Методика оценки несущей способности перекрытий из древесины перекрестно клееной с варьируемыми параметрами сечений

В статье представлена методика оценки реальной несущей способности перекрытий из древесины перекрёстно клеёной (ДПК) с варьируемыми параметрами сечений. Метод основан на функциональной зависимости между частотой собственных колебаний и максимальным прогибом конструкции, связанной коэффициентом пропорциональности K. Для исследования были испытаны пять типов образцов ДПК плит с различными геометрическими параметрами слоёв: трёхслойные сплошные, с утолщёнными продольными и поперечными слоями, с зазорами в поперечных слоях, а также пятислойная плита. Многослойные плиты были приведены к эквивалентной однослойной ортотропной пластине с использованием эффективных цилиндрических жёсткостей. Расчёт максимального прогиба и нормальных напряжений выполнен по формулам теории пластин и проверен экспериментально. Отклонения расчётных значений прогиба от экспериментальных составили не более 10%, напряжений — не более 13%, что подтверждает высокую точность предложенного метода. Особенностью методики является возможность оценки несущей способности конструкции без знания фактической жёсткости, используя только одну динамическую характеристику — основную частоту собственных колебаний. Это делает метод быстрым, безопасным и экономически эффективным для натурных испытаний. Предложенный подход может быть применён при оценке конструкций по второй группе предельных состояний и в ряде типовых случаев — по первой группе, при условии пренебрежения касательными напряжениями и концентрациями напряжений. Перспективным направлением дальнейших исследований является расширение области применения методики на другие условия опирания и соотношения сторон плит.

1. ГОСТ Р 56706-2022. Плиты из перекрестноклееной древесины. Общие технические условия.

2. Brandner R., Flatscher G., Ringhofer A., Schickhofer G., Thiel A. Cross laminated timber (CLT): overview and development // European Journal of Wood and Wood Products. – 2016. – Vol. 74. – № 3. – P. 331–351.

3. Стратегия развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года : утв. распоряжением Правительства РФ от 11 февраля 2021 г. № 312-р // Официальный интернет-портал правовой информации. – URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/400235155/ (дата обращения: 26.06.2025)

4. Трошин М.Ю., Турков А.В., Заев А.В. Влияние шага досок в поперечном слое на деформативность и распределение напряжений в трехслойной CLT-панели, жестко защемленной с двух сторон. // Строительство и реконструкция. — 2024. — № 2. — С. 50-58. DOI: 10.33979/2073-7416-2024-112-2-50-58.

5. Трошин М.Ю., Турков А.В. Влияние толщины поперечных и продольных слоев на деформативность и распределение напряжений в трехслойных плитах древесины перекрестно-клееной // Вестник МГСУ. — 2023. — Т. 18. Вып. 3. — С. 391-400. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.3.391-400.

6. Трошин М.Ю., Турков А.В. Влияние шага поперечных слоев на деформативность и распределение напряжений в пятислойных плитах древесины перекрестно-клееной // Строительство и реконструкция. — 2023. — № 3. — С. 35-41. DOI: 10.33979/2073-7416-2023-107-3-35-41.

7. Karacabeyli E., Gagnon S. Canadian CLT Handbook. Quebec: FPInnovations, 2019. 812 p.

8. Borgstrӧm E., Frӧbel J. The CLT Handbook. CLT structures — facts and planning. Stockholm: Swedish Wood, 2019. 188 p.

9. Karacabeyli E., Douglas B. CLT Handbook: Cross-laminated timber. US Edition. Quebec: FPInnovations, 2013. 572 p.

10. Коробко В. И. Об одной "замечательной" закономерности в теории упругих пластинок // Известия вузов. Строительство и архитектура. – 1989. – № 11. – С. 32–36.

11. Трошин М.Ю., Турков А.В. Взаимосвязь максимального прогиба и частоты собственных колебаний в 3-хслойной плите из ДПК при переменной величине зазоров в поперечном слое при различных граничных условиях // Строительство и реконструкция. — 2024. — № 4. — С. 56-63. DOI: 10.33979/2073-7416-2024-114-4-56-63.

12. Трошин М.Ю., Коробко А.В. Взаимосвязь максимального прогиба и частоты собственных колебаний в пятислойной плите из ДПК при изменении шага ламелей в поперечных слоях // Эксперт: теория и практика. — 2024. — № 4 (27). — С. 105-109.

13. Коробко В.И., Коробко А.В. Строительная механика пластинок: Техническая теория. – М. : Спектр, 2010. – 409 с.

14. Лехницкий С. Г. Анизотропные пластинки. – М., Л. : Гостехиздат, 1947. – 355 с.

15. Глухих В. Н., Кондратьева Л. Н., Корсун В. И., Коваль П. С., Тихомиров Д. В. Исследование экспериментальных данных по изгибу CLT-плит, опертых по четырем сторонам // Вестник евразийской науки. — 2023. — Т. 15, № 6.

16. Тихомиров Д. В. Расчёт перекрытия из ДПК, опирающегося по четырём сторонам, с применением теории изгиба пластин // Инновации в деревянном строительстве : материалы XII Междунар. науч.техн. конф. — Санкт-Петербург : СПбГАСУ, 2023. — С. 68–80.

17. Чебыкин А. А., Фрицлер Ю. А., Кудрявцев С. В. Определение расчетных характеристик сечений древесных клееных плит из перекрестных досок // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. – 2017. – № 2. – С. 83–85.

18. Мамедов Ш. М., Шабикова Е. Г., Нижегородцев Д. В., Казакевич Т. Н. Методика расчета панелей из перекрестно-клееной древесины // Вестник гражданских инженеров. – 2020. – № 5(82). – С. 66–71. – DOI: 10.23968/1999-5571-2020-17-5-66-71.

19. СП 64.13330.2017. Деревянные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-25-80.

20. Тимошенко С. П., Войновский-Кригер С. Пластинки и оболочки. – М. : Наука, 1966. – 636 с.