PDF 10
Кратко описание
1 ТЕХНИКИ ЗА ЗАКРЕПВАНЕ 10.1 КРЕПЦИ 10.1 Крепежни елементи Съпротивление на издърпване от залепени в залепен ламиниран дървен материал.
Описание
EMPA20090310 БЪДЕЩО H O L Z
10 ТЕХНИКИ ЗА ЗАКРЕПВАНЕ - 10.1 СТЕПЛЕНИЯ, КОИТО СЕ СЪДЪРЖАТ НА УСТОЙЧИВОСТ ОТ РЕЗБОВИ ПЪТИ
10.1 Закопчалки Съпротивление на издърпване на стоманени пръти с резба, залепени в залепен ламиниран дървен материал
René Steiger 1 Преглед С успоредно или под прав ъгъл спрямо зърното в дъската-
2 Поведение на натоварване 2.1 Въздействащи параметри Носещото съпротивление на паралелно или вертикално
Пръчки, залепени във влакното, са от фол-
шперплат залепени с резба пръти-
в зависимост от параметрите:
В малка площ има големи сили в дървените компоненти-
le се въвеждат. При използване на стомана-
- Съотношение на площ дърво/лепило фуги/пръти-
получават се пръчки с метрични резби
особено прости, практически връзки
- Съотношение на дължината на закрепване към сондажа-
Бетонни и стоманени части. Полюсите са влезли-
диаметър на отвора, т.е., представен от
нито аксиално напрегнато (издърпване), нито вертикално-
вдясно към посоката на вала (срязване).
- Ръб и разстояние между лентите - брой ленти
Вече повече от 30 години, Ver-
- Силов ъгъл към ъгъл на влакното (включително непланиран
Проучва връзки със залепени пръти и успешно ги използва в практиката на дърводобива, главно за залепен ламиниран дървен материал
от пръчка, дърво и лепило
в основи, твърди връзки
- Съотношение на модула на еластичност към модула на срязване от
от дървени компоненти (греди, ъгли на рамката)
отделни материали (особено в случая на дърво, тъй като-
и връзки към греди вертикално или диагонално (срязване, напречно изтегляне) и локалното въвеждане голямо-
поведението му се произнася ортотропно) -
от дърво - адхезивна/кохезивна якост
Най-често стоманените пръти се правят под формата на Ar-
- Якост на прътите (за стомана: поточен чип-
армирани железни или резбовани пръти с метрични приложения на армирани с влакна пластмасови пръти са известни, особено ако съществува риск от корозия за стоманата или ако-
Механични свойства на счупване на дърво и лепило
Вид прилагане на сила - аксиална или вертикална по отношение на пръта
присъщото тегло на конструкцията може да се поддържа ниско
които могат да се прилагат лесно и да имат висока производителност по отношение на здравина, твърдост и издръжливост.
- Време на експозиция (статично, динамично)
Разработени са лепила, оптимизирани за резбовани пръчки в дърво (предимно 1- и 2-ком-
Лепилната индустрия е специално проектирана за Einkle-
Якост на използваните материали - якост на срязване, напречно опън и якост на натиск
ßer сили, перпендикулярни на влакното (напречно налягане).
Използвана шевна нишка. Но има и такива
Твърдост на използваните материали - съотношение на еластичност и модули на срязване
[12]. Областите на приложение са закрепване на колони-
към влакното, но и армировката на гредите
- Постоянен товар или променлив товар -
Допълнителни параметри - вид дърво - плътност на дървото - вид на свързване (втвърдяване)-
време на лепилото, свойства на повърхността и др.).
10 ТЕХНИКИ ЗА ЗАКРЕПВАНЕ - 10.1 СТЕПЛЕНИЯ, КОИТО СЕ СЪДЪРЖАТ НА УСТОЙЧИВОСТ ОТ РЕЗБОВИ ПЪТИ
Всички влияещи параметри подлежат на промяна-
тет. Тези вариации, но също така и други възможни несъвършенства, трябва да бъдат адекватно уловени от дизайнерските подходи.
