Исследование и разработка способов оценки долговечности деревянных конструкций

ВВЕДЕНИЕ 8
1 ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ СНИЖЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПООБНОСТИ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ИХ ДОЛГОВЕЧНОСТИ 12
1.1 Модели снижения несущей способности на стадии эксплуатации 12
1.2 Методы оценки долговечности деревянных конструкций 18
1.3 Влияние дефектов и повреждений на несущую способность деревянных элементов 26
1.4 Вывод по главе 1 28
2 ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 30
2.1 Общие сведения о вероятностно-статистическом подходе к оценке надежности элементов конструкций 30
2.1.2 Сравнение расчета нагрузок по Еврокод 0 и нормативным документам РФ 40
2.2 Оценка надежности элементов деревянных конструкций на стадии эксплуатации 48
2.2.1 Оценка надежности деревянной балки 48
2.2.2 Оценка надежности деревянной стойки 58
2.3 Вывод по главе 2 66
3 ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ 68
3.1 Расчет остаточного ресурса балки 68
3.2 Разработка метода оценки долговечности деревянных элементов конструкций 68
3.3 Вывод по главе 3 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 75
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Сертификат об участии в Международной научной конференции «Молодые исследователи – регионам» 19 апреля 2020 года 81
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Сертификат об участии в Международной научно-практической конференции «Инновации и информационные технологии в условиях цифровизации экономики» 82
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Публикация тезисов в сборнике «XVI Ежегодная научная сессия аспирантов и молодых ученых» 83

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность исследования. Строительные конструкции из дерева являются надежными, долговечными и легкими. На данный момент одной из актуальных проблем в строительстве остается сохранение и прогнозирование срока службы как деревянных памятников исторического наследия, так и деревянных конструкций в целом. Как сообщает доктор технических наук и профессор Д.К. Арленинов: «В настоящее время реальное напряженно-деформированное состояние деревянных конструкций в процессе длительной эксплуатации не поддается прогнозированию, несмотря на огромные возможности вычислительных комплексов. Это объясняется тем, что в расчетах при проектировании деревянных конструкций не учитываются реологические свойства древесины» [3, с.1]. Также по п.1.5. [1] деревянные конструкции проектируются с учетом особенностей изготовления и условий их эксплуатации, транспортирования и монтажа, а способы обеспечения их долговечности определяются:
1) конструктивными мерами;
2) защитной обработкой, предусматривающей предохранение их от увлажнения, биоповреждения и возгорания.
Из-за отсутствия в [1] положений, описывающих конструктивные меры обеспечения долговечности деревянных конструкций, можно сделать вывод, что, главный способ обеспечения долговечности – выполнение защитных покрытий конструкций.
В тоже время в Вологодской области и за ее пределами наблюдается тенденция увеличения использования деревянных конструкций в качестве основного материала. В соответствии с [4] мировой спрос на пиломатериалы к 2030 году составит 595 млн. куб. метров, что значит, что темп прироста составит от 0,8 до 2%. Деревянное малоэтажное строительство остается конкурентоспособным по сравнению с малоэтажными кирпичными и бетонными домами, в частности по показателям простоты строительства и экологичности. Другим аспектом актуальности темы исследования является увеличение производства деревянных домокомплексов, темп роста будет составлять 3% в год.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ СНИЖЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПООБНОСТИ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ИХ ДОЛГОВЕЧНОСТИ
1.1 Модели снижения несущей способности на стадии эксплуатации
Деревянные конструкции – одни из основных строительных конструкций, которым присущи прочность, твердость, упругость, пластичность и многие другие свойства. Долговечность – способность элемента сохранять свою работоспособность до наступления предельного состояния. В начале работы отметим те факторы, которые могут уменьшить срок службы деревянных конструкций. Согласно [5], на долговечность могут влиять такие деструктивные факторы, как гниль, разрушение насекомыми, эрозия поверхности и гигроусталость.
Опаснее всего гнилостные разрушения, и при определенных условиях процесс гниения может занимать всего несколько лет. Благоприятные условия для возникновения грибов – влажность 95-100% при температуре 4-40?С. Второй разрушающий фактор – это излучение. В результате воздействия солнца происходит разложение лигнина, вещества, которое удерживает клетки древесины вместе. Далее оставшиеся фрагменты лигнина вымываются водой. На поверхности образуются трещины, она становится шероховатой. В связи с этим происходит разрушение новых слоев. Дерево – гигроскопичный материал. Изменения погодных условий приводят к постоянному круговороту набухания и усушки древесины, что в свою очередь приводит к ее деформациям. При многократных повторения в древесине накапливаются напряжения, которые могут быть сняты только путем образования трещин. В результате снижается жесткость и прочность элементов, это и называется гигроусталостью. Четвертый разрушающий фактор – это насекомые. Жуки и термиты – два поражающих дерево насекомых. Для борьбы с вредителями используется обработка и пропитка антисептиками.

Весь текст будет доступен после покупки

1. СП 64.13330.2017. Свод прав ил. Деревянные конструкции: актуализированная ред. СНиП II-25-80 (с Изменениями N 1, 2, 3): утв. Минстроем РФ 27.02.2017 № 129/пр. – Введ. 28.08.2017. – Москва: ГУ П ЦП П, 2017. – 105 с.
2. СП 20.13330.2016. Свод правил. Нагрузки и воздействия: актуализированная ред. СНиП 2.01.07-85* (с Изменениями N 1, 2, 3): утв. Минстроем РФ 03.12.2016 № 891/пр. – Введ. 04.06.2017. – Москва: ГУ П ЦП П, 2016. – 95 с.
3. Арленинов, Д.К. Расчетная оценка прогибов деревянных балок при длительной нагрузке / Д. К. Арленинов// Промышленное и гражданское строительство. – 2012. – № 11. – С. 40-41.
4. Об утверждении стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года: распоряжение Правительства РФ от 11.02.2021 № 312-р // Официальный интернет-портал правовой информации www.pravo.gov.ru. – 2021. – 17 февраля. – С. 131.
5. Конаков, С.И. Факторы, влияющие на долговечность деревянных домов и их конструкций; С.И.Конаков // Февральские чтения: сборник материалов науч-прак. конф. профессорско-преподавательского состава Сыктывкарского лесного института по итогам научно-исследовательской работы в 2010 году (Сыктывкар, 15-18 февраля 2011 г.). Сыктывкар, 2011. – С. 550-554.
6. Малыхина, В.С., Сидякина, А.Ю. Обеспечение долговечности зданий из деревянных конструкций // Наука и инновации в строительстве: сборник докладов Международной науч-прак. конф. (к 165-летию со дня рождения В.Г. Шухова) (Белгород, 17 апреля 2018 г.). Белгород, 2018. – С. 80-85.
7. Сморчков, А.А. Прочность древесины в зависимости от ее расположения в поперечном сечении ствола/А.А. Сморчков; Тенденции развития строительства, теплоснабжения и энергоснабжения: материалы науч.-прак. конф. (Саратов, 17-18 марта 2016 г.). – Саратов, 2016. – С. 225-228.
8. Сморчков, А.А. Учет длительности нагружения в расчетах деревянных конструкций / А. А. Сморчков, С. А. Кереб, С. В. Дубраков // Промышленное и гражданское строительство. – 2017. – № 3. – С. 64-66.
9. Федосенко, И. Г. Влияние влажности на прочность при статическом изгибе уменьшенных образцов древесины / И. Г. Федосенко // Труды БГТУ. – 2011. – №2. – С. 208-211.

Весь текст будет доступен после покупки