CC BY
3
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ I RESEARCH PAPER УДК 624.074.1
DOI: 10.22227/1997-0935.2023.10.1587-1598
Влияние толщины поперечных и продольных слоев на деформативность и распределение напряжений в пятислойных плитах древесины перекрестно-клееной
Михаил Юрьевич Трошин, Андрей Викторович Турков
Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева (ОГУ им. И.С. Тургенева);
г. Орел, Россия
АННОТАЦИЯ
Введение. Отличительной чертой древесины перекрестно-клееной (ДПК, CLT-панелей) является перекрестное расположение досок (ламелей) в разных слоях плиты. Ввиду анизотропии древесины такая конструкция позволяет добиться высокой прочности и жесткости в разных направлениях действия напряжений, что сделало данный материал одним из самых перспективных для изучения в последние десятилетия. Рассматривается влияние толщины поперечных и продольных слоев в пятислойных плитах из ДПК на деформации и распределение возникающих нормальных и касательных напряжений. Актуальность обусловлена необходимостью получения расчетных данных для анализа изменения прочностных характеристик плит при различных вариациях толщины продольных и поперечных слоев с целью выбора наиболее эффективной конфигурации плиты.
Материалы и методы. Исследования проведены численными методами при помощи ПК SCAD+ с помощью МКЭ (метода конечных элементов). При этом объемными конечными элементами являются параллелепипеды. Расчетная схема определена как система общего вида, деформации которой и ее основные неизвестные представлены ^ п линейными перемещениями узловых точек вдоль осей X, Y, Z и поворотами вокруг этих осей. В качестве расчетной s ® конструкции выбрана пятислойная плита с перекрестно направленными слоями таким образом, что наружные (1, 5) n н и центральный внутренние (3) слои являются продольными, а оставшиеся внутренние (2, 4) — поперечными. Упро- ^ | щенная расчетная схема представляет собой шарнирно опертую балку. ^ Я
Результаты. По результатам исследования и произведенных расчетов в SCAD+ составлены таблицы, на основании q 3 которых построены графики, отражающие зависимость прогиба, распределения нормальных и тангенциальных на- U О пряжений от толщины поперечных и продольных слоев плиты. • <
Выводы. Полученные данные позволяют оценить влияние толщины на деформативность и распределение напря- M S жений в пятислойных CLT-панелях. Значимость выполненных исследований заключается в расширении научно-тех- § S
нической базы знаний в области деревянных конструкций. 1 <
< -ь
j cd
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: деревянные конструкции, CLT-панели, древесина, многослойные материалы, напряжения, u 7 прогиб, механические свойства, метод конечных элементов П 0
1 3
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Трошин М.Ю., Турков А.В. Влияние толщины поперечных и продольных слоев на деформа- 0 < тивность и распределение напряжений в пятислойных плитах древесины перекрестно-клееной // Вестник МГСУ. < р 2023. Т. 18. Вып. 10. С. 1587-1598. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.10.1587-1598 0
Автор, ответственный за переписку: Михаил Юрьевич Трошин, mtr997@mail.ru.
со со
Influence of thickness of transverse and longitudinal layers on deformability and stress distribution in five-layer cross-glued
wood boards c o
n
< 0
r 6 I
h о
a -
a = r
CD CD
Mikhail Yu. Troshin, Andrej V. Turkov < Т,
Orel State University named after I.S. Turgenev (Orel State University); Orel, Russian Federation
ABSTRACT Ü "
CO DO
Introduction. A distinctive feature of CLT panels is the cross arrangement of planks (lamellae) in different layers of I j
the board. Due to the anisotropy of wood, this design allows for high strength and stiffness in different directions of stress action, s y
which has made this material one of the most promising to be studied in recent decades. This article examines the influence of the c o thickness of transverse and longitudinal layers in five-layer slabs of cross-glued timber boards, or CLT panels, on the deformation
and distribution of the resulting normal and tangential stresses. The relevance of the work is conditioned by the necessity of o O
obtaining calculated data to analyze changes in the strength characteristics of boards with different variations in the thickness 2 2 of longitudinal and transverse layers in order to choose the most effective configuration of the board.
Materials and methods. The studies were carried out by numerical methods using SCAD+ PC using FEM (Finite element W W method). At the same time, the three-dimensional finite elements are parallelepipeds. The design scheme is defined as
© М.Ю. Трошин, А.В. Турков, 2023
Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)
1587
a general-type system, whose deformations and its main unknowns are represented by linear displacements of nodal points along the X, Y, Z axes and rotations around these axes. As a design structure, a five-layer slab with cross-directed layers was chosen in such a way that the outer (1, 5) and central inner (3) layers are longitudinal, and the remaining inner (2, 4) are transverse. The simplified design scheme is a pivotally supported beam.
Results. The results of the study and calculations made using SCAD+ were applied to make tables and graphs showing dependence of deflection, distribution of normal and tangential stresses on the thickness of transverse and longitudinal layers of the board.
Conclusions. The obtained data allow us to evaluate the influence of thickness on deformability and stress distribution in five-layer CLT panels. The significance of the conducted research is in the expansion of scientific and technical knowledge base in the field of wooden structures.
KEYWORDS: wooden structures, CLT panels, wood, multilayer materials, stresses, deflection, mechanical properties, finite-element method
FOR CITATION: Troshin M.Yu., Turkov A.V. Influence of thickness of transverse and longitudinal layers on deformability and stress distribution in five-layer cross-glued wood boards. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2023; 18(10):1587-1598. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.10.1587-1598 (rus.).
Corresponding author: Mikhail Yu. Troshin, mtr997@mail.ru.
n n
Í4 N О О СЧ СЧ
eí о
к t)
U 3 > (Я E И л
to «о
w m ¡1
<D <D С 1-
Ü51
-----
O
o
CO CO
"О £= го
-t—' ю "
ся Е —
(Л
I ё
DL ° ^ £= Ю О
8 « о Е
Ё5 °
ОТ ^ т- ^
(Л (Л
ES
о «л
Ш ф
to >
ВВЕДЕНИЕ
В последние десятилетия древесина перекрестно-клееная (ДПК, СШ-панели) стала одним из самых перспективных материалов в современной строительной индустрии. Уникальные механические свойства СШ-панелей и широкий спектр применения привлекают все большее внимание исследователей, инженеров и архитекторов.
Изучение механических свойств СШ-панелей играет важную роль в понимании и оценке их производственных и конструктивных характеристик. Механические свойства определяют прочность, устойчивость и деформационные характеристики материала, что влияет на его способность противостоять нагрузкам, а также на долговечность конструкций.
Ранее авторами проводились исследования трехслойных плит из ДПК [1]. Кроме того, изучением механических свойств плит из ДПК при разных условиях занимались как зарубежные [2-9], так и отечественные авторы [10-20].
В статье представлены результаты расчета, проведенного на моделях пятислойных плит древесины
X
перекрестно-клееной, или СШ-панелей, с различной толщиной поперечных и продольных слоев. Были измерены деформации и напряжения во множестве конечных элементов (КЭ) и узлов. Для анализа взяты максимальные значения деформаций и напряжений в узлах КЭ для каждой вариации плиты.
Цель исследования — выявление влияния толщины поперечных и продольных слоев на дефор-мативность и распределение напряжений в пяти-слойных плитах ДПК. Полученные результаты могут быть полезными для оптимизации проектирования и производства СШ-панелей, а также для повышения их механической прочности и устойчивости к деформациям.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследования проведены численными методами при помощи программно-вычислительного комплекса SCAD+. Расчетная схема определена как система общего вида, деформации которой и ее основные неизвестные представлены линейными перемещениями узловых точек вдоль осей X, Y, Z и поворотами вокруг этих осей.
Расчетная конструкция — пятислойная плита из ДПК, шарнирно опертая на опорах. Пространственная модель показана на рис. 1.
Плиты закреплены по нижнему слою с двух противолежащих сторон пластин по направлению XZ и XYZ (шарнирно-подвижная и шарнирно-не-подвижная опоры). Нагружение плиты из пере-
q = 2,5 кН/м2 / kN/m2
ч[/ "-J/ х|/ х[/ xi-' \Jy \jy ^ \|/ 4
l = 5890 мм / mm
Z-t-
Рис. 1. Общий вид расчетной модели пятислойной плиты из ДПК
Fig. 1. General view of the calculation model of a five-layer CLT board
Y
Рис. 2. Расчетная схема пятислойной плиты из перекрест-
Fig. 2. Design scheme of a five-layer CLT board
Z
1588
крестной древесины задается равномерно распределенной нагрузкой на грани объемных элементов, равной 2,5 кН/м2. Длина конструкции — 5890 мм, ширина — 1140 мм. Ламели в слоях имеют ширину 190 мм и варьируемую толщину 9; 12; 18; 25; 32; 42 мм. Ламели расположены так, что в первом, третьем и пятом слоях они направлены вдоль плиты, а во втором и четвертом слоях — поперек. Упрощенная плоская расчетная схема представляет собой статически определимую балку (рис. 2).
Программный комплекс (ПК) SCAD+ позволяет определять механические свойства за счет присвоения расчетной модели параметров, соответствующих реальному материалу. Учитывая анизотропные свойства древесины, поперечным и продольным слоям были заданы разные модули упругости вдоль ОХ и OY. Упругие характеристики, присвоенные КЭ в соответствии с нормативом1 для расчета в SCAD+, представлены в табл. 1, 2.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для выявления основных зависимостей деформаций и напряжений от изменения толщины в продольном и поперечном направлениях были построены модели пятислойных плит из ДПК с различной толщиной продольных слоев (1, 3, 5), составляющих 9, 12, 18, 25,
1 СП 64.13330.2017. Деревянные конструкции.
