ В РАСЧЕТАХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА ПРИМЕРЕ СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМОЙ ЛИНЗООБРАЗНОЙ БЛОК-ФЕРМЫTHE CALCULATION OF WOODEN CONSTRUCTIONS TAKING INTO ACCOUNT THE CREEP OF WOOD ON THE EXAMPLE OF A STATICALLY INDETERMINATE LENTICULAR BLOCKED TRUSSИнжутовИ. С.InzhutovI. S.

660000, г. Красноярск, Свободный проспект, 79, Россия

доктор технических наук, профессор, кафедра строительных конструкций и управляемых систем

79 Svobodny Ave., Krasnoyarsk 660041, Russia

Dr. Sci., (Technical) Prof., Department of Building Constructions and Controlled Systems

i.s.i.sfu@mail.ruМезенцевВ. В.MezentsevV. V.

660000, г. Красноярск, Свободный проспект, 79, Россия

магистрант

79 Svobodny Ave., Krasnoyarsk 660041, Russia

Master's student

Vladslav.Mezentsev@yandex.ruРожковА. Ф.RozhkovA. F.

660000, г. Красноярск, Свободный проспект, 79, Россия

кандидат технических наук, доцент, кафедра строительных конструкций и управляемых систем

79 Svobodny Ave., Krasnoyarsk 660041, Russia

Cand. Sci. (Technical), Assoc. Prof., Department of Building Constructions and Controlled Systems

89994433191@yandex.ruХованскийМ. Е.KhovanskyM. E.

660000, г. Красноярск, Свободный проспект, 79, Россия

магистрант

79 Svobodny Ave., Krasnoyarsk 660041, Russia

Master's student

maximko222@mail.ruСибирский Федеральный университетРоссияSiberian Federal UniversityRussian Federation201721122017443156164Copyright © Инжутов И.С., Мезенцев В.В., Рожков А.Ф., Хованский М.Е., 20172017Инжутов И.С., Мезенцев В.В., Рожков А.Ф., Хованский М.Е.Inzhutov I.S., Mezentsev V.V., Rozhkov A.F., Khovansky M.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/440Цель

Цель. Целью исследования является уточнение расчета деревянных конструкций, а именно  использование в расчете по второй группе предельного состояния переменного модуля  упругости для более точного прогноза прогибов.

Метод

Метод. Исследование проводилось по методике учета ползучести на основе использования  в расчетах переменного модуля упругости или «модуля полных деформаций», в величине  которых помимо упругих, учитываются остаточные деформации, доля которых  увеличивается по мере возрастания уровня напряжений в деревянных элементах.

Результат

Результат. Произведен расчет статически неопределимой пространственной  деревометаллической линзообразной блок-фермы, загруженной равномерно распределенной нагрузкой. На первом этапе конструкция была рассчитана с  модулем упругости всех деревянных элементов E= 10000 МПа в соответствии со сводом  правил (СП 64.13330.2011 (актуализированная редакция СНиП II-25-80). На втором этапе модуль упругости был заменен на переменный, то есть, подобран в зависимости от уровня  напряжений в элементах с помощью интерполяции. Полученные значения прогибов  проанализированы и сопоставлены с предельным значением для данной конструкции.  Исследование проводилось без учета податливости узловых соединений и пороков древесины, что также может оказать существенное влияние на значение прогиба.

Вывод

Вывод. Использование переменного модуля упругости в расчетах существенным образом  влияет на величину прогибов (в нашем случае увеличение составило 30%). Исследование  подтверждает необходимость учета ползучести древесины и уточнения расчетов деревянных конструкций. Данная аппроксимирующая зависимость при разных уровнях  влажности древесины позволит производить расчеты деревянных конструкций на более высоком теоретическом уровне.

Objectives The aim of the study is to refine the calculation of wooden constructions, in particular, to use variable elastic modulus  for the calculation of the second group of the limiting state in order to predict the deformations more accurately.

Methods The study is carried out using the method of creep  consideration based on the use of either variable elastic modulus or  the “modulus of total deformations” for the calculations. These  moduli, besides the elastic, account for residual deformations, while  the fraction of the latter increases with increasing stress levels in the wooden elements.

Results The calculation of statically indeterminate spatial timber-metallic lenticular block-truss loaded with a uniformly distributed  load is carried out. At the first stage, the construction was calculated using the elastic modulus of all wooden elements E =  10000 MPa in accordance with the set of rules (SP 64.13330.2011  (updated version of SNiP II-25-80). At the second stage, the elastic  modulus was replaced by variable, i.e., matched to the level of  stresses in the elements by means of interpolation. The obtained  deflection values are analysed and compared to the construction  limiting value. The study was conducted without taking into account the flexibility of node connections and defects of the wood, which  can also have a significant effect on the deflection value.

Conclusion The use of a variable elastic modulus for calculations  significantly influences the magnitude of deformations (in our case,  deflections are increased by 30%). The study confirms the need to  take into account the creep of wood and refine the calculations of  wooden structures. Such approximating dependence at different moisture levels of wood will allow the calculation of wooden  structures to be performed at a higher theoretical level.

ползучесть древесинырасчет деревянных конструкцийбольшепролетные конструкциидлительный модуль упругостипрогибwood creepcalculation of wooden constructionslarge-span constructionslongterm elastic modulusdeflectionReferencesАрленинов Д.К., Арленинов П.Д. Переменный модуль упругости древесины. Вестник МГСУ, 2011,2(1), 150-152.Arleninov D.K., Arleninov P.D. Peremennyy modul' uprugosti drevesiny. Vestnik MGSU. 2011; 2(1):150-152. [Arleninov D.K., Arleninov P.D. Variable elasticity moduli of wood. Scientific and Engineering Journal for Construction and Architecture. 2011; 2(1):150-152. (In Russ.)]Арленинов Д.К. Инженерный метод учета ползучести древесины при определении прогибов. Вестник МГСУ, 2011,2(1), 147-149.Arleninov D.K. Inzhenernyy metod ucheta polzuchesti drevesiny pri opredelenii progibov. Vestnik MGSU. 2011; 2(1):147-149. [Arleninov D.K. Engineering method of accounting for creep of wood in determining deflections. Scientific and Engineering Journal for Construction and Architecture. 2011;2(1):147-149. (In Russ.)]Арленинов Д.К., Беккер Д.А. Влияние уровня напряжений на ползучесть древесины при изгибе. Лесной журнал, 2015,(6), 128-137.Arleninov D.K., Bekker D.A. Vliyanie urovnya napryazheniy na polzuchest' drevesiny pri izgibe. Lesnoy zhurnal. 2015; 6:128-137. [Arleninov D.K., Bekker D.A. The influence of the stress level on the creep of wood during bending. Forestry journal. 2015; 6:128-137. (In Russ.)]Пятикрестовский К.П., Травуш В.И. О программировании нелинейного метода расчета деревянных конструкций.Academia. Архитектура и строительство, 2015,(2), 117-121.Pyatikrestovskiy K.P., Travush V.I. O programmirovanii nelineynogo metoda rascheta derevyannykh konstruktsiy. Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo. 2015; 2:117-121. [Pyatikrestovskiy K.P., Travush V.I. About programming of nonlinear method of calculation of wooden constructions. Academia. Architecture and Construction. 2015; 2:117-121. (In Russ.)]Бондаренко В.М. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона. Харьков: Издательство Харьковского университета, 1968. 323 с.Bondarenko V.M. Nekotorye voprosy nelineynoy teorii zhelezobetona. Khar'kov: Izdatel'stvo Khar'kovskogo universiteta; 1968. 323 s. [Bondarenko V.M. Some questions of the nonlinear theory of reinforced concrete. Khar'kov: Publishing house of Khar‘kov University; 1968. 323 p. (In Russ.)]Рожков А.Ф. Управляемые блок-секции с предварительно напряженными деревянными элементами. Дисс. канд. техн. наук. Красноярск, 2006. 191 с.Rozhkov A.F. Upravlyaemye blok-sektsii s predvaritel'no napryazhennymi derevyannymi elementami. Dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni kand. tekhn. nauk. Krasnoyarsk. 2006. 191 s. [Rozhkov A.F. Managing of block sections with prestressed wooden elements. Published Candidaie of Technical Sciences thesis. Krasnoyarsk. 