COMPUTER CALCULATION OF STRESS-STRAIN STATE OF NODE CONNECTION
Authors: ЛАБУДИН Б.В. , МОРОЗОВ В.С. , ОРЛОВ А.О. 
Published: July 2024

Рассмотрены преимущества и перспективы применения древесины и деревокомпозитных материалов в качестве основных строительных конструкций в современном домостроении. Обоснована актуальность исследований, направленных на совершенствование узлов элементов из древесины и деревокомпозитных материалов, а также получение новых видов узловых соединений. Показано, что проектирование таких соединений является одной из основных нерешенных задач, требующих решения. Цель работы обоснование эффективного угла заострения зубьев когтевого коннектора на основе численного исследования прочностных и деформационных характеристик узлового соединения деревянных конструкций. Для реализации поставленных задач рассмотрено напряженнодеформированное состояние конечноэлементной модели односрезного узлового соединения деревянных элементов, объединенных: 1) фрагментом стального когтевого коннектора 2) целым стальным когтевым коннектором в программном комплексе ANSYS в зависимости от двух наиболее значимых факторов: X1 угол заострения зуба, который принимает значения от 30 до 90 с шагом 15 X2 угол расположения зубьев к волокнам, который принимает значения 0, 45, 90. При помощи компьютерного моделирования установлены зависимости от вышеприведенных факторов величины нормальных напряжений: 1) в сжатой зоне контакта древесины и фрагмента коннектора 2) в зубьях фрагмента коннектора. Выполнены численные исследования несущей способности соединения на когтевых шайбах при максимальном значении деформации. Приведена зависимость несущей способности целого когтевого коннектора от угла заострения зубьев. Установлено, что наиболее целесообразными и эффективными с точки зрения несущей способности и сдвигоустойчивости являются углы заострения зубьев когтевого коннектора в диапазоне 5075. Применение коннекторов с такими углами заострения зубьев повышает сдвигоустойчивость и несущую способность соединения на 58 по сравнению с типовым коннектором.

The paper analyses the advantages and prospects of using wood and wood composite materials as the main construction component in modern housing structures. The rationale for research is improving the components of wood and wood composite elements and producing new types of nodal compounds. It is revealed that the design of such compounds is one of the main challenges to be addressed. The aim of the work is to substantiate the effective cuttingpoint angle of claw connectors based on a numerical study of strengthstress characteristics of node connection in wooden structures. In order to achieve this objective, the authors have considered stressstrain state of finiteelement model of singlecut node connection of wooden elements connected with: 1) a fragment of a steel claw connector 2) a whole steel claw connector in the ANSYS software complex, depending on the two most important factors: X1 the angle of the claw sharpening, which takes values from 30 to 90 in 15 increment X2 the angle of the claw related to fibers, which takes the values of 0, 45 and 90. With the help of computer modeling, we have determined the dependences of the normal stress values: 1) in the compressed contact zone of the wood and the connector fragment 2) in the claws of the connector fragment depending on the above factors. Numerical studies of the bearing capacity of the compound on the claw washers at the maximum value of deformation are performed. The dependence of the bearing capacity of the whole claw connector on the angle of the claw sharpening is shown. It is determined that the most expedient and effective in terms of bearing capacity and shear resistance are the angles of sharpening of the claw connector in the range between 5075. The use of connectors with such angles of claws sharpening increases the shear resistance and bearing capacity of the connection by 58 compared to a standard connector.