name: Повышение прочности и жёсткости деревоклееных балочных элементов с армированием композитными стержнями
keyword_list: расчётное сопротивление выдёргиванию витого стержня жесткостные характеристики витой эллиптический стержень метод спиральной пултрузии внутреннее стержневое армирование Композитные материалы
abstract: В диссертационном исследовании древесина рассматривается как строительный конструкционный материал. В данной ипостаси она широко применена. В пример, доля малоэтажного деревянного домостроения по странам: в Канаде, США, Финляндии она составляет 80%, в РФ данный показатель значительно ниже 25%. Однако, мы всё равно отмечаем тенденцию в развитии деревянного домостроения в РФ за последние годы. Древесина как все остальные строительные материалы обладает ограниченным эксплуатационным лимитом, а также в виду природного происхождения подвержена воздействию биологических агентов. В этой связи существуют различные способы усиления деревянных конструкций. Один из наиболее технологичных, эффективных – это метод внутреннего стержневого армирования. Существует большое разнообразие патентов в данной сфере. От самых первых, описывающих стержневое армирование с усилением приопорных зон, до новых идей с тросовым армированием по криволинейной траектории.
  В диссертационном  исследовании нами был произведён анализ материалов для стержневых элементов. Стандартным решением является применение металлической арматуры. Её преимущества и недостатки общеизвестны, также как и альтернатива  - композиты (угле, стекло и базальтопластики). Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, но в целом необходимо выделить такие преимущества композитных материалов как низкий удельный вес и стойкость к коррозии, что приводит к целесообразности использования полимерного композита в зданиях с агрессивными средами и при необходимости облегчить конструкции.
  Помимо материала стержневых элементов в диссертации исследуется форма периодического профиля, которая позволяет увеличить сцепление арматуры с древесиной. Существующие исследования в области оптимизации и повышения эффективности производственного процесса изготовления арматурных стержней выделяют как один из наиболее перспективных для внедрения метод спиральной пултрузии, то есть фактически витые стержни. В существующих патентах описаны витые композитные стержни с сечением в виде эллипса. В виду того, что данные стержни отвечают требованиям повышения производственной эффективности и оптимизации геометрии дальше наше исследование направлено на их изучение. Так как ранее исследования напряжённо-деформируемого состояния деревянных конструкций, армированными витыми эллиптическими композитными стержнями, не проводились, то работа обладает научной новизной и безусловно является актуальной.
  Объектом исследования в диссертационном исследовании выступает напряженно-деформируемое состояние элементов деревянных и деревоклееных конструкций (ДК и ДКК), усиленных продольным армированием. Целью исследования является совершенствование методов продольного композитного стержневого армирования изгибаемых элементов деревянных и деревоклеёных конструкций для повышения их прочности и жёсткости. 
  При проведении исследований использованы методы: анализ и синтез накопленных знаний в области армирования элементов ДК и ДКК;  математическое моделирование; планирование экспериментальных исследований; лабораторные и численные эксперименты с современным инструментальным сопровождением; конечно-элементное моделирование экспериментов в сертифицированном программном комплексе ANSIS.
  Теоретическая значимость работы обоснована тем, что:
  - доказана эффективность использования композитного витого эллиптического стержня при внутреннем армировании изгибаемых элементов деревянных и деревоклеёных конструкций;
  - изучена связь между геометрическими характеристиками витого эллиптического стержня и его жёсткостными параметрами, а также с его характеристиками сопротивления вырыву из массива древесины;
  - проведена модернизация существующего метода расчёта армированных элементов деревянных конструкций с учётом жёсткостных характеристик витых стержней, а также с учётом вероятностного высокотемпературного воздействия и исключения перегретого слоя древесины;
  - предложена методика определения расчётного сопротивления стержня на выдёргивание;
  - разработаны конечно-элементные модели армированных деревянных изгибаемых элементов;
  - разработаны конечно-элементные модели выдергивания стержней из древесины с учётом особенностей анизотропного строения древесины, силы трения на границе контактов и силы смятия древесины на контактной поверхности винтовой линии;
  - разработана технология производства работ по усилению с демонтажем и без демонтажа конструкций.
  Практическая значимость работы обоснована тем, что:
  - разработана общая инженерная методология расчёта продольного армирования изгибаемых элементов ДК и ДКК эллиптическими стержнями витой формы; 
  - результаты работы позволяют расширить номенклатуру используемых стержневых элементов при армировании;
  - предложена технология работ по армированию деревянных балочных элементов. 
  Предложенные теоретические и практические рекомендации обладают значимостью и научной новизной. 
  Результаты исследований использованы при разработке проекта усиления деструктированных зон элементов деревянных конструкций междуэтажных перекрытий; в проекте усиления деревоклееных колонн производственного здания; а также интегрированы в учебный процесс в САФУ имени М.В. Ломоносова.
chairman_dissertation_council.name: Владимир
chairman_dissertation_council.surname: Мелехов
chairman_dissertation_council.patronymic: Иванович
chairman_dissertation_council.position: профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: Q-1051-2019
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 36884074300
chairman_dissertation_council.rinc_id: 381661
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0001-6210-5631
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Елена
organization_supervisor.surname: Кудряшова
organization_supervisor.patronymic: Владимировна
organization_supervisor.position: ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 66.33.29
rubrics.name: Производство деревянных конструкций
oecds.code: 02.03.IU
oecds.name: ENGINEERING, MECHANICAL
speciality_codes.name: Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки
speciality_codes.code: 05.21.05
supervisors.fio: Лабудин Б.В.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Строительные конструкции, здания и сооружения
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Шарапов Е.С.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Погорельцев А.А.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Строительные конструкции, здания и сооружения
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО "СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА", СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА, САФУ, САФУ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА"
protection_organization.ogrn: 1022900517793
protection_organization.supervisor_name: ЕЛЕНА
protection_organization.supervisor_surname: КУДРЯШОВА
protection_organization.supervisor_patronymic: ВЛАДИМИРОВНА
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО "СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА", СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА, САФУ, САФУ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА"
author_organization.ogrn: 1022900517793
author_organization.supervisor_name: ЕЛЕНА
author_organization.supervisor_surname: КУДРЯШОВА
author_organization.supervisor_patronymic: ВЛАДИМИРОВНА
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения