ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ ДЕРЕВЯННЫХ КЛЕЁНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ НАГРУЖЕНИИ

В работе представлены методика и некоторые результаты диагностирования роста трещин при испытаниях большеразмерных и малых образцов из клеёной древесины на длительную трещиностойкость по первой и второй формам разрушения с использованием подходов механики разрушения. Перспективно использование методов механики разрушения для расчётов деревянных конструкций, так как конструкции из цельной и клеёной древесины содержат большое количество различных природных и технологических неоднородностей. К таким концентраторам напряжений относятся сучки, наклон волокон, трещины различного происхождения, клеевые соединения по пласти и зубчатые стыковые соединения, подрезки, надрезы, отверстия, вклеенные стержни. В образцах из клеёной древесины были предварительно заданы трещины сдвига (вторая форма) и нормального отрыва (первая форма). Описан характер прорастания трещин. Испытания проводили на уровнях коэффициента интенсивности напряжений 0,6, 0,7, 0,8 от кратковременных разрушающих значений. Время нагружения образцов - до 540 суток при длительном статическом нагружении и до 2 миллионов циклов при циклическом нагружении. Испытания проводились в лабораторных и натурных условиях. Приведены результаты испытаний на длительную трещиностойкость крупноразмерных (140х170х2800 мм) и малых (60х60х400 мм) образцов при статическом и циклическом нагружениях. Описаны особенности прорастания трещин в образцах при длительном нагружении. Параметры механики разрушения более чувствительны к эксплуатационным воздействиям, чем стандартизованные показатели прочности. Возможно использование подходов механики разрушения к оценке несущей способности деревянных конструкций наряду с традиционным подходом на основании вычисления напряжений в конструкции.

клеёная древесина, трещиностойкость, длительное нагружение, механика разрушения, glulam beams, fracture toughness, long loading, fracture mechanics

1. ГОСТ 25.506-85. Расчёты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении.- М.: Изд-во стандартов, 1985. - 61с.

2. Рекомендации по расчёту прочности анкеровки деталей из тяжёлого бетона. - М.: МНИИТЭП, 1984. - 24 с.

3. Фрейдин А.С., Городенский С.И. Механика разрушения древесины // Строительная механика и расчёт сооружений. - 1990. - №6. - С. 9-16.

4. Кабанов В.А. Надежность элементов деревянных конструкций. - Курск, 2003. - 147с.

5. Масалов А.В., Мицкус Ю.А. Анализ методики испытаний арболита при сжатии // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. - 2012. - №2, Ч. 3. - С.185-186.

6. Kabanov V., Masalov A. Fracture toughness of bend glued laminated members // Proceedings of the 5th international symposium “Wood in engineering structures”. - Kočovce, Slovakia, 1995. - P. 44-50.

7. Kabanov V., Masalov A., Solianik J. Normalization of exploitation loading of wood composites for building structures // Proceedings of the 5th World Conference on Timber Engineering.- Montreux, Switzerland, 1998. - Vol.2. - Р. 796-797.

8. Kabanov V. The reliability of glued laminated timber members under fatigue loading. Dissertation. - Bratislava: SvF STU, 2001.

9. Patton-Mallory M., Cramer S. Fracture mechanics: a tool for predicting wood components strength. FPJ, p.47-47, (v.37).

10. Sih G.S., Paris P.C., Irwin G.R. On cracks in rectilinearly anisotropic bodies. Int. J. Fruct. Mech. vol. 3, #3, p. 364-368.

11. Stupishin L., Kabanov V., Masalov A. Fracture resistance of bended glued timber elements with flaws // Advanced materials research. - 2014. - V.988. - Р.363-366.

12. Tomin M. Influence of wood orthotropy on basic equations of linear fracture mechanics // Drevarskyvyskum. - 1971. - Vol. 4. - P.219-230.

13. Tomin M. Fracture of wood induced by sharp inclusions // Drevarskyvyskum. - 1973. Vol. 3. - P.175-182.