Міцність ПКД панелей при розтягу та стиску вздовж волокон

Abstract

Міцність при згині із площини та міцність при розтягу вздовж волокон залежить від характеристичної міцності дошок при розтягу вздовж волокон, їх коефіцієнту варіації і кількості дошок як системи, або ефективного поперечного перерізу ПКД панелі навантажений вздовж волокон. На сьогонішній день виконані дослідження з оцінки міцності при розтягу вздовж волокон ПКД панелей, але відсутні коефіцієнти, що враховують можливе розподілення навантаження аналогічного для міцності при згині із площини панелі. Нехтування шарами поперечних дошок при визначенні площі перерізу нетто Anet підкреслює раціональність впровадження неоднорідної структури панелі виходячи з класу міцності дошок, аналогічно до комбінованої клеєної деревини для балок, де дошки високих класів міцності розташовуються у верхній і нижній чверті або третині поперечного перерізу. Показана у цій роботі методологія для розрахунку міцності неоднорідних ПКД панелей показує свою ефективність, яка призводить до оптимізації і економії матеріалу. Ортогональна структура склеєних дошок у ПКД панелі при стиску поперек волокон призводить до показників міцності та модуля пружності вище на 30%, ніж для клеєної деревини, як це вказано у публікації Brandner та Schickhofer (2014) [1], де також розглянуто модель дисперсії напружень, раніше розробленої van der Put (1991, 2008, 2012) [4-6] згідно якої дисперсія напружнь вздовж волокон складає 45° і 15° поперек волокон. Дослідження зразків ПКД панелей показали, що наявність щілин та компенсаційних пропилів між дошками знижують параметр дисперсії майже у 2 рази. При стандартних товщинах дошок та найвності щілин дисперсія напружень при стиску поперек площини панелі усереднено становить 35°.

The bending strength of the plane and the tensile strength along the grain depend on the characteristic tensile strength of the boards along the grain, their coefficient of variation and the number of boards as a system, or the effective cross section of the CLT panel loaded along the grain direction. To date, studies have been performed to assess the tensile strength along the grain of the CLT panels, but there are no coefficients that take into account the possible load distribution similar to the bending strength from the plane of the panel. Neglecting the layers of crossboards when determining the net cross-sectional area Anet emphasizes the rationality of the introduction of a heterogeneous panel structure based on the strength class of boards, similar to combined plywood for beams, where high-strength boards are located in the upper and lower quarter or third of the cross section. The methodology showed in this paper for calculating the strength of inhomogeneous CLT panels shows its efficiency, which leads to optimization and material savings. The orthogonal structure of glued boards in the CLT panel when compressed perpendicular to the grain leads to strength and modulus of elasticity higher by 30% than for glued laminated timber, as indicated in the publication Brandner and Schickhofer (2014) [1], which also considers the stress dispersion model, previously developed by van der Put (1991, 2008, 2012) [4-6] according to which the stress dispersion along the fibers is 45 ° and 15 ° perpendicular to the grain. Studies of CLT panel samples have shown that the presence of gaps and compensatory cuts between the boards reduce the dispersion parameter by almost 2 times. With standard board thicknesses and the presence of cracks, the stress dispersion during compression perpendicular the panel plane is on average 35 °.

Прочность на изгиб из плоскости и прочность при растяжении вдоль волокон зависит от характеристической прочности досок при растяжении вдоль волокон, их коэффициента вариации и количества досок как системы, или эффективного поперечного сечения ПКД панели нагруженный вдоль волокон. На сегодняшний день выполнены исследования по оценке прочности при растяжении вдоль волокон ПКД панелей, но отсутствуют коэффициенты, учитывающие возможное распределения нагрузки аналогичного для прочности при изгибе из плоскости панели. Пренебрежение слоями поперечных досок при определении площади сечения нетто Anet подчеркивает рациональность внедрения неоднородной структуры панели исходя из класса прочности досок, аналогично комбинированной клееной древесины для балок, где доски высоких классов прочности располагаются в верхней и нижней четверти или трети поперечного сечения. Показанная в этой работе методология для расчета прочности неоднородных ПКД панелей показывает свою эффективность, которая приводит к оптимизации и экономии материала. Ортогональная структура склеенных досок в ПКД панели при сжатии поперек волокон приводит к показателям прочности и модуля упругости выше на 30%, чем для клееной древесины, как это указано в публикации Brandner и Schickhofer (2014) [1], где также рассмотрена модель дисперсии напряжений, ранее разработанной van der Put (1991, 2008, 2012) [4-6] согласно которой дисперсия напряженно вдоль волокон составляет 45 ° и 15 ° поперек волокон. Исследование образцов ПКД панелей показали, что наличие щелей и компенсационных пропилов между досками снижают параметр дисперсии почти в 2 раза. При стандартных толщинах досок и наличии щелей дисперсия напряжений при сжатии поперек плоскости панели усредненно составляет 35 °.