32 и 42 мм; и с различной толщиной поперечных слоев (2, 4), составляющих 9, 12, 18, 25, 32 и 42 мм.
По результатам проведенного линейного расчета моделей в ПК SCAD+ получены числовые значения деформаций узлов и напряжений в КЭ, отобраны максимальные их значения для каждой плиты соответственно. Впоследствии данные систематизированы и внесены в табл. 3.
На основе полученных результатов построены линейные графики зависимостей вычисляемых параметров от толщины продольных слоев, отображенные на рис. 3-5.
Повторный расчет выполнен для моделей с изменяемой толщиной поперечных слоев. Полученные значения занесены в табл. 4, и построены графики (рис. 6-8).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ
По результатам расчета при действии статической равномерно распределенной нагрузки выявлено, что:
• при уменьшении толщины досок в продольных слоях прогиб возрастает на ~84 %, а при уменьшении толщины досок в поперечных слоях — на ~39 %. Такая значительная разница указывает на то, что в плитах ДПК наибольшее влияние на жесткость конструкции оказывают продольные наружные слои;
Табл. 1. Упругие характеристики ортотропных элементов в продольном направлении Table 1. Elastic characteristics of orthotropic elements in the longitudinal direction
Модуль упругости, Т/м2 / Modulus of elasticity, T/m2
E X E E z
40 789 1 019 716 40 789
Модуль сдвига, Т/м2 / Shear modulus, T/m2
G G xz G
50 986 50 986 50 986
Коэффициент Пуассона / Poisson's ratio
V V V xz V zx V V
0,45 Табл. 2. Упругие ха Table 2. Elastic char 0,018 рактеристики ортот acteristics of orthotrc 0,45 ропных элементов в pic elements in the tr 0,018 поперечном напра ansverse direction 0,018 влении 0,018
Модуль упругости, Т/м2 / Modulus of elasticity, T/m2
E X E E z
1 019 716 40 789 40 789
Модуль сдвига, Т/м2 / Shear modulus, T/m2
G G xz G
50 986 50 986 50 986
Коэффициент Пуассона / Poisson's ratio
V V V xz V zx V V
0,018 0,45 0,018 0,018 0,45 0,018
< П
i н
G Г
S 2
0 со
n CO
1 «
« -ь J со
U -
r I
П о
«s o «
П)
СЛ '
CO СО
M со
0 J^
1
CD CD О О
cn
• )
® 8
л '
00 п
1 т
s У
с о
(D *
1 1
о о
M 2
О О
10 10
U W
1589
Табл. 3. Пятислойная панель с продольным расположением досок в наружных слоях с варьируемой толщиной продольных слоев
Table 3. A five-layer CLT panel with longitudinal arrangement of boards in outer layers with variable thickness of longitudinal layers
Номер слоев Number layers Толщина продольных слоев, мм Thickness of longitudinal layers, mm Толщина поперечных слоев, мм Thickness of transverse layers, mm и, мм / mm N, кН/м2 kN/m2 Ny, кН/м2 kN/m2 Nz, кН/м2 kN/m2 т , кН/м2 kN/m2 т, xz7 кН/м2 kN/m2 т , кН/м2 kN/m2
1, 5 9 42 106,1 -219,2 -15 267,1 -265,2 -12,2 -20,9 -128,3
12 42 72,3 -156,9 -11 008,3 -258,9 -10,1 -19,5 -132,7
18 42 39,8 -94,2 -6705,8 -246,5 -7,8 -16,1 -137,9
25 42 23,2 -59,9 -4346,2 -246,5 -7,8 -16,0 -138,5
32 42 14,9 -48,5 -3075,2 -217,6 -6,2 -10,0 -135,1
42 42 8,9 -44,6 -2058,6 -198,6 -6,0 -7,2 -127,2
2, 4 9 42 106,1 -77,2 -289,9 -168,3 -6,7 -3,9 -143,2
12 42 72,3 -74,3 -209,3 -163,7 -5,7 -3,3 -135,3
18 42 39,8 -68,2 -127,9 -155,4 -4,6 -3,5 -118,8
25 42 23,2 -61,9 -83,4 -145,9 -3,9 -3,7 -100,3
32 42 14,9 -56,1 -59,5 -136,3 -3,4 -3,6 -98,7
42 42 8,9 -49,0 -40,4 -123,4 -2,8 -3,1 -93,7
3 9 42 106,1 -25,0 -361,5 -105,6 -2,0 -21,7 -130,1
12 42 72,3 -23,4 -299,5 -99,7 -2,0 -19,1 -122,9
18 42 39,8 -20,8 -216,6 -89,8 -1,9 -15,5 -110,1
25 42 23,2 -18,3 -171,5 -80,4 -1,9 -12,6 -96,5
32 42 14,9 -16,4 -144,6 -72,7 -1,8 -10,3 -84,5
42 42 8,9 -14,3 -113,0 -63,9 -1,6 -8,0 -75,1
W (0 N N О О
сч сч о о
т- т* (V U 3 > (Л С И
ta «о
. т-
со щ
?!
