КОНСТРУКЦИИ ДЕРЕВЯННЫЕ

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И
СЕРТИФИКАЦИИ
(МГС)
INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION
(ISC)
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
С Т А Н Д А Р Т
ГОСТ
проект
КОНСТРУКЦИИ ДЕРЕВЯННЫЕ
Классификация и методы испытаний элементов конструкций
по классам прочности
(EN 408: 2003, NEQ)
(EN 1194:1999, NEQ)
(EN 14080: 2005, NEQ)
Минск
Евразийский совет по стандартизации, метрологии и сертификации
ГОСТ
Предисловие
Евразийский совет по стандартизации, метрологии и сертификации (ЕАСС)
представляет
собой
региональное
объединение
национальных
органов
по
стандартизации государств, входящих в Содружество Независимых Государств. В
дальнейшем возможно вступление в ЕАСС национальных органов по стандартизации
других государств.
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по
межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0−92 «Межгосударственная
система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2−2009 «Межгосударственная
система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила, рекомендации по
межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и
отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом им. В. А. Кучеренко (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко),
отделением ОАО «НИЦ «Строительство»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПРИНЯТЕвразийским советом по стандартизации, метрологиии сертификации
За принятие стандарта проголосовали:
Краткое наименование страны по
МК (ИСО 3166) 004-97
Код страны по МК (ИСО 3166)
004-97
Сокращенное наименование
национального органа по
стандартизации
4 В настоящем стандарте учтены требования в части классификации и методам
испытаний элементов конструкций на прочность в следующих европейских региональных
стандартах:
EN 408:2003 Timberstructures.Structural timber and glued laminated timber.
Determination
of
some
physical
and
mechanical
properties
(Деревянныеконструкции.Древесинаконструкционнаяцельнаяиклеенаямногослойная.
Определениенекоторыхфизическихимеханическихсвойств);
EN
1194:1999
Timberstructures.Gluedlaminatedtimber.Strengthclassesanddeterminationofcharacteristicvalues
(Деревянныеклееныеконструкции. Классыпрочностииопределениенормативныхвеличин);
EN
14080:2005
Timberstructures.Gluedlaminatedtimber.Requirements
(Деревянныеклееныеконструкции.Требования).
Переводсанглийскогоязыка (en).
Степеньсоответствия – неэквивалентная (NEQ).
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего
стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств
публикуется в указателях национальных (государственных) стандартов, издаваемых
в этих государствах.
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе
(каталоге) «Межгосударственные стандарты», а текст этих изменений – в
информационных указателях «Межгосударственные стандарты». В случае
пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация
будет опубликована в информационном указателе «Межгосударственные стандарты»
II
ГОСТ
Исключительное право официального опубликования настоящего стандарта на
территории указанных выше государств принадлежит национальным органам по
стандартизации этих государств
III
ГОСТ
Содержание
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины и определения
4 Обозначения и сокращения
5 Классы прочности
6 Методы определения классов прочности
7 Методы контроля
7.1Испытания слоев и элементов
7.2 Производственный контроль
8 Маркировка элементов
ПриложениеА (рекомендуемое) Дополнительные значения нормируемых физикомеханических свойств многослойных элементов по EN 1194:1999
ПриложениеБ (обязательное) Примеры компоновки слоев в сечении многослойных
элементов по EN 1194:1999
ПриложениеВ (обязательное) Методы испытаний элементов конструкций
по EN 408:2003
Приложение Г (справочное) Определение нормативных характеристик классов
прочности элементов расчетным методом по EN 1194:1999
Приложение Д (справочное) Обозначения и сокращения
IV
М Е Ж Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й
ГОСТ
С Т А Н Д А Р Т
КОНСТРУКЦИИ ДЕРЕВЯННЫЕ
Классификация и методы испытаний элементов конструкций
по классам прочности
Wooden glued bearing structures. Strength classes of structures elements and
methods for their determination
Д а та в веде ни я —
1 Областьприменения
1.1 Стандарт распространяется на 2-3-хслойные и многослойные (с четырьмя и более
слоями) элементы, используемые для несущих деревянных конструкций и состоящие из
массивных или склеенных по длине на зубчатом клеевом соединении и/или по ширине на
гладкую фугу слоев из древесины хвойных пород.
