АНАЛІЗ ДОСЛІДЖЕНЬ ПО ПІДВИЩЕННЮ СТІЙКОСТІ ДО ВИБУХІВ З'ЄДНАНЬ У ДЕРЕВ'ЯНИХ КОНСТРУКЦІЯХ

Анотація

Пом'якшення наслідків вибуху знаходиться в центрі уваги через нестабільну геополітичну  ситуацію.  Існуючі  дерев’яні  конструкції  не  розраховані  на  витримування вибухового  навантаження,  а  в  районах  можливого  нападу  їх  чутливі  елементи  вимагають противибухової модернізації. Пошук раціональних конструктивних рішень з’єднань, здатних пластично  деформуватися  і  розсівати  енергію  вибуху,  зберігаючи  несучий  остов  від руйнування  актуальна  проблема.  Кількість  досліджень  характеристик  з'єднань  дерев'яних конструкцій при вибухому навантаженні дуже обмежена і потребує цілісного і систематичного підходу. Наведені динамічні випробування з'єднань дерев'яних конструкцій з використанням установки Shock Tube, яка здатна створювати високі швидкості деформації, подібні до тих, що спостерігаються під час вибухів у дальній зоні. Пристрій передачі навантаження (LTD) з двома балками  передачі  навантаження,  розташованими  в  третях  прольоту,  використовувався  для перетворення  відбитого  тиску  ударної  труби  на  дві  зосереджені  сили,  прикладені безпосередньо  до  зразків.  У  той  час  як  конструктивний  елемент  піддається  рівномірно розподіленому навантаженню під час реального вибуху, використання LTD генерує аналогічні швидкості деформації і загальні динамічні реакції в дерев'яному елементі і з'єднаннях. LTD складається з жорстких сталевих панелей, що закривають весь отвір торцевої рами. Завдяки шарнірам з прорізами LTD може зміщуватися до 200 мм, що дозволяє передавати тиск без зміни жорсткості випробуваних зразків. Розглянута методика розробки енергопоглинаючих з’єднань (ЕАС) у збірках із клеєного брусу та поперечно-клеєного брусу (CLT) для захисту від впливу вибухової хвилі. Вибухові навантаження моделювалися з використанням установки Shock  Tube.  Результати  експериментальних  випробувань  показали,  що  при  правильному проектуванні  EAC  дозволяють  вузлам  витримувати  більше  енергії  вибуху,  ніж  звичайні з'єднання  з  клеєного  брусу  і  CLT.  Поведінку  дерев’яного  стержневого  елементу  з енергопоглинаючими з’єднаннями (ЕАС) під дією вибухового навантаження можна розділити на три стадії. Початкова стадія навантаження являє собою область, де як EAC, так і дерев'яний елемент поводяться пружно, до моменту плинності EAC. Друга стадія характеризується плато плинності,  де  EAC  демонструє  майже  ідеальну  пластичність,  а  навантаження,  що  діє  на дерев’яний  елемент,  є  постійним.  Остання  стадія  складається  зі  стадії  ущільнення,  яка супроводжується  збільшенням  жорсткості  та  міцності,  що  перевищує  міцність  дерев’яного елементу. Усвідомлення необхідності захисту дерев’яних конструкцій від значних динамічних впливів  (вибух,  торнадо)  не  достатньо  вирішена  проблема.  Аналіз  літературних  джерел дозволив  виявити  переваги  і  недоліки  різних  типів  з’єднань  стержневих  дерев’яних конструкцій під дією значних динамічних навантажень. Визначені їх переваги та недоліки, а також наведено шляхи для їх подальшого удосконалення і застосування.