Ф Ф
О ё —■
0
CD О
СО >
<° 2
от* ОТ Е - -b^
1 §
с
Ю o
S «
o E
fe ° en ^
t- ^
s
ОТ °
o iñ
и, мм / mm
120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0
106,1
12
18
25
32
42
Толщина продольных слоев, мм Thickness of longitudinal layers, mm
Рис. 3. Зависимость прогиба от толщины продольных слоев Fig. 3. Dependence of deflection on thickness of longitudinal layers
1590
2
Is S:
и
-25,0
-23,4 -20,8
-74,3 -68,2
-18,3 -16,4 -14,3 -49,0 44,6
42
Толщина продольных слоев, мм Thickness of longitudinal layers, mm
S
S
í
и
0,0 -2000,0 -4000,0 -6000,0 -8000,0 -10 000,0 -12 000,0 -14 000,0 -16 000,0 -18 000,0
S
s
í
и
-289,9 -209,3 -127,9 -83,4_-59,5
-361,5 -299,5 -216,6 -171,5 -144,6
-40,4
-113,0 —• -2058,6 5,2
-4346,2
-6705,8
-11 008,3
-15 267,1
12
18
25
32
42
Толщина продольных слоев, мм Thickness of longitudinal layers, mm b
0,0 -50,0 -100,0 -150,0 -200,0 -250,0 -300,0
12
18
25
32
42
Толщина продольных слоев, мм Thickness of longitudinal layers, mm
1, 5 слои / 1, 5 layers —2, 4 слои / 2, 4 layers 3 слой / 3 layer
Рис. 4. Зависимость нормальных напряжений N, N , N от толщины продольных слоев Fig. 4. Dependence of normal stresses N, N , N on thickness of longitudinal layers
< П
8 8 i i
G Г
S 2
o со n S
«
J CD
U -
r i
П о
«s o «
O n
о
со со
< 3
< 0
«66
о о
о
cn
• )
® 8
л '
00 m
1 E s □
s У
с о
<D Ж
i i
О О
M 2
О О
10 10
U W
а
c
1591
(О (О N N
о о
СЧ СЧ
О О т- т* (V U 3 > (Л С И
to «о
. т-
СО щ
?!
ф ф
О ё
---' "t^
О
о <£ со > 2;
8 *
от* от ЕЕ
— -ь^
^ сл .Е ¡5 cl"
• с Ю о
о Е
fe ° СП ^ т- ^
от °
■S
о (П
Si
I
и
I
и
0,0 -2,0 -4,0 -6,0 -8,0 -10,0 -12,0 -14,0
0,0 -5,0 -10,0 -15,0 -20,0 -25,0
-2,0 -2,0
12
18
25
32
Толщина продольных слоев, мм Thickness of longitudinal layers, mm a
12
18
-16,0
25
32
Толщина продольных слоев, мм Thickness of longitudinal layers, mm b
0,0
-20,0
-40,0
1 -60,0
-80,0
i и -100,0
-120,0 -130,1
-140,0 -143,2
-128,3
-160,0
Толщина продольных слоев, мм Thickness of longitudinal layers, mm
c
—1, 5 слои / 1, 5 layers ^— 2, 4 слои / 2, 4 layers —•— 3 слой / 3 layer
Рис. 5. Зависимость касательных напряжений т , tz, т от толщины продольных слоев Fig. 5. Dependence of tangential stresses т , т^, Tyz on thickness of longitudinal layers
1592
42
42
127,2
Табл. 4. Пятислойная панель с продольным расположением досок в наружных слоях с варьируемой толщиной поперечных слоев
Table 4. A five-layer CLT-panel with longitudinal arrangement of boards in outer layers with varying thickness of transverse layers
Номер слоев Number layers Толщина продольных слоев, мм Thickness of longitudinal layers, mm Толщина поперечных слоев, мм Thickness of transverse layers, mm u, мм mm N, кН/м2 kN/m2 Ny, кН/м2 kN/m2 Nz, кН/м2 kN/m2 т , xУ кН/м2 kN/m2 т, xz7 кН/м2 kN/m2 Tz, кН/м2 kN/m2
1, 5 42 9 22,9 -45,4 -3245,3 -208,0 -13,9 -8,2 -145,9
42 12 20,6 -45,1 -3089,0 -205,5 -11,6 -8,4 -142,3
42 18 16,9 -44,7 -2814,4 -202,4 -8,6 -8,5 -137,2
42 25 13,7 -44,5 -2546,2 -200,4 -7,2 -8,1 -133,0
42 32 11,3 -44,5 -2321,7 -199,3 -6,6 -7,7 -130,0
42 42 8,9 -44,6 -2058,6 -198,6 -6,0 -7,2 -127,2
2, 4 42 9 22,9 -246,4 -61,6 -155,3 -7,6 -6,5 -135,6
42 12 20,6 -199,0 -59,2 -150,5 -6,5 -5,1 -130,0
42 18 16,9 -137,9 -54,6 -143,2 -4,9 -3,4 -120,1
42 25 13,7 -96,3 -49,7 -136,6 -3,9 -3,2 -110,7
42 32 11,3 -71,0 -45,4 -130,8 -3,3 -3,3 -102,8
42 42 8,9 -49,0 -40,4 -123,4 -2,8 -3,1 -93,7
3 42 9 22,9 -18,0 -125,7 -89,2 -2,5 -15,2 -123,8