1.2 Стандарт устанавливает классы прочностии методы их определениядля клееных
элементов несущих деревянных конструкций (далее – элементов).
1.3 Требованиями настоящего стандарта должны использоваться в проектноконструкторской
и
технологической
документации
при
установлении
нормативных
характеристик прочности и жесткости элементов, а также для подтверждения соответствия
установленным классам прочности элементов при их изготовлении.
1.4 Стандарт не распространяется на элементы в видебруса из многослойного
клееного шпона илииз поперечно склеенных досок и проч.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте приведены ссылки на следующие документы:
ГОСТ…Пиломатериалы конструкционные. Классы прочности и методы их определения
ГОСТ 19414-90 Древесина клееная массивная. Общие требования к зубчатым клеевым
соединениям
ГОСТ 20736-76 Качество продукции. Статистический приемочный контроль по
количественному признаку при нормальном распределении контролируемого параметра.
П р и м е ч а н и е – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить
действие ссылочных стандартов на территории государства по соответствующему указателю
стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим
информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен
(изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим
(измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором
дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
1
ГОСТ
3.1 Основные термины и определения даны в ГОСТ… «Конструкции деревянные
клееные несущие. Общие технические условия».
3.2 В настоящем стандарте применены следующие дополнительные термины и
определения:
3.2.1 класс прочности – Результат классификации элементов на основе определения
их прочности, жесткости и плотности древесины.
3.2.2 нормативная прочность – 5%-ый квантиль распределения генеральной
совокупности, определенный по результатам испытания партии образцов пиломатериалов
при машинных испытаниях продолжительностью (300+ 120) с и влажности древесины 12%.
4 Обозначения и сокращения
4.1 В настоящем стандарте приняты обозначения и сокращения, приведенные в
справочном приложении Д.
5 Классы прочности
5.1 Элементы конструкций должны соответствовать одному из следующих классов
прочности: К24, К28, К32 и К36.
5.2 Классы прочности отличаются нормативными значениями определяющих физикомеханических свойств: прочности и модуля упругости элементов при изгибе и плотности
древесины.
5.3 Классификацию согласно п. 5.1 применяют для элементов, изготовленных из слоев
по требованиям ГОСТ … Пиломатериалы конструкционные. Классы прочности и методы их
определения».
5.4 Многослойные клееные элементы могут быть скомпонованы в виде однородной
клееной древесины: из слоев одного класса прочности, или в виде комбинированной
клееной древесины: из слоев различных классов прочности.
5.5Нормативные значения определяющих свойств однородных элементов для классов
прочности приведены в табл. 1.
Дополнительные значения физико-механических свойств элементов для принятых
классов - в рекомендуемом приложении А.
2
ГОСТ
Таблица 1. Классы прочности элементов – Нормативные значения определяющих
свойств
Значения свойств для классов прочности:
Наименование
свойств
Нормативное
значение
прочности при
изгибе,
5-%
квантиль, МПа
Среднее значение модуля
упругости при
изгибе, ГПа
Нормативное
значение модуля упругости, 5% квантиль, ГПа
Нормативная
плотность, 5-%
квантиль, кг/м3
Обозначение
К24
К28
К32
К36
Rи, н
24
28
32
36
E0, ср
1 600
12 600
13 700
14 700
E0, н
9 400
10 200
11 100
11 900
ρн
380
410
430
450
5.6Нормативные
значения
показателей
прочности,
жесткости
и
плотности
соответствующих классов (табл. 1) устанавливают как минимальные вероятностные их
значения с обеспеченностью 0,95 для выборки испытанных образцов.
Числовая величина в обозначении класса соответствует нормативному значению
прочности
многослойных элементов при изгибе образцов сечением 150х600 мм (bxh) с
влажностью древесины 12+2%.
Величину нормативного значения, например прочности при изгибе элементов Rи,
н
в
МПа, определяют из условия:
Rи, н = Rи, ср (1 – 1,65v),
где
(1)
v- коэффициент вариации показателей прочности по данным испытаний;
Rи, ср - среднее значение прочности по результатам испытания партии образцов;
1,65 — квантиль в предполагаемой статистической функции распределения с
обеспеченностью 0,95, для которой определяется нормативное значение прочности.