Въпреки че има известна степен на сцепление между лепилото и пръта, надеждното предаване на мощността е възможно само чрез механично блокиране между лепилото и пръта.
Следователно използваните пръти трябва да имат профил, напр. Ребра (подсилваща стомана) или валцувани или нарязани Ge-
2.2 Видове счупвания С възможните видове откази на някои-
Фиг. 1: Различни видове стрес
трябва да се прави разлика между залепени пръти-
залепени пръти с резба (т.е. = отвор за пробиване-
между отделни пръти и връзки-
диаметър, d = външен диаметър на пръта)
състоящ се от групи барове. Еднолентовите връзки могат да се провалят поради:
Видът на прилагане на сила има голямо влияние
Счупване/повреда на пръта в резултат на: - Превишаване на границата на потока или напрежението-
съпротивлението на лагера. Следователно значими резултати могат да бъдат получени само в експерименти,
якост при осово натоварване при опън (фиг. 2)
ако експерименталната настройка на ситуацията в
- Извиване извън котвата при аксия-
Съответства на строителната практика. Например, резултатите от теста от опън-компресия-ver се различават-
Издърпване на пръта от закрепването му
търсене с директно прилагане на сила в дървото
(Фиг. 1в) поради възникване на кръстосано налягане-
ясно казват за резултати от експерименти с
- Провал на връзките при прехода към дървото
непрекъснато въвеждане на реакционната сила
- Неуспех на лепилната става при прехода към пръта
Тяга в цялото напречно сечение на дървото според модела
- Счупено дърво близо до лепилната връзка (фиг. 5)
(Фиг. 1г). Тестовете за компресия на опън съгласно фиг. 1в също са неподходящи, поведението на връзката-
прогноза в случай на опънни греди. Тук се доставя устройството за изпитване съгласно фиг. 1г-
Откъсване на пръта, включително част от
Разцепване на дървесината, тъй като разстоянията до ръбовете са твърде малки (фиг. 7), когато са успоредни на зърното
залепени пръти или поради напречната якост на опън, превишена при перпендикулярно на
За правилната статистическа оценка на Da-
Фибро залепени пръчки
комплекти от тестове на симетрични тестови образци (фиг. 1а) или с различни видове фрактури, се изискват специални статистически методи [3].
Фрактура на опън на дървения компонент (фиг. 8).
10 ТЕХНИКИ ЗА ЗАКРЕПВАНЕ - 10.1 СТЕПЛЕНИЯ, КОИТО СЕ СЪДЪРЖАТ НА УСТОЙЧИВОСТ ОТ РЕЗБОВИ ПЪТИ
Фиг. 5: Счупване на дърво близо до линията на лепилото
Фиг. 2: Прекъсване на опън в стоманения прът
Фиг. 3: Прекъсване на лепилото между лепилото и дървото
Фиг. 6: Разкъсване на решетките, включително част от околната дървесина
Фиг. 7: Разцепване на дървото
Фиг. 4: Лепилно прекъсване между лепилото и стоманата
Фиг. 8: Фрактура на опън на дървесината
10 ТЕХНИКИ ЗА ЗАКРЕПВАНЕ - 10.1 УСТОЙЧИВОСТ НА ЕКСТРАКЦИЯТА НА КРЕПЦИТЕ ОТ РЕЗБОВИ ПЪТИ
връзки и връзки се срещат и след-
следните видове отказ:
Разцепване на дървесината поради недостатъчно Ab-
стоят между отделните пръчки, цели групи пръчки ще бъдат изтръгнати.