42 12 20,6 -17,7 -123,8 -85,7 -2,3 -15,3 -116,1
42 18 16,9 -17,1 -121,1 -79,8 -2,1 -14,1 -103,2
42 25 13,7 -16,2 -118,6 -74,2 -1,9 -12,1 -91,2
42 32 11,3 -15,4 -116,4 -69,5 -1,8 -10,2 -83,7
42 42 8,9 -14,3 -113,0 -63,9 -1,6 -8,0 -75,1
< П
is
G Г
S 2
0 CO n CO
1 < < -b J to U I
r i
n о
< 3 o
oi
n ))
СЯ '
U S
n 2
< 0
<
r 6 t °
go
• )
® 8
л '
OS n I T
s У
с о
<D Ж 1 1 о о
О О 10 10 U W
u, мм / mm
25,0 22,9 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0
20,6
12
18
25
32
42
Толщина поперечных слоев, мм Thickness of transverse layers, mm
Рис. 6. Зависимость прогиба от толщины поперечных слоев Fig. 6. Dependence of deflection on thickness of transverse layers
1593
2
X
и
0,0 -50,0 -100,0 -150,0 -200,0 -250,0 -300,0
-246,4
-199,0
12
18
25
32
Толщина поперечных слоев, мм Thickness of transverse layers, mm
49,0
42
W (0
N N
О О
СЧ СЧ
о о
т- т* (V U 3 > (Л С И 2 "1 U «о
. т-
со щ
?!
Ф Ф
О ё
о о со
со ■
^
о со СЧ
(Л (Л
.Е о
• с
Ю о
8 «
о Е
fe °
СП ^
т- ^
Е
ся °
О (П №
0,0 -500,0 -1000,0
£
-1500,0 -2000,0
и
^ -2500,0 -3000,0 -3500,0
0,0
2
I
и
а?
-61,6 1=
-59,2
-54,6 —«-
-49,7
-45,4 -40,4 I «
-125,7 -123,8 -121,1 -118,6 -116,4 -113,0
-2058,6
12
18
25
32
Толщина поперечных слоев, мм Thickness of transverse layers, mm
b
42
-63,9
-130,8 123,4
200,4 -199,3 -198,6
-250,0
9 12 18 25 32
Толщина поперечных слоев, мм Thickness of transverse layers, mm
c
^— 1, 5 слои / 1, 5 layers —2, 4 слои / 2, 4 layers 3 слой / 3 layer
Рис. 7. Зависимость нормальных напряжений Nx, N , Nz от толщины поперечных слоев Fig. 7. Dependence of normal stresses Nx, N, Nz on thickness of transverse layers
42
a
1594
s
I
и
0,0 -2,0 -4,0 -6,0 -8,0 -10,0 -12,0 -14,0 -16,0
-2,5 «
-7,6
12
18
25
32
Толщина поперечных слоев, мм Thickness of transverse layers, mm
-1,6
42
s
I
и
s
I
и
0,0 -2,0 -4,0 -6,0 -8,0 -10,0 -12,0 -14,0 -16,0 -18,0
0,0 -20,0 -40,0 -60,0 -80,0 -100,0 -120,0 -140,0 -160,0
Толщина поперечных слоев, мм Thickness of transverse layers, mm b
-137 2 -142,3 137,2
12 18 25 32
Толщина поперечных слоев, мм Thickness of transverse layers, mm
—1, 5 слои / 1, 5 layers —2, 4 слои / 2, 4 layers —3 слой / 3 layer
Рис. 8. Зависимость касательных напряжений т , т , т от толщины поперечных слоев
г xy7 xz' yz ^ г
Fig. 8. Dependence of tangential stresses т , т , т on thickness of transverse layers
xy xz yz
127,2
42
< П
is
G Г
S 2
o CO n S
^ —* J CD
U -
r i
П о
» 3 o
СЯ '
U S § 2
Ш 0
r ® t °
go
• ) ® 8
л '
00 n
1 J
(Л у
с о <D X 1 1 оо
О О
2 2 W W
a
c
1595
• по построенным графикам видно, что изменение толщины продольных и поперечных слоев оказывает существенное влияние на нормальные напряжения N в слоях 1, 5 и 2, 4 соответственно;
• при изменении толщины продольных и поперечных слоев нормальные напряжения N изменяются по одной закономерности и наибольшие значения возникают в слоях 1, 5, однако влияние
толщины продольных слоев на изменение этой величины сильнее, чем поперечных;
• изменение толщины продольного слоя досок оказывает существенное влияние на нормальные напряжения Ny в слоях 1, 5. При этом максимальное значение больше минимального более чем в 17 раз и возрастает с большой скоростью;
• в целом значения напряжений возрастают равномерно при уменьшении толщины досок.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
(О (О
N N
О О
СЧ СЧ
о еэ
т- т-
К (V U 3
> (Л
с и to «о
. т-
со щ
?!