Объем испытуемой партии образцов при первичных испытаниях для определения
(подтверждения) нормативных значений свойств классов должен быть не менее 30 шт.
6 Методы определения классов прочности
6.1
Соответствующие
классы
прочности
элементов
могут
быть
определены:
испытаниями элементов, устанавливающими фактические значения их прочности и
3
ГОСТ
жесткости;
подбором склеиваемых слоев с заданными классами прочности в процессе
изготовления элементов; или известными методами расчетов.
6.2 Методы испытаний элементов должны соответствовать требованиям п.7.1.
6.3 Классы прочности слоев должны соответствовать требованиям ГОСТ …
Пиломатериалы конструкционные. Классы прочности и методы их определения».
Рекомендуется использовать слои классов прочности от С16 до С 40, а их компоновка
по сечению элементов должна соответствовать требованиям обязательного приложения Б.
6.4 При использовании расчетных методов необходимо учитывать следующие
требования:
- метод основан на использовании исходных характеристик склеиваемых слоев:
нормативной прочности при растяжении вдоль волокон (Rр, н) и среднего модуля упругости
при растяжении вдоль волокон (E0,ср);
- формулы для расчета характеристик классов прочности многослойных клееных
элементов приведены в рекомендуемом приложении Г;
- нормативные значения свойств слоев Rр,н и E,0,ср определяют путем испытаний по
ГОСТ… «Конструкционные пиломатериалы. Классыпрочности и методы их определения».
2-3-хслойных элементов должен быть определен путем
6.5 Класс прочности
непосредственных их испытаний согласно п. 7.1.
7 Методы контроля
7.1 Испытанияслоев и элементов конструкций
7.1.1 Слои, склеенные из конструкционных пиломатериалов по длине на зубчатом
клеевом соединении, должны быть испытаны при изгибе и растяжении для определения
фактической прочности соединений и принятия суждения о классе прочности слоев.
При этом нормативные параметры класса прочности сращиваемых по длине
пиломатериалов должны быть не ниже подтвержденных для зубчатого соединения.
Испытания
слоев
проводят
в
соответствии
с
требованиями
ГОСТ
…
проведены
на
«Конструкционные пиломатериалы Классы прочности и методы их определения».
7.1.2Испытания2-3-хслойных
клееных
элементов
должны
быть
образцах с фактическими размерами их ширины (b), высоты (h) и длины (l) и
использованием для приведения полученных нормативных значений прочности и жесткости
к размерам стандартных образцов следующих зависимостей:
4
- при изгибе: Kразм= (b/150)0,05*(h/600)0,1 ;
(2)
- при растяжении:Kразм= (b/150)0,1* (l/2000)0,1 ;
(3)
ГОСТ
7.1.3
Испытания
многослойных
клееных
элементов
следует
проводить
с
соблюдением требований п. 5.6, а также учитывать зависимости (2) и (3), если фактические
размеры испытуемого образца отличаются от стандартных.
При этом высота (h) образца многослойного клееного элемента должна быть не менее
300 мм.
Методика испытаний элементов должна соответствовать требованиям обязательного
приложения В.
7.1.4 Испытания слоев и элементов конструкций следует проводить при постановке
клееной продукции на производство, проведении сертификационных испытаний, а также при
периодическом экспертном контроле производства компетентными органами.
7.2 Производственный контроль
7.2.1 Производственный контроль процесса изготовления элементов заданных
классов прочности должен включать:
- сортировку слоев по классам прочности (или приемку пиломатериалов, если они
поставляются рассортированными по классам прочности) согласно требованиям ГОСТ…
«Конструкционные пиломатериалы Классы прочности и методы их определения»;
- изготовление элементов из слоев заданных классов прочности при их компоновке по
сечению согласно требованиям п.6.3.
8 Маркировка элементов
8.1 Элементы или их партия с определенными классами прочности должны иметь
маркировку (минимально необходимую непосредственно на каждом элементе ил паспорт,
содержащий следующую информацию:
- наименование и товарный знак (если он имеется) изготовителя;
- объем партии элементов;
- размеры, порода, влажность древесины элементов;
- каким классам прочности соответствуют слои элемента и их расположение по его
сечению (однородный или комбинированный элемент);
- какому классу прочности соответствует партия элементов;
- наименование и шифр нормативного документа на классификацию