2006. 191 p. (In Russ.)]СП 64.13330.2011 (актуализированная редакция СНиП II-25-80) «Деревянные конструкции» (утвержден приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 28 декабря 2010 г. № 826) // ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, ОАОНИЦ «Строительство», 20.05.2011.SP 64.13330.2011 (aktualizirovannaya redaktsiya SNiP II-25-80) ―Derevyannye konstruktsii‖ (utverzhden prikazom Ministerstva regional'nogo razvitiya Rossiyskoy Federatsii (Minregion Rossii) ot 28 dekabrya 2010 g. № 826). TsNIISK im. V.A. Kucherenko, OAONITs ―Stroitel'stvo‖, 20.05.2011. [SP 64.13330.2011 (updated version of SNiP II-25-80) ―Wooden constructions‖ (approved by the order of the Ministry of Regional Development of the Russian Federation (Ministry of Regional Development of Russia) on December 28, 2010 No. 826). CNIISK named after V.A. Kucherenko, OAONITs―Stroitel'stvo‖, 20.05.2011. (In Russ.)]Javier Estévez. Timberspatial trussesusinghollowbars // Internationales Holzbau-Forum 11 –Germany, 2011.Estévez J. Timberspatial trussesusinghollowbars. InternationalesHolzBau-Forum 11. Germany, 2011. P.1-13. URL: http://www.forum-holzbau.com/pdf/ihf11_estevez.pdfPeter R. Smith The behaviour of traditional timber roof framing in domestic buildings // Architectural Science Review – Australia, 2011.Smith P.R. The behaviour of traditional timber roof framing in domestic buildings. Architectural Science Review. 1973; 16(3):152-154.Milan Šmak, Jan Barnat. Dowelled joints in timber structures. Experiment–design–realization // Wood Research – Slovakia, 2016.Šmak M., Barnat J. Dowelled joints in timber structures. Experiment–design–realization. Wood Research.2016; 61(4):651-662.Kaziolas D.N., Zygomalas I., G.Ε. Stavroulakis& C.C. Baniotopoulos. LCA of timber and steel buildings with fuzzy variables uncertainty quantification // European Journal of Environmental and Civil Engineering – UK, 2016.Kaziolas D.N., Zygomalas I., Stavroulakis G.Ε. & Baniotopoulos C.C. LCA of timber and steel buildings with fuzzy variables uncertainty quantification. European Journal of Environmental and Civil Engineering. 2017; 21(9):1128-1150.Saulius Kavaliauskas ,Audronis Kazimieras Kvedaras&Kestutis Gurkšnys. Evaluation of long‐term behaviour of composite timber‐concrete structures according to EC // UkioTechnologinisirEkonominisVystymas – Lithuania, 2010.KavaliauskasS., KvedarasA.K.&GurkšnysK. Evaluation of long‐term behaviour of composite timber‐concrete structures according to EC. Ukio Technologinis ir Ekonominis Vystymas. 2005; 11(4):292-296.Huifeng Yang, Dongdong Ju, Weiqing Liu, Weidong Lu, Prestressed glulam beams reinforced with CFRP bars // Construction and Building Materials, 2016.Huifeng Yang, Dongdong Ju, Weiqing Liu, Weidong Lu. Prestressed glulam beams reinforced with CFRP bars. Construction and Building Materials. 2016; 109:73-83.Akyildiz M.H. Screw-nail withdrawal and bonding strength of paulownia (Paulownia tomentosaSteud.) wood. // Journal of Wood Science – Japan, 2014.Akyildiz M.H. Screw-nail withdrawal and bonding strength of paulownia (Paulownia tomentosaSteud.) wood. Journal of Wood Science. 2014; 60(3):201-206.Ryuya Takanashi, Kei Sawata, Yoshihisa Sasaki, Akio Koizumi. Withdrawal strength of nailed joints with decay degradation of wood and nail corrosion // Journal of Wood Science – Japan, 2016.Takanashi R., Sawata K., Sasaki Y., KoizumiA. Withdrawal strength of nailed joints with decay degradation of wood and nail corrosion. Journal of Wood Science. 2017; 63(2):192-198.Barcik S., Gasparik, M., Horejs. P. Influence of Thermal Modification on Nail Withdrawal Strength of Spruce Wood // Bioresources – USA, 2014.Barcik S., Gasparik M., Horejs P. Influence of Thermal Modification on Nail Withdrawal Strength of Spruce Wood. BioResources. 2014; 9(4):5963-5975.Smith Tobias. Post-tensioned Timber Frames with Supplemental Damping Devices // University of Canterbury – New Zealand, 2014.Smith T. Post-tensioned Timber Frames with Supplemental Damping Devices. Christchurch: University of Canterbury; 2014.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.