Оценка прочностных и деформативных свойств плит из перекрестно-клееной древесины

Одним из инновационных материалов в деревянном домостроении является перекрестно-клееная древесина (ДПК). Разработкой и совершенствованием конструктивных параметров изделий из ДПК занимаются российские и зарубежные исследователи. В качестве метода исследований наибольший интерес представляют цифровые модели, созданные с помощью различных программных комплексов. В статье приведены результаты исследования прочностных и деформативных свойств трех-, пяти- и семислойных плит из ДПК, полученные как по результатам изгиба цифровых моделей, так и в ходе натурных лабораторных испытаний. Для разработки цифровых моделей плит использован программный комплекс Comsol. Показано, что среднее отклонение величины прогиба цифровых моделей плит от результатов натурных испытаний составило от 1,8 до 3,4% в зависимости от количества слоев. Относительное отклонение показателя прочности составило от 0,1 до 10,1%. С целью снижения материалоемкости плит из ДПК разработаны цифровые модели облегченных плит из перекрестно-клееной древесины, состоящих из трех и более слоев, второй слой представляет собой чередующиеся пиломатериалы и полости одинаковой толщины и ширины. Снижение прочности облегченной конструкции плит от 3 до 6% не является ограничением для их использования в качестве несущих конструкций.

А.Д. РЫТОВ¹, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.А. ТИТУНИН^1,2, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.А. ПОГОРЕЛЬЦЕВ³, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Костромская государственная сельскохозяйственная академия (156530, Костромская обл., Костромской р-н, пос. Караваево, ул. Учебный городок, 34)
² Костромской государственный университет (156005, Кострома, ул. Дзержинского, 17/11)
³ Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. А.В. Кучеренко (ЦНИИСК им. А.В. Кучеренко) (109428, г. Москва, ул. 2-я Институтская, 6)

1. Коновалов М.А., Козинец Г.Л. Алгоритм разработки расчетной модели деревянного многоэтажного здания // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. Вып. 4. С. 463–475. EDN: ­CIFZNA.
https://doi.org/10.22227/1997-0935.2022.4.463-475
2. Лихненко Е.В., Жаданов В.И., Аркаев М.А., Украинченко Д.А. Проектирование теплозащиты малоэтажных зданий с учетом конструктивной неоднородности ограждений // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 8. С. 11–17. EDN: ­FIZBYM. https://doi.org/10.33622/0869-7019.2021.08.11-17
3. Король Е.А., Журавлева А.А. Влияние работы энергопотребителей при возведении малоэтажных жилых зданий на состояние окружающей среды // Academia. Архитектура и строительство. 2021. № 3. С. 108–114. EDN: ­LBPFCI. https://doi.org/10.22337/2077-9038-2021-3-108-114
4. Агафонов С.А., Волкодав В.А., Волкодав И.А., Титова И.Д. Актуальные направления развития отечественной нормативно-технической документации в области строительства из древесины с учетом зарубежного опыта // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 7. С. 1055–1077. EDN: ­ZFJQPU. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2023.7.1055-1077
5. Жаданов В.И., Титунин А.А., Федосов С.В., Котлов В.Г., Чубинский А.Н., Погорельцев А.А. Древесина в строительстве: проблемы, разработки, направления исследований // Промышленное и гражданское строительство. 2026. № 1. С. 4–12. EDN: ­DSCGXU. https://doi.org/10.33622/0869-7019.2026.01.04-12
6. Sushko O.P., Efimova M.V. Analysis of the Timber Industry Complex of Forest-Rich Countries // Лесной журнал. 2025. № 2. С. 154–171. EDN: ­RFZABQ. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-2-154-171
7. Рогожина А.В. Развитие и анализ основных технологий малоэтажного строительства из материалов на основе древесины // Жилищное строительство. 2019. № 12. С. 35–39. EDN: ­TKTRDG. https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-12-35-39
8. Филимонов М.А., Смирнов П.Н. Исследования прочностных и упругих характеристик плит из древесины перекрестно-клееной (ДПК/СLT) российского производства // Cейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2022. № 2. С. 81–97. EDN: ­JEVVCF. https://doi.org/10.37153/2618-9283-2022-2-81-97
9. Balasbaneh, A.T., Sher W. Comparative sustainability evaluation of two engineered wood-based construction materials: Life cycle analysis of CLT versus GLT // Building and Environment. 2021. Vol. 204, pp. 108112. EDN: ­IZRORE. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.108112
10. Погорельцев А.А., Турковский С.Б. Особенности применения клееных деревянных конструкций в сейсмических районах // Строительная механика и расчет сооружений. 2022. № 2 (301). С. 31–38. EDN: ­YHQJAE.
https://doi.org/10.37538/0039-2383.2022.2.31.38
11. Зиннуров Т.А., Новицкий Е.В. Определение прогиба составных деревянных изгибаемых элементов, армированных цилиндрическими полимеркомпозитными нагелями // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 5. С. 697–708. EDN: ­RTOQXE. https://doi.org/10.22227/19970935.2023.5.697708
12. Чибрикин Д.А., Лукин М.В., Лукина А.В., Тюрикова Т.В., Рощина С.И. Численное исследование напряженно-деформированного состояния модифицированной деревянной балки // Лесной журнал. 2022. № 3. С. 167–178. EDN: ­PXYIDF. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-3-167-178
13. Трошин М.Ю., Турков А.В. Влияние толщины поперечных и продольных слоев на деформативность и распределение напряжений в пятислойных плитах древесины перекрестно-клееной // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 10. С. 1587–1598. EDN: ­NDFXYP. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2023.10.1587-1598
14. Бубис А.А., Гизятуллин И.Р., Хворова А.Н., Петров И.Ю. Особенности поведения древесины перекрестно-клееной (ДПК/CLT) при статических и динамических нагрузках, моделирующих сейсмические воздействия // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2022. № 2. С. 62–80. EDN: ­QYZGKG. https://doi.org/10.37153/2618-9283-2022-2-62-80
15. Dietsch P., Kreuzinger H. Dynamic effects in reinforced beams at brittle failure – evaluated for timber members. Engineering Structures. 2020. Vol. 209. 110018. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.110018
16. Huang Z., Huang D., Chui, Y-H., Shen Y., Daneshvar H., Sheng B. et al. Modeling of Cross-Laminated Timber (CLT) panels loaded with combined out-of-plane bending and compression. Engineering Structures. 2022. Vol. 250. 113335. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.113335
17. Weidong L., Jiahui G. Bibo W. Study on flexural behavior of cross-laminated timber based on different tree species. Advances in Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 2019. 1728258.
https://doi.org/10.1155/2019/1728258
18. Opazo-Vega A., Benedetti, F., Nuñez-Decap M., Maureira-Carsalade N., Oyarzo-Vera C. Non-destructive assessment of the elastic properties of low-grade CLT panels. Forests. 2021. No. 12. 1734. https://doi.org/10.3390/f12121734