ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ МІЦНОСТІ ПЕРЕХРЕСНО-КЛЕЄНОЇ ДЕРЕВИНИ

С. Є. Шехоркіна; М. В. Бордун; І. О. Мерилова; О. В. Лясота; В. А. Федін

doi:10.30838/UJCEA.2312.270425.140.1153

Автор(и)

С. Є. Шехоркіна Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна
М. В. Бордун Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна
І. О. Мерилова Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна
О. В. Лясота Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна
В. А. Федін Український державний університет науки і технологій, ННІ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна

DOI:

https://doi.org/10.30838/UJCEA.2312.270425.140.1153

Ключові слова:

перехресно-клеєна деревина, згин, стиск, руйнівне навантаження, міцність

Анотація

Постановка проблеми. Перехресно-клеєна деревина (ПКД) – це сучасний будівельний матеріал, який може бути використаний для зведення будівель різного призначення. Незважаючи на свою популярність закордоном, ПКД все ще залишається новим для України будівельним матеріалом, а в чинних нормах для проектування дерев’яних конструкцій відсутні рекомендації з розрахунку конструкцій з ПКД-панелей. Для поширення використання ПКД у вітчизняній практиці необхідне проведення досліджень характеристик міцності відповідно до міжнародних стандартів. Мета статті − дослідження характеристик міцності на згин та стиск ПКД вітчизняного виробництва шляхом випробувань згідно європейських стандартів. Методика. Для експериментальних досліджень були використані зразки елементів з ПКД вітчизняного виробника CLT-Result. Зразки складалися з пиломатеріалів хвойних порід (сосна Pinus sylvestris I.) в конфігурації 3 шарів товщиною 30 мм (товщина ПКД 90 мм) та 5 шарів товщиною 20 мм (товщина ПКД 100 мм). Виконані випробування на згин та стиск паралельно та перпендикулярно площині повздовжніх шарів відповідно до вимог EN 16351:2021 та EN 408:2012. Висновки. Міцність зразків ПКД на згин визначається міцністю деревини зовнішнього найбільш розтягнутого шару. Руйнування зразків при згинанні розпочиналося з утворення тріщин вздовж річних кілець деревини зовнішнього нижнього шару із подальшим розривом розтягнутих волокон. Зразки ПКД при випробуванні на стиск паралельно площині шарів руйнувались внаслідок вичерпання несучої здатності деревини поздовжніх шарів, що супроводжувалось зсувом по косих площадках. Руйнування ПКД при стисканні перпендикулярно площині шарів відбувалось внаслідок істотного спресовування деревини. Визначені наступні характеристики: міцність на згин 3-шарової ПКД-панелі становила 15,3 МПа, 5-шарової – 20.1 МПа; міцність на стиск 5-шарової ПКД-панелі паралельно площині шарів f_c_,0= 26,88...29,15 МПа, перпендикулярно площині шарів f_c_,90= 11,16...12,13 МПа.

Посилання

Yusoh A. S., Anwar U.M.K., Lee Sh., Ong C., Asniza M., Paridah M. The properties of Cross Laminated Timber (CLT) : a review. International Journal of Adhesion and Adhesives. 2025. Vol. 138. P. 103924. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2024.103924 (дата звернення: 11.01.2025).

Jayalath A., Navaratnam S., Ngo T., Mendis P. A., Hewson N., Aye L. Life cycle performance of Cross Laminated Timber mid-rise residential buildings in Australia. Energy and Buildings. 2020. Vol. 223. P. 110091. URL: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110091 (дата звернення: 11.01.2025).

Shin B., Wi S., Kim S. Assessing the environmental impact of using CLT-hybrid walls as a sustainable alternative in high-rise residential buildings. Energy and Buildings. 2023. Vol. 294. P. 113228. URL: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2023.113228 (дата звернення: 11.01.2025).

Yin T., Song H., Wang Z., Li L., Zheng W., Ju Z., Gong Y., Gong M. Long-term creep properties of hybrid CLT fabricated with lumber and OSB. Industrial Crops and Products. 2024. Vol. 211. P. 118238. URL: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.118238 (дата звернення: 11.01.2025).

Sikora K. S., McPolin D. O., Harte A. M. Effects of the thickness of cross-laminated timber (CLT) panels made from Irish Sitka spruce on mechanical performance in bending and shear. Construction and Building Materials. 2016. Vol. 116. Pp. 141–150. URL: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.04.145 (дата звернення: 11.01.2025).

Muñoz F., Tenorio C., Moya R., Navarro-Mora A. CLT Fabricated with Gmelina arborea and Tectona grandis Wood from Fast-Growth Forest Plantations : Physical and Mechanical Properties. Journal of Renewable Materials. 2022. Vol. 10 (1). Pp. 1–17. URL: https://doi.org/10.32604/jrm.2022.017392 (дата звернення: 11.01.2025).

Norshariza M. B., Lum W. C., Azmi A., Nordin M. S., Yam N. W. S., Ahmad Z., Lee S. H. Bending, Compression and Bonding Performance of Cross-Laminated Timber (CLT) Made from Malaysian Fast-Growing Timbers. Journal of Renewable Materials. 2022. Vol. 10 (11). Pp. 2851–2869. URL: https://doi.org/10.32604/jrm.2022.022326 (дата звернення: 11.01.2025).

He M., Sun X., Li Z., Feng W. Bending, shear, and compressive properties of three- and five-layer cross-laminated timber fabricated with black spruce. Journal of Wood Science. 2020. Vol. 66 (38). Pp. 1–17. URL: https://doi.org/10.1186/s10086-020-01886-z

Boggian F., Andreolli M., Tomasi R. Cross Laminated Timber (CLT) Beams Loaded in Plane : Testing Stiffness and Shear Strength. Frontiers in Built Environment. 2019. Vol. 58. Pp. 1–12. URL: https://doi.org/10.3389/fbuil.2019.00058

ДБН В.2.6-161:2017. Дерев'яні конструкції. Основні положення. Вид. офіц. Київ : Мінрегіон України, 2017. URL: https://dbn.co.ua/load/normativy/dbn/1-1-0-807

UNBROKEN відкрив новий центр протезування та ортезування. URL: https://unbroken.org.ua/ua/news/ unbroken-vidkryv-novyj-czentr-protezuvannya-ta-ortezuvannya (дата звернення: 11.01.2025).

CLT REZULT. UNBROKEN : Реконструкція реабілітаційного центру у Львові. URL: https://clt-rezult. com/news/unbroken/ (дата звернення: 11.01.2025).

Бідаков А. М., Кочкарьов Д. В., Пустовойтова О. М. Міцність та деформативність панелей з поперечно клеєної деревини (пкд) або clt панелей вітчизняного виробництва. Науковий вісник будівництва. 2024. Вип. 111. C. 75–83. URL: https://doi.org/10.33042/2311-7257.2024.111.1.10

Бідаков А. М., Пустовойтова О. М., Распопов Є. А., Страшко Б. О. Міцність пкд панелей при розтягу та стиску вздовж волокон. Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві. 2020. Вип. 1. C. 5–10. URL: https://doi.org/10.31649/2311-1429-2020-1-5-10

ДСТУ EN 14080:2013, (EN 14080:2013, IDT). Конструкції дерев’яні. Шарувата клеєна деревина та масивна клеєна деревина. Вимоги. Розробник : ДП «Український науково-дослідний і навчальний центр проблем стандартизації, сертифікації та якості».

ДСТУ EN 338:2022, (EN 338:2016, IDT). Конструкційний лісоматеріал. Класи міцності. Розробник : ДП «Український науково-дослідний і навчальний центр проблем стандартизації, сертифікації та якості».

EN 16351:2021, Timber structures. Cross laminated timber. Requirements. European committee for standardization. CEN-CENELEC, Management Centre: Rue de la Science 23, B-1040 Brussels.

EN 408:2012. Timber structures. Structural timber and glued laminated timber. Determination of some physical and mechanical properties. European committee for standardization. CEN-CENELEC, Management Centre : Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels.