ВИЗНАЧЕННЯ ТА АНАЛІЗ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК БАЛОК З МАСИВНОЇ, КЛЕЄНОЇ ТА ПЕРЕХРЕСНО-КЛЕЄНОЇ ДЕРЕВИНИ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2786-7269.2025.11.265-281Ключові слова:
масивна деревина, клеєна деревина, перехресно-клеєна деревина, модуль деформації, модуль зсуву, зусилля-прогин, будівельні матеріали, механічна стійкістьАнотація
Представлені комплексні експериментальні дослідження деформаційних характеристик трьох видів дерев’яних конструкційних матеріалів: масивної, клеєної та перехресно-клеєної деревини. Основна мета дослідження полягала в оцінці механічних властивостей, ефективності та поведінки цих матеріалів. Експериментальний підхід включав аналіз залежностей між зусиллям і прогином, розраховано модифіковані модулі деформації (модулі деформації з урахуванням модулів зсуву), а також побудовано експериментальні графіки деформацій та модулів деформацій досліджуваних екземплярів. Визначено перехідні коефіцієнти між досліджуємими типами деревини. Цей аналіз забезпечив чітке розуміння механічних реакцій кожного типу матеріалу під дією навантажень. Отримані результати вказують на знижену деформаційну стійкість перехресно‑клеєної деревини порівняно із масивною та клеєною деревиною вздовж волокон. Клеєна деревина показала співвідносні результати із масивною деревиною. Кожен матеріал демонструє унікальні переваги, що підкреслює їх придатність для конкретних конструкційних застосувань на основі навантажень і експлуатаційних вимог. Рекомендується провести подальші дослідження, щоб оцінити поведінку цих матеріалів за різних факторів навколишнього середовища, вплив зміни кількості шарів ламелей клеєної та перехресно‑клеєної деревини. Такі дослідження дозволять глибше зрозуміти довговічність і експлуатаційні характеристики дерев’яних матеріалів у різноманітних будівельних контекстах і розширять їх застосування в інноваційних архітектурних та інженерних рішеннях.
Посилання
Homon S.S. (2019). Napruzheno-deformovanyi stan i rozrakhunok za deformatsiinoiu metodykoiu elementiv z derevyny pry odnorazovykh ta povtornykh navantazhenniakh: monohrafiia Rivne: Volynski oberehy. 288 p. {in Ukrainian}
Homon S.S., Babych Ye.M., Pavliuk A.P. (2019). Rozrakhunok nesuchoi zdatnosti derevianykh balok za poperechnoho zghynu z vykorystanniam deformatsiinoi modeli. Rekomendatsii Rivne: NUVHP. 28 p. {in Ukrainian}
Homon S.S., Homon P.S., Homon S.S., Puhach Yu.V., (2024). Shchodo neobkhidnosti vykorystannia deformatsiinoi modeli v rozrakhunku derevianykh konstruktsii. Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy, (46), 175–191. https://doi.org/10.31713/budres.v0i46.21. {in Ukrainian}
Polishchuk M.V. (2022). Napruzheno-deformovanyi stan zghynalnykh elementiv z kleienoi derevyny z kombinovanym armuvanniam: dys. dokt. filosofii. 192"Budivnytstvo ta tsyvilna inzheneriia" Rivne: NUVHP. 168p. {in Ukrainian}
Sasovskyi T.A. (2016). Napruzheno-deformovanyi stan balok iz kleienoi derevyny za dii malotsyklovykh navantazhen: dys. kand. tekhn. nauk: 05.23.01 (200 p.). Rivne. {in Ukrainian}
Surmai M.I. (2015). Mitsnist ta deformatyvnist doshchatokleienykh balok armovanykh skloplastykovoiu ta bazaltovoiu armaturoiu: dys. kand. tekhn. nauk: 05.23.01 Lviv. 185 p. {in Ukrainian}
Basterra L.A., Balmori J.A., Morillas L., Acuña L., Casado M. (2017). Internal reinforcement of laminated duo beams of low-grade timber with GFRP sheets. Construction and Building Materials, 154, 914–920. {in English}
Betts S.C., Miller T.H., Gupta R. (2010). Location of the neutral axis in wood beams: A preliminary study. Wood Material Science and Engineering, 5(3-4), 173–180. https://doi.org/10.1080/17480272.2010.500060 {in English}
Borůvka V., Novák D., Šedivka P. (2020). Comparison and analysis of radial and tangential bending of softwood and hardwood at static and dynamic loading. Forests, 11(8), 896. https://doi.org/10.3390/f11080896 {in English}
Cai Y.J., Zhang W., Zhang W.P. (2012). Experimental study on eccentric compression behavior of timber columns with longitudinal cracks strengthened by CFRP sheets. Advanced Materials Research, 446-449, 3132–3136. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.446-449.3132 {in English}