2.3 Влияние на стройността/повърхността при оценяване на тестове върху нишки-
Съпротивление на издърпване Rax, 90 [kN]
В случай на връзка, състояща се от няколко пръчки-
пръти с диаметри М12, М16 и М20
който съгласно системата GSA® [4] с епоксидна смола-
смолистите лепила бяха залепени в залепен ламиниран дървен материал паралелно и перпендикулярно на влакното,
Повърхност на анкерната зона A g = d h [mm2]
Влияние на анкерната дължина l и отвора за пробиване-
Фиг. 10: Издърпващо съпротивление (средна стойност) от
диаметър т.е. най-лесно с един
Конец, залепен в глулам перпендикулярно на зърното-
Опишете параметъра за стройност = /dh. в
7.5 15, влиянието на стройността върху средната стойност на якостта на срязване за пръти, залепени успоредно на влакното, може да се определи с подход -1/3 (фиг. 9).
площ на котвата. Съпротивлението на издърпване на пръти, залепени перпендикулярно на влакното, е с около 20 до 40% по-голямо от това на пръчките, залепени успоредно на влакното и зависи от повърхността на кожуха-
пръти (система GSA®) във функция на горната част-
повърхност на анкерната зона (фиг. 10).
Ниска плътност Висока плътност
2.3 Влияние на плътността Влиянието на плътността върху носещото съпротивление
в случай на стрес при изтегляне, Li-
спорно обсъждано. Докато е в европейския изследователски проект GIROD [5] no Ein-
Установен е потокът на плътността, показват нови швейцарски експерименти [6], [7] върху резбови пръти-
връзки съгласно системата GSA® [4], че носещото съпротивление изисква изтегляне-
8 10 12 Тонкост на дупките = /d h
десет залепени стоманени пръти с метрична резба, при условие че счупването на дървото е решаващо
Фиг. 9: Якост на срязване (средна стойност) във верана-
зависи от плътността на дървесината. The
kerungszone от успоредно на зърното в глулам-
Авторите определят количествено влиянието на плътността
залепени резбовани пръти (система GSA®) в радио-
Пръчки, залепени в глулам паралелно на влакното
ция на тънкостта на сондажа.
с експонентен показател от 0,5 до 0,6. Влиянието е по-малко при пръчки, залепени перпендикулярно на влакното. Тя може да бъде пренебрегната или записана с експонента от 0,25.
10 ТЕХНИКИ ЗА ЗАКРЕПВАНЕ - 10.1 УСТОЙЧИВОСТ НА ЕКСТРАКЦИЯТА НА КРЕПЦИТЕ ОТ РЕЗБОВИ ПЪТИ
3 Философия за оразмеряване За осигуряване на адекватна товароносимост-
4.1 Подход от ENV 1995-2: 1997 В първоначалния стандарт на Еврокод 5, част 2 Мостове е
състоянието на залепени пръти с резба
следващ подход за изчисляване на Ausziehwi-
(Единични полюси или групи) всички
една стоманена пръчка за всеки случай
посочените по-горе режими на повреда-
на счупваща фрактура, изброени в дърво:
търси или е доказано. В строителството-
Предпочитат се xis компоненти, връзки и връзки, които са обект на прекомерна употреба
възможно най-големи деформации пред Versa-
= дължина на закрепване на пръта
gen "дисплей", т.е. държат се пластично. Тъй като през
0,2 fv, k 1,2 103 d equ 1,5 k
В случай на залепени пръти с резба, дървото и лепилото показват крехко поведение на счупване, връзките и връзките с залепени пръти трябва да се правят за предпочитане с помощта на стоманени пръти (резбовани пръти или армировъчна стомана). След това връзката може да бъде оразмерена така, че стоманеният прът да е най-слабото звено във веригата и да започне да тече, когато носещата способност на връзката бъде достигната преди да настъпи разрушаване на чуплива дървесина или лепило. Тази дизайнерска философия все още не е намерила път във всички стандарти.
fv, k и k са характерните стойности на якостта и плътността на срязване. 4.2 Подход GIROD Като част от обширната европейска For-
В изследователския проект GIROD е разработен дизайнерски подход, основан на квазинелинейна механика на разрушаване [5]: f
= средно напрежение на срязване по дължината на пръта
f = локално напрежение на срязване в адхезивното съединение = параметър като функция на географското присъединяване-
Като механични свойства на стоманата
метричност, твърдостта на дървото/лепило /
разпръскват по-малко от тези на лепилото и
Прът и енергията на разрушаване на линията на лепилото.
