В ряде работ авторами были произведены исследования в области НДС деревянных строительных конструкций [1…4], настоящая работа является логическим продолжением прошлых работ.
Анализируя эпюры, построенные по наиболее характерным сечениям можно заметить, что характер распределения напряжений имеет однотипный характер, а вот максимальные значения напряжений в зависимости от угла действия нагрузки по отношению к волокнам древесины изменяются. Для того, чтобы посмотреть изменение напряжений был построен график распределения показанный на рис. 1.
Рис. 1 Напряжения σх (сжатие)
Как видно из графика (рис. 1), напряжения сжатия по линии 1 до 45 градусов возрастают, а затем постепенно падают. Такая тенденция прослеживается по всем линиям, а также напряжения достигают своих максимумов при 45˚ и 60˚.
Рис. 2. Напряжение σx(растяжение)
Напряжения растяжения, аналогично напряжениям сжатия, сначала нарастают, а затем после 45˚ и 60˚ начинают свое снижение. Как можно заметить напряжения σх для различных углов от 15˚ до 90˚ выше на 80 % и более чем для угла 0.
По графикам, показанным на рис. 3, можно проследить заметный всплеск напряжений от 15˚ до 60˚, а затем не менее стремительное затухание, которое можно объяснить тем, что от смятия вдоль волокон древесина переходит к смятию поперёк волокон, вследствие чего значения нормальных напряжений начинают падать.
Очевидно, что для анализа недостаточно только напряжений σх, необходимы еще и напряжения σу по тем же сечениям, что представлены на рис. 1, 2.
Рис. 3. Напряжения σу (смятие)
Рис.4. Напряжения σу (растяжение)
Как видно из графиков, представленных на рис. 3–4, нормальные напряжения σу при угле в 0˚имеют свои максимальные значения, которые на 64,3 % падают с изменением угла до 15˚, а затем значения данных напряжений колеблются в пределах не более 5 %.
Как видно из изополей напряжений, свои экстремальные значения нормальные напряжения показывают в непосредственной близости к шайбе, именно там где в первую очередь происходит взаимодействие шайбы, клеевой композиции и древесины. Так для того, чтобы произвести анализ, напряжений были построены эпюры распределения напряжений вдоль шайбы, показанные на рис.5
Рис. 5. Напряжения σх
Как видно из эпюр, показанных на рис. 6, напряжения σх для 0˚ имеет практически равномерный характер и на 80–85 % меньше напряжений возникающих при приложении нагрузки под углом к волокнам древесины. Также можно увидеть, что свои максимальные значения напряжения набирают при угле в 60˚, затем при увеличении угла до 75˚, и наконец до 90˚, напряжения падают сначала на 15 %, а затем на 42,5 % по отношению к максимальным значениям.
Теоретические исследования позволяют существенно снизить время проведения, и повысить точность экспериментальной части исследования. Хотя, стоит отметить, что использования более современных программных комплексов дали бы ещё больший эффект [5..7]. Данная проблема будет рассмотрена в следующих статьях.
Литература:
1. Арискин М.В Совершенствование клееметаллических соединений деревянных конструкций с применением стальных шайб// диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук/Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Пенза 2011
2. Арискин М. В., Гуляев Д. В., Агеева И. Ю., Гарькин И.Н Теоретические исследования напряженно-деформированного состояния элементов соединений на вклеенных шайбах [Текст] // Молодой ученый. — 2013. — № 2. — С. 27–31.
3. Арискин М. В., Гуляев Д. В., Агеева И. Ю. Изготовление соединений на вклеенных стальных шайбах / Альманах современной науки и образования. 2013. № 6 (73). С. 13–15.
4. Арискин М. В., Д. В. Гуляев, И. Ю. Агеева, Гарькин И.Н Применение многорядных соединений в деревянных конструкциях в практике строительства [Текст] // Молодой ученый. — 2013. — № 5. — С. 35–38.
5. Арискин М. В., Гуляев Д. В., Гарькин И. Н., Родина Е. В. Экономическая эффективность проектирования в комплексе Аllplan по сравнению с существующими CAD-системами [Текст] // Молодой ученый. — 2013. — № 5. — С. 32–35.
6. Арискин М. В., Гуляев Д. В., Гарькин И. Н., Агеева И. Ю. Современные тенденции развития проектирования в строительстве [Текст] / М. В. Арискин [и др.] // Молодой ученый. — 2012. — № 10. — С. 31–33.
7. Арискин М. В., Гарькин И. Н. Теоретические исследования напряжено-деформируемого состояния в составной балке // Молодой ученый. — 2014. — № 11. — С. 37–40.
