DEVELOPMENT OF A WOOD MODEL FOR FINITE ELEMENT ANALYSIS OF BUILDING STRUCTURES (Part 2)
Authors: Шарынин Б.Э. , Котлов В.Г. 
Published: July 2024

Данная статья является продолжением работы по созданию модели материала, учитывающей как ортотропные свойства древесины, так и их взаимосвязь с параметрами окружающей среды. В первой части статьи 7 было рассмотрено влияние температуры окружающей среды на несущую способность соединения двух деревянных элементов с использованием металлических зубчатых пластин (МЗП). Было установлено, что при расчёте несу-щей способности с использованием данных свода правил 64.13330.2017 Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80 (с Изменением 1) теоретическая несущая способность соединения при температурах от 0 до 35 С остаётся постоянной, а при температурах от 35 до 50 С происходит её снижение. Таким образом, после оценки влияния температуры на теоретическую несущую способность соединения необходимо оценить влияние влажности. В данной работе рассматривается влияние влажности окружающей среды на теоретическую несущую способность соединения двух деревянных элементов с использованием металлических зубчатых МЗП при постоянной температуре. Для оценки влияния произведено моделирование древесины в CAE ANSYS в качестве ортотропного материала. Значения таких физико-механических характеристик, как плотность, модуль упругости при растяжении вдоль волокон, модуль упругости при растяжении поперек волокон, модуль сдвига и коэффициент Пуассона вдоль волокон, коэффициент Пуассона поперек волокон, а также предел прочности древесины при растяжении и сжатии вдоль и поперек волокон определены на основании данных Свода правил 64.13330.2017 Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80 (с Изменением 1). Используя метод конечных элементов и программный комплекс АНСИС, авторы определили несущую способность соединения двух деревянных элементов, соединенных при помощи металлических зубчатых пластин. Конфигурация соединения подбиралась исходя из возможности проведения впоследствии натурного эксперимента. Несущая способность определена с учетом влияния влажности при постоянной температуре окружающей среды для второй группы предельных состояний, так как в подобных соединениях величина податливости нормирована и не должна превышать 1,5 мм. Результаты расчета продемонстрировали снижение несущей способности соединения с ростом влажности древесины.

The paper presents the results of continued work on creating a model that takes into account both the orthotropic properties of wood and their relationship with environmental parameters. The first part of the paper provided evaluation of the influence of ambient temperature on the bearing capacity of the connection of two wooden elements using nail-plates. It was revealed that when calculating the bearing capacity using the data of the code of rules 64.13330.2017 Wooden structures. The updated edition of SNiP II-25-80 (as amended in No 1), the theoretical bearing capacity of the compound at temperatures from 0 to 35 C remains constant, and at temperatures from 35 to 50 C it decreases. Thus, after evaluating the effect of temperature on the theoretical bearing capacity of a compound, it is necessary to evaluate the effect of humidity. The paper assesses the influence of environmental humidity on the theoretical bearing capacity of the connection of two wooden elements using nail-plates at a constant temperature. In order to assess the impact, wood was modeled in CAE ANSYS as an orthotropic material. The values of such physical and mechanical characteristics as density, tensile modulus of elasticity along fibers, tensile modulus of elasticity across fibers, shear modulus and Poissons ratio along fibers, Poissons ratio across fibers, and tensile and compressive strength of wood along and across fibers have been determined based on the code of rules 64.13330.2017 Wooden structures. Updated version of SNiP II-25-80 (as amended in No. 1). Using the finite element method and the ANSYS software package, the load-bearing capacity of the connection of two wooden elements connected by nail-plates has been determined. The configuration of the compound was selected based on the possibility of conducting a subsequent full-scale experiment. The bearing capacity has been determined taking into account the influence of humidity at a constant ambient temperature for the second group of limiting conditions, since in such compounds the compliance value is normalized and should not exceed 1.5 mm. The calculation results have proved a decrease in the bearing capacity of the compound with the increase of wood moisture.