Дърво, ако връзката е предназначена за повреда на стоманата, товароносимостта може да се предскаже по-точно-
Въз основа на голям брой експерименти,-
да се каже. За влакови връзки с няколко
от следния подход за оценка за изчисление-
едновременно действащи пръти е униформа-
развитие на съпротивлението при изтегляне:
Голямо разпределение на силите в отделните пръти може да се постигне само при достатъчна пластичност на връзката на отделния прът и с оптимизирани съотношения на твърдост на пръта/дървесината [8]. 4 Примери за дизайнерски подходи Всички посочени по-долу размери-
d equ Мин (d h, 1,25 d) факс, k = 5,8 N/mm2.
Подходите за решение са валидни само ако се спазват определени ръбови и междинни разстояния на прътите. Освен това носещото съпротивление на прътите е-
4.3 Подходът на Riberholt Riberholt предлага дизайнерски подход (към
групите обикновено са по-малко от n пъти по
Средно ниво на стойност) за съпротивлението при изтегляне
Устойчивост на натоварване на единичен прът [8].
преди, което между пръти с къси и
10 ТЕХНИКИ ЗА ЗАКРЕПВАНЕ - 10.1 СТЕПЛЕНИЯ, КОИТО СЕ СЪДЪРЖАТ НА УСТОЙЧИВОСТ ОТ РЕЗБОВИ ПЪТИ
5 Осигуряване на качеството Множество влияещи параметри и носилка-
дълги анкери разграничава [9]:
Същото прави препоръчително, с оглед осигуряване на качеството, да се изяснят-
е стойността на плътността на дървесината, която се определя от чревната маса и обема във влажно състояние. Параметрите на якост fws и
летенето е 520 и 650 N/mm1,5 и 37 и 2, съответно
46 N/mm за чупливи или нечупливи лепила, които се разпадат.
За да се определи носещото поведение, се провеждат предварителни тестове. Трябва да се докаже, че поведението на лепилото и връзката му с профилирания прът и с дървото е трайно надеждно по време на планирания експлоатационен живот на конструкцията в рамките на приетите граници на температура и влажност. Какво
Според Риберхолт резорциновите смоли и някои епоксидни смоли принадлежат към групата на крехките лепила, докато 2-компонентните PUR лепила се считат за нечупливи. В днешно време е известно, че реологичните свойства на различните лепила могат да бъдат "коригирани" до голяма степен, независимо от вида на лепилото.
Що се отнася до влажността на околната среда, повечето от настоящите стандарти за проектиране ограничават използването на залепени профилирани пръти в компоненти, които са определени за сервизни класове 1 и 2. За да се осигури достатъчно качество на връзка или връзка със залепени пръти, се препоръчва системата-
4.4 Подход от DIN 1052: 2004 Според настоящия немски
да поставя мислите на преден план. В erNorm
DIN 1052: 2004, характерното съпротивление при изтегляне в случай на повреда в адхезивната връзка може да бъде изчислено с:
Успешните системи се основават на обширни тестови серии и теоретични съображения, влияещите параметри дърво (за предпочитане залепен ламиниран дървен материал), лепило, пръчки (за предпочитане)
окончателна геометрия (тънкост, ръб и междинни разстояния) и технология на приложение (центрирана-
Характерната стойност на якостта на съединението на лепилото-
ция на пръчките в отвора за пробиване, лепилна преса-
скорост fk1, k зависи от закрепването-
sen) толкова оптимизиран, че с тези системи
Високопроизводителни връзки и съединители
Моделът се основава на експерименти на Blass [10] и се базира тясно на модела на Riberholt [9] (вж. Раздел 3.3).
могат да бъдат произведени.