Ф Ф
О ё
о о со со
I
^
о со СЧ
(Л (Л
.Е о
• с
Ю о
S «
о Е
сВ о
СП ^
t- ^
Е
41 J
* А Ü w
z'B
О (О
1. Трошин М.Ю., Турков А.В. Влияние толщины поперечных и продольных слоев на дефор-мативность и распределение напряжений в трехслойных плитах древесины перекрестно-клееной // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. № 3. С. 391-400. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.3.391-400
2. Shen Y., Schneider J., Stiemer S.F., Ren X. Failure Modes and Mechanical Properties of Bracket Anchor Connections for Cross-Laminated-Timber // MATEC Web of Conferences. 2019. Vol. 275. P. 01011. DOI: 10.1051/matecconf/201927501011
3. Sebera V., Muszynski L., Tippner J., NoyelM., Pisaneschi T., Sundberg B. FE analysis of CLT panel subjected to torsion and verified by DIC // Materials and Structures. 2013. Vol. 48. Pp. 451-459. DOI: 10.1617/ s11527-013-0195-1
4. Huang Z., Huang D., Chui Y.-H., Shen Y., Daneshvar H., Sheng B. et al. Modeling of Cross-Laminated Timber (CLT) panels loaded with combined out-of-plane bending and compression // Engineering Structures. 2022. Vol. 250. P. 113335. DOI: 10.1016/j.eng-struct.2021.113335
5. Christovasilis I.P., Brunetti M., Follesa M., Nocetti M., Vassallo D. Evaluation of the Mechanical Properties of Cross Laminated Timber with Elementary Beam Theories // Construction and Building Materials. 2016. Vol. 122. Pp. 202-213. DOI: 10.1016/j.conbuild-mat.2016.06.082
6. Lu W., Gu J., Wang B. Study on Flexural Behavior of Cross-Laminated Timber Based on Different Tree Species // Advances in Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 2019. Pp. 1-8. DOI: 10.1155/2019/1728258
7. Opazo-Vega A., Benedetti F., Nuñez-Decap M., Maureira-Carsalade N., Oyarzo-Vera C. Non-Destructive Assessment of the Elastic Properties of Low-Grade CLT Panels // Forests. 2021. Vol. 12. P. 1734. DOI: 10.3390/f12121734
8. Gagnon S., Popovski M. Structural Design of Cross-Laminated Timber Elements. Chapter 3, CLT Handbook. FPInnovations. Québec, Canada, 2011.
9. Abejón R., Moya L. Cross-laminated timber: Perspectives from a bibliometric analysis (2006-2018) // Wood Material Science & Engin-
eering. 2021. Vol. 17. Issue 6. Pp. 429-450. DOI: 10.1080/17480272.2021.1955295
10. ЮминоваМ.О., Крестьянникова А.Ю. Материалы и конструкции для строительства деревянных домов // Наука через призму времени. 2017. № 9. С. 42-51.
11. Смирнов П.Н., Филимонов М.А., Погорельцев А.А. Определение прочностных и упругих характеристик древесины перекрестно-клееной (ДПК/ CLT) и классификация по классам прочности. М. : Научно-исследовательский центр «Строительство», 2020. 175 с. EDN NRPYJP.
12. Филимонов М.А., Смирнов П.Н., Погорельцев А.А. Проведение исследований по определению несущей способности стеновых панелей и плит перекрытия из древесины перекрестно-клееной (ДПК/CLT) и разработка методики расчета. М. : Научно-исследовательский центр «Строительство», 2020. 268 с. EDN NVQDYW.
13. Рогожина А.В. Расчет деформативности CLT-панели перекрытия // Инженерный вестник Дона. 2022. № 6. URL: http://www.ivdon.ru/uploads/ article/pdf/IVD_89_5_Rogozhina.pdf_10c4252bae.pdf
14. Филимонов М. А., Смирнов П.Н. Исследования прочностных и упругих характеристик плит из древесины перекрестно-клееной (ДПК/CLT) российского производства // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2022. № 2. С. 81-97. DOI: 10.37153/2618-9283-2022-2-81-97. EDN JEVVCF.