Fratzl P., Burgert I., Keckes J. (2004). Mechanical model for the deformation of the wood cell wall. International Journal of Materials Research, 95(7), 579–584. https://doi.org/10.1515/ijmr-2004-0112 {in English}
Guo X., Zhou F., Deng S., Dong C. (2023). Study on the static-bending properties of surface-reinforced wood with asymmetric fibers. Forests, 14(12), 2454. https://doi.org/10.3390/f14122454 {in English}
Holeček T., Gašparík M., Lagaňa R., Borůvka V., Oberhofnerová E. (2016). Measuring the modulus of elasticity of thermally treated spruce wood using the ultrasound and resonance methods. BioResources, 12(1). https://doi.org/10.15376/biores.12.1.819-838 {in English}
Kurata Y. (2020). A comparison of the loading direction for bending strength with different wood measurement surfaces using near-infrared spectroscopy. Forests, 11(6), 644. https://doi.org/10.3390/f11060644 {in English}
Liang Y., Taoum A., Kotlarewski N., Chan A., Holloway D. (2023). Behavior of Cross-Laminated Timber Panels Made from Fibre-Managed Eucalyptus nitens under Short-Term Serviceability Loads. Buildings, 13(1), 245. https://doi.org/10.3390/buildings13010245 {in English}
Oberhofnerová E., Arnetová K., Holeček T., Borůvka V., Bomba J. (2016). Determination of correlation between destructive and nondestructive test methods applied on modified wood exposed to natural weathering. BioResources, 11(2). https://doi.org/10.15376/biores.11.2.5155-5168 {in English}
Perre P., Passard J. (1995). A Control-Volume procedure compared with the Finite-Element method for calculating Stress and Strain during Wood Drying. Drying Technology, 13(3), 635–660. https://doi.org/10.1080/07373939508916978 {in English}
Rajczyk M., Jończyk D. (2019). Behavior of glulam beams strengthened with BFRP bars. Materials Science and Engineering, 603. {in English}
Rescalvo F.J., Valverde-Palacios I., Suarez E., Gallego, A. (2018). Experimental and analytical analysis for bending load capacity of old timber beams with defects when reinforced with carbon fiber strips. Composite Structures, 186, 29–38. {in English}
Romanov P.G., Sivtsev P.V. (2021). Deformation features of cross-glued wooden panel structures for northern construction. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 625, 012018. https://doi.org/10.1088/1755-1315/625/1/012018 {in English}
Scherer G.W. (2018). Stress and strain during supercritical drying. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 90(1), 8–19. https://doi.org/10.1007/s10971-018-4808-6 {in English}
Sockalingam S., Casem D., Weerasooriya T., McDaniel P., Gillespie J. (2017). Experimental investigation of the high strain rate transverse compression behavior of ballistic single fibers. Journal of Dynamic Behavior of Materials, 3(3), 474–484. https://doi.org/10.1007/s40870-017-0126-2 {in English}
Yahyaei-Moayyed M., Taheri F. (2011). Experimental and computational investigations into creep response of AFRP reinforced timber beams. Composite Structures, 93, 616–628. {in English}
Yamaguchi K., Otsubo M., Motomura Y., Marumo Y., Shiozaki H., Kawase T. (2006). Deformation characteristics of wood structures under compression. Materials Science Forum, 505-507, 1051–1056. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.505-507.1051 {in English}
Yin Q., Liu H.-H. (2021). Drying stress and strain of wood: A review. Applied Sciences, 11(11), 5023. https://doi.org/10.3390/app11115023 {in English}
Zheng X., Li Z., He M., Lam F. (2021). Experimental investigation on the rheological behavior of timber in longitudinal and transverse compression. Construction and Building Materials, 304, 124633. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124633 {in English}
Zhou A., Bian Y., Shen Y., Huang D., Zhou M. (2017). Inelastic bending performances of laminated bamboo beams: Experimental investigation and analytical study. BioResources, 13(1). https://doi.org/10.15376/biores.13.1.131-146. {in English}
DBN V.2.6-161:2017. Konstruktsii budynkiv i sporud. Dereviani konstruktsii. Osnovni polozhennia Kyiv: Minrehionbud Ukrainy, 2017. 111 p. {in Ukrainian}
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