10 ТЕХНИКИ ЗА ЗАКРЕПВАНЕ - 10.1 СТЕПЛЕНИЯ, КОИТО СЕ СЪДЪРЖАТ НА УСТОЙЧИВОСТ ОТ РЕЗБОВИ ПЪТИ
Източници [1] Aicher S., Reinhardt H.-W. (Редактор)
[7] Widmann R., Steiger R., Gehri E. 2006: Pull-
2001: Съединения в дървени конструкции. Продължете-
якост на аксиално натоварени стоманени пръти
ings PRO 22. Публикации на RILEM S.A.R.L.
свързан в глулам перпендикулярно на зърното.
[2] Известия на работната комисия
Материали и конструкции 40: 8. 827-839.
W18 "Дървени конструкции" на вътрешните органи-
[8] Гери Е. 2001: Ковко поведение и група
национален съвет за научни изследвания и иновации в
ефект на залепени стоманени пръти. В: Сборник
Строителство и строителство CIB.
PRO 22 на международния RILEM Sympo-
[3] Steiger R., Köhler J. 2005: Документ CIBW18/38-17-1: Анализ на цензурирани примери за данни при дърводобивни инженерни изследвания. В: Сборник
Карлсруе, Германия. [4] www.neueholzbau.ch
sium за Съединения в дървени конструкции, Щутгарт, Германия. [9] Riberholt H. 1988: Хартия CIB-W18/21-7-2: Лепени болтове в глулам - Предложение за CIB код. В: Сборник от CIB-W18 Среща 21, Парксвил, остров Ванкувър, Канада.
[5] Gustafsson P.-J., Serrano E., Aicher S., Jo-
[10] Blass H. J., Eberhart O., Ehlbeck J., Gerold M.
hansson C.-J. 2001: Силна конструкция equa-
1996: Начин на действие на залепено Ge-
ция за залепени пръти. В: Сборник PRO
лебедка стълбове при поемане на напречни-
22 от Международния симпозиум RILEM по
сили на опън в извити греди и
Съединения в дървени конструкции, Щутгарт, Германия-
Част 3. Изследователски институт за стомана, дърво и
[6] Steiger R., Gehri E., Widmann R. 2006: Сила на изтегляне на аксиално натоварени стоманени пръти, свързани в глулам, успоредни на зърното. Материали и конструкции 40: 1. 69-78.
Камъни. Университет в Карлсруе.
СЪСТОЯНЕН ДОКЛАД ЗА ТЕКУЩИЯ СЪСТОЯНИЕ НА ИЗПОЛЗВАНЕТО НА ДЪРВО И ДЪРВЕНИ ПРОДУКТИ В СТРОИТЕЛНАТА ПРОМИШЛЕНОСТ И ОЦЕНКА НА БЪДЕЩИЯ РАЗВИТИЕ
БЪДЕЩЕ НА ДЪРВОТО Доклад за напречно сечение и потенциал за развитие Наименование на проекта Zukunft Holz - Доклад за състоянието на текущото състояние на използването на дървесина и изделия от дървесина в строителната индустрия и оценка на бъдещия потенциал за развитие
Финансиран от Фондация Landesstiftung Баден-Вюртемберг като част от досието на Future Offensive III номер 54-8214.07 IV/59-15 Институт за обработка на дървен материал Университет Biberach Karlstrasse 11 88400 Biberach Тел: 07351/582-521 Факс: 07351/582-529 [имейл защитен] Редактор проф. Д.и.н. Kurt Schwaner Служител Dipl.-Ing. (FH) Йоханес Сесинг Dipl.-Ing. (FH) Karen Spanninger Dipl.-Ing. (FH) Stefanie Roßbach Dipl.-Ing. (FH) Timo Beutel Dipl.-Ing. (FH) Volker Knopp Peter Merk Peter Kaufmann Редакция Dipl.-Ing. Арним Зайдел, дипломиран мениджър на дърво Стефан Клайн
Доклад за състоянието на текущото състояние на използването на дървесина и изделия от дърво в строителството и оценка на бъдещия потенциал за развитие