15. Мамедов Ш.М., Шабикова Е.Г., Нижегородцев Д.В., Казакевич Т.Н. Методика расчета панелей из перекрестно-клееной древесины // Вестник гражданских инженеров. 2020. № 5 (82). С. 66-71. DOI: 10.23968/1999-5571-2020-17-5-66-71. EDN BNFNZY.
16. Бубис А.А., Гизятуллин И.Р., Хворова А.Н., Петров И.Ю. Особенности поведения древесины перекрестно-клееной (ДПК/CLT) при статических и динамических нагрузках, моделирующих сейсмические воздействия // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2022. № 2. С. 62-80. DOI: 10.37153/2618-9283-2022-2-62-80. EDN QYZGKG.
17. Чебыкин А.А., Фрицлер Ю.А., Кудрявцев С.В. Определение расчетных характеристик сечений дре-
1596
весных клееных плит из перекрестных досок // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2017. № 2. С. 83-85.
18. Змеев М.В. Определение толщины перекрытия из перекрестно-клееных досок на примере CLT-плит Binderholz (Austria) из условия жесткости // Инженерный вестник Дона. 2020. № 11. URL:
http://www.ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_35_10_
Zmeev.pdf_91b8606af3.pdf
19. Щелокова Т.Н. Современные тенденции улучшения свойств древесины и деревянных строительных конструкций // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2018. № 6. С. 39-45. DOI: Ш.12737/айс1е_5ЬП5а6578 Ы87.13857Ш. EDN ХТББ1Р.
20. Мавлюбердинов А.Р., Хоцанян Д.Н. Технологические особенности возведения многоэтажных жилых зданий из СЬТ-панелей // Известия КГАСУ. 2018. № 1 (43) С. 219-225. EDN UOVVCG.
Поступила в редакцю 23 июня 2023 г. Принята в доработанном виде 26 июня 2023 г. Одобрена для публикации 29 июля 2023 г.
Об авторах: Михаил Юрьевич Трошин — аспирант; Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева (ОГУ им. И.С. Тургенева); 302030, Орловская область, г. Орел, Комсомольская ул., д. 95; mtr997@mail.ru;
Андрей Викторович Турков — доктор технических наук, доцент, профессор кафедры строительных конструкций и материалов; Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева (ОГУ им. И.С. Тургенева); 302030, Орловская область, r. Орел, Комсомольская ул., д. 95; РИНЦ ID: 543490, Scopus: 57193456012, ORCID: 0000-0003-1944-8529; aturkov@bk.ru. Вклад авторов:
Трошин М.Ю. — сбор, анализ и обработка материала, написание статьи и оформление текста.
Турков А.В. - концепция, научное руководство.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
REFERENCES
1. Troshin M.Yu., Turkov A. V. The effect of thickness of transverse and longitudinal layers on deformability and stress distribution in three-layer panels made of cross-laminated timber. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2023; 18(3):391-400. DOI: 10.22227/1997-0 935.2023.3.391-400 (rus.).
2. Shen Y., Schneider J., Stiemer S.F., Ren X. Failure Modes and Mechanical Properties of Bracket Anchor Connections for Cross-Laminated-Timber. MATEC Web of Conferences. 2019; 275:01011. DOI: 10.1051/matecconf/201927501011
3. Sebera V., Muszynski L., Tippner J., Noyel M., Pisaneschi T., Sundberg B. FE analysis of CLT panel subjected to torsion and verified by DIC. Materials and Structures. 2013; 48:451-459. DOI: 10.1617/s11527-013-0195-1
4. Huang Z., Huang D., Chui Y.-H., Shen Y., Daneshvar H., Sheng B. et al. Modeling of Cross-Laminated Timber (CLT) panels loaded with combined out-of-plane bending and compression. Engineering Structures. 2022; 250:113335. DOI: 10.1016/j.eng-struct.2021.113335
5. Christovasilis I.P., Brunetti M., Follesa M., Nocetti M., Vassallo D. Evaluation of the Mechanical Properties of Cross Laminated Timber with Elementary Beam Theories. Construction and Building Materials. 2016; 122:202-213. DOI: 10.1016/j.conbuild-mat.2016.06.082
6. Lu W., Gu J., Wang B. Study on Flexural Behavior of Cross-Laminated Timber Based on Different Tree Species. Advances in Materials Science and Engineering. 2019; 2019:1-8. DOI: 10.1155/2019/1728258
7. Opazo-Vega A., Benedetti F., Nuñez-Decap M., Maureira-Carsalade N., Oyarzo-Vera C. Non-Destructive Assessment of the Elastic Properties of Low-Grade CLT Panels. Forests. 2021; 12:1734. DOI: 10.3390/f12121734
8. Gagnon S., Popovski M. Structural Design of Cross-Laminated Timber Elements. Chapter 3, CLT Handbook. FPInnovations. Québec, Canada, 2011.
9. Abejón R., Moya L. Cross-laminated timber: Perspectives from a bibliometric analysis (20062018). Wood Material Science & Engineering. 2021; 17(6):429-450. DOI: 10.1080/17480272.2021.1955295
10. Krestyanikova A.Yu., Yuminova M.O. Materials and structures for the construction of wooden houses. Science through the prism of time. 2017; 9:42-51. (rus.).
11. Smirnov P.N., Filimonov M.A., Pogorelts-ev A.A. Determination of the strength and elastic characteristics of cross-laminated wood (WPC/CLT) and classification by strength classes. Moscow, Scientific Research Center "Construction", 2020; 175. EDN NRPYJP. (rus.).
12. Filimonov M.A., Smirnov P.N., Pogoreltsev A.A. Conducting research to determine the load-bearing capacity of wall panels andfloor slabs made ofcross-laminat-ed wood (WPC/CLT) and developing a calculation meth-
< П iï G Г
M 2
o n
I «
« -ь J со
u i ri
n
« s o
n
со со
м со
0
1
СО СП о о
• ) ® 8
л '
00 п
1 Т
s п
s у с о (D * 1 1 оо
M M
о о 10 10 U W
1597
o 3
o o CD cd
iO
.£ o
CL^
• c LD O
o E
fe ° CD ^
t- ^
■ i
0 (0
odology. Moscow, Scientific Research Center "Construction", 2020; 268. EDN NVQDYW. (rus.).
13. Rogozhina A.V. Calculation of the deformability of the CLT overlap panel. Engineering Journal of Don. 2022; 6. URL: http://www.ivdon.ru/uploads/article/pdf/ IVD_89__5_Rogozhina.pdf_10c4252bae.pdf (rus.).
14. Filimonov M.A., Smirnov P.N. Research of strength and elastic characteristics of Russian-made cross laminated timber slabs. Earthquake engineering. Construction safety. 2022; 2:81-97. DOI: 10.37153/26189283-2022-2-81-97. EDN JEVVCF. (rus.).
15. Mamedov Sh.M., Shabikova E.G., Nizhego-rodtsev D.V., Kazakevich T.N. Method for calculating cross laminated timber panels. Bulletin of Civil Engineers. 2020; 5(82):66-71. DOI: 10.23968/1999-55712020-17-5-66-71. EDN BNFNZY. (rus.).
16. Bubis A.A., Giziatullin I.R., Petrov I.Yu., Khvo-rova A.N. Peculiarities of behavior of cross-laminated timber (CLT) under static and dynamic loads simulating seismic impacts. Earthquake engineering. Construction
safety. 2022; 2:62-80 DOI: 10.37153/2618-9283-20222-62-80. EDN QYZGKG. (rus.).
17. Chebykin A.A., Fricler Yu.A., Kudryavcev S.V. Evaluation of cross section design properties for plates from cross laminated timber. Academic Bulletin of Ural-NllproektRAASN. 2017; 2:83-85. (rus.).
18. Zmeev M.V. Determination of the floor thickness of cross-glued boards on example of CLT-plates Binderholz (Austria). Engineering Journal of Don. 2020; 11. URL: http://www.ivdon.ru/uploads/article/ pdf/IVD_35_10_Zmeev.pdf_91b8606af3.pdf (rus.).
19. Shchelokova T.N. Modern trends of improvement of wood properties and wood constructions. Bulletin of BSTUnamed after V.G. Shukhov. 2018; 6:39-45. DOI: 10.12737/article_5b115a65781d87.13857188. EDN XTRGIP. (rus.).
20. Mavlyuberdinov A.R., Khotsanian D.N. Technological features of erecting multi-storey residential buildings from CLT-panels. News of the KSUAE. 2018; 1(43):219-225. EDN UOVVCG. (rus.).
W (0
N N
o o
N N
o o
T- T* (V U 3 > in E M
to «0
. Tco (U
i!
<D <u
Received June 23, 2023.
Adopted in revised form on June 26, 2023.
Approved for publication on July 29, 2023.
Bionotes: Mikhail Yu. Troshin — postgraduate student; Orel State University named after I.S. Turgenev (Orel State University); 95 Komsomolskaya st., Orel, 302030, Russian Federation; mtr997@mail.ru;
Andrej V. Turkov — Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Building Structures and Materials; Orel State University named after IS. Turgenev (Orel State University);
95 Komsomolskaya st., Orel, 302030, Russian Federation; ID RSCI: 543490, Scopus: 57193456012, ORCID: 00000003-1944-8529; aturkov@bk.ru. Contribution of the authors:
Mikhail Yu. Troshin — collection, analysis and processing of material, writing an article and text design.
Andrej V. Turkov — concept, scientific guidance.
The authors declare that there is no conflict of interest.
1598
