Cruciform rods in the joints of wooden structures

R. Timchenko D. Krishko О. Penzev
Received 19.11.2022, Revised 21.02.2023, Accepted 25.04.2023
Abstract

Purpose. To develop and study new nodal connections of wooden elements on steel twisted cross-shaped rods working in pull-out. Research methods. General methods of structural mechanics and the theory of wooden constructions were used in the research. Scientific novelty. A twisted cross-shaped rod for the connections of wooden structures is considered. The optimal parameters of the proposed type of rods are determined, which provide high bearing capacity and ease of implementation in the wood massif. A model of joints on twisted cross-shaped rods was developed with confirmation of its adequacy, which makes it possible to evaluate the stress-strain state of both the proposed joints and more complex systems using twisted connections. The methodology for calculating the nodal connections of wooden elements on twisted cross-shaped rods working in pulling is considered. Practical significance. The types of joints of wooden structures on twisted cross-shaped rods are considered, which differ in efficiency, both in terms of material consumption and labor intensity of manufacture. A method of calculation and recommendations for the design and manufacture of nodal joints of wooden elements on twisted cross-shaped rods working to pull out are considered. It is possible to improve the technical and economic assessment of the proposed connections of wooden structures. Results. The most important results include: the development of connections of wooden elements on twisted cross-shaped rods working in pull-out; determination of the optimal structural shape of twisted cross-shaped rods and the rules for their placement in connections; formulation of the main provisions of the calculation methodology and recommendations for the design and manufacture of the proposed nodal connections. The comparative analysis and the results of the implementation of the developed types of rods into design practice indicate the technical and economic feasibility of their use in wooden construction, while the proposed nodes exceed the main technical and economic indicators of the known solutions by 12...23%, depending on the type of the designed connection

Keywords:
twisted cross-shaped rod; nodal connections; wooden elements; stress-strain state

Retrieved from Vol. 57, No. 1, 2023

Pages 126–132

References Suggested citation

[1] Тімченко Р.О., Крішко Д.А., Матюшевська В.О. Переваги і недоліки дерев'яних конструкцій // Розвиток промисловості та суспільства: Матеріали міжнародної науково-технічної конференції (26-28 травня 2021 р.). - Кривий Ріг, 2021. - С. 69.

[2] Тімченко Р.О., Крішко Д.А. Урахування критеріїв надійності будівель та споруд // Строительство. Материаловедение. Машиностроение. - Дніпро, 1999. - Вып. № 9, ч. 1. - С. 310-317.

[3] Тимченко Р.А., Кришко Д.А., Горобец Т.Ю. Оценка строительных экоматериалов по критерию качество / цена // Матеріали Міжнародної наук.-техн. конф. „Гірничо-металургійний комплекс: досягнення, проблеми та перспективи розвитку” (25-28 травня 2О1О р.) - Кривий Ріг, 2010. - С. 268-269.

[4] Сахно С.І., Янова Л.О., Пищикова О.В. Суттєві помилки в ДБН В.2.6-161:2017 «Дерев'яні конструкції основні положення» та їх можливі наслідки // Гірничий вісник. - Кривий Ріг, 2019. - Вип. 105. - С. 127-132.

[5] Сахно С.І., Вербицький В.І., Астахов В.І Розрахунок конструкцій з лісоматеріалів за нормами ДБН В.2.6- 161:2017 та EN1995-1-1. Теорія, приклади розрахунків, завдання для самостійного розв'язання. - Кривий Ріг, 2020.­ 239 с. 

[6] Дмитриев ПА., Шведов В.Н Несущая способность и деформативность нагелей крестообразного сечения в соединениях деревянных элементов с металлическими накладками и прокладками, поставленными в пропилы // Архитектура и строительные конструкции: тез. докл. научн.-техн. конф. - Новосибирск, 1992. - 45 с.

[7] Орлович Р.Б. Тенденции в развитии соединений деревянных конструкций в строительстве за рубежом // Известия ВУЗов: Строительство - 2004. - № 11. - С. 4-9.

[8] Гетц К.Г. Атлас деревянных конструкций. - 1985. - 272 с.

[9] Eurocode 5. Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauten Design of timber structures. - 2004. - 89 р.

[10] ДБН В.2.6-161:2017. Дерев'яні конструкції. Основні положення. - 2017. - 96 с.

[11] Берковская Д.А., Касабьян Л.В. Клееные деревянные конструкции в зарубежном и отечественном строи тельстве. - 1997. - 108 с.

[12] Найчук А.Я. Численные исследования прочности деревянных балок со сквозными трещинами усиленных наклонно вклеенными стержнями // Сборник научных трудов: Ресурсосберегающие материалы, конструкции, здания и сооружения. - Ровно, 2008. - Вып. 16. - Ч. 2. - С. 278-28

[13] Дмитриев ПА., Жаданов В.И., Столповский Г.А. Соединения элементов деревянных конструкций на стальных винтовых крестообразных стержнях, работающих на выдергивание// Известия ВУЗов: Строительство. - 2010. - № 4. - С. 133-137.

[14] Замрин А.А. Проектирование и расчет методом конечных элементов в среде APM Structure3D. - 2010. - 376 с.

[15] Жаданов, В.И., Столповский Г.А. Новый тип узловых соединений деревянных конструкций на стальных винтовых крестообразных стержнях. - Одесса,2010. - Ч.2. - С. 50-55.

[16] Найчук А.Я., Бабаев М.В. К вопросу оценки несущей способности стальных винтовых стержней, завинченных под углом к волокнам древесины // Журнал Промышленное и гражданское строительство. - 2010. - № 1. - С. 21-23.

[17] Турковский, С.Б., Погорельцев А.А. Создание деревянных конструкций системы ЦНИИСК на основе наклонно вклеенных стержней // Промышленное и гражданское строительство. - 2007. - № 3. - С. 6-8.

[18] Пуртов В.В. Исследование соединений деревянных элементов на металлических пластинах с зубьямидюбелями на действие длительной нагрузки // Известия ВУЗов: Строительство. - 2004. - № 6. - С. 130-134 

Timchenko, R., Krishko, D., & Penzev, О. (2023). Cruciform rods in the joints of wooden structures. Mining Journal of Kryvyi Rih National University, 57(1), 126-132.
en