name: Разработка конструктивных и технологических решений узловых соединений элементов деревянных конструкций с модификацией локальных контактных зон
keyword_list: деревянные конструкции контактная зона коэффициент модификации самонарезающие винты узловые соединения композитные материалы модификация Древесина
abstract: Древесина – возобновляемый природный ресурс. Высокие физико-механические свойства, богатый опыт проектирования и эксплуатации деревянных конструкций (ДК) указывают на возможность применения элементов из ДК, работающих при различных условиях НДС. Эффективность применения элементов несущих конструкций из древесины может быть повышена за счет увеличения несущей способности их узловых соединений. 
  Известные примеры технологических решений узловых соединений ДК достаточно эффективно решают вопросы повышения несущей способности и снижения деформативности сопряжений, но недостаточно используют конструктивные и технологические возможности элементов соединений. Недостаточно исследованы области напряженно-деформированного состояния соединяющих элементов: коннекторов и винтов при их размещении в массиве модифицированной древесины. Отсутствуют методики расчета, позволяющие учитывать прочностные характеристики модифицированной древесины, эффективные способы автоматизации выполнения узловых соединений элементов ДК и совмещения этого процесса с локальной модификацией древесины контактных зон. 
  Совокупность перечисленных факторов указывает на недостаточную изученность данной темы, а вопрос повышения эксплуатационных характеристик, несущей способности, жесткости и индустриальности выполнения узловых соединений элементов деревянных конструкций на винтах с модификаций древесины контактных зон является востребованной и актуальной задачей.
  Объект исследований – составное узловое соединение элементов ДК с модификацией древесины локальных контактных зон. Предмет исследований – напряженно-деформированное состояние узлового соединения деревянных конструкций с оценкой несущей способности, жесткости и деформативности с учетом анизотропии древесины. Цель диссертационной работы – повышение несущей способности, жесткости и эксплуатационных характеристик узловых сопряжений деревянных конструкций.
  При проведении исследования применялись методы математического моделирования, статистической обработки данных, планирования многофакторного эксперимента, вычислительные программные комплексы и программные комплексы 3D моделирования, высокоточное гидравлическое силовое оборудование, современное инструментальное обеспечение.
  В ходе реализации задач исследования достигнуты ключевые результаты: 1. В результате проведенных исследований научно обоснована и экспериментально доказана целесообразность локальной модификации древесины контактных зон стыковых соединений деревянных конструкций. 2. Разработана математическая модель, адекватная физической, позволяющая достоверно определить несущую способность узлового соединения с локальной модификацией древесины контактных зон, выполнены теоретические исследования напряженно-деформированного состояния узлового соединения. 3. В результате численного моделирования соединения с локальной модификацией установлено увеличение разрушающей нагрузки на 29-31 % по сравнению с соединением без модификации. 4. Получен коэффициент изменения несущей способности винта, завинченного в массив модифицированной древесины kмд=1,32, позволяющий более достоверно выполнить расчет соединения, увеличить сходимость численных расчетов и экспериментальных исследований до 5%; 5. Определены рекомендуемые геометрические параметры элементов узлового соединения деревянных конструкций: длина винтов 100 мм, диаметр винтов 8 мм, угол отклонения силы от главных осей анизотропии – 90˚.  6. При испытании полноразмерных соединений элементов деревянных конструкций установлен прирост разрушающей нагрузки. У серии соединений СДМ его величина составляет 38% по сравнению с серией СД. 7. Разработаны практические рекомендации по технологии изготовления и монтажа стыковых соединений элементов деревянных конструкций с модификацией локальных контактных зон. Предложена технологическая последовательность изготовления узловых соединений при монтаже и в производственных условиях.
  Теоретическая значимость работы заключается в расчетной математической модели и методике инженерного расчета узловых соединений деревянных конструкций, с учетом модификации древесины в локальных контактных зонах, учитывающей анизотропные свойства материла, позволяющей учесть меняющиеся статико-геометрические параметры древесно-композитного материала.
  Практическая значимость работы заключается в разработанных новых конструктивных и технологических решениях по выполнению узловых соединений элементов конструкций из древесины, сформулированных рекомендациях по технологии изготовления и монтажа стыковых соединений элементов ДК с модификацией локальных контактных зон. Результаты работы позволяют расширить область применения деревянных конструкций, повысить эксплуатационные и прочностные характеристики узловых соединений элементов.
  Научная новизна результатов исследования: 
  -	научно обоснована и доказана возможность модификации древесины контактных зон в стыковых соединениях;
  -	разработаны математическая модель и инженерный расчет узловых соединений ДК с учетом модификации древесины в локальных контактных зонах;
  -	получены функциональные зависимости характера деформаций и прочностных характеристик узловых коннекторных соединений с учетом модификации древесины локальных зон;
  -	произведена оценка эффективности способа стыкового соединения элементов из древесины с повышенными показателями несущей способности и жесткости по сравнению с существующими конструктивными решениями стыковых соединений элементов деревянных конструкций.
  Результаты настоящих исследований были использованы на практике, что подтверждается соответствующими актами, а также внедрены в образовательный процесс ФГБОУ ВО «Владимирский государственный университет» (подтверждается справкой о внедрении).
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: Рощина С.И.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Строительные материалы и изделия
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Тамби А.А.
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: ВлГУ
author_organization.name: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых"
author_organization.ogrn: 1023301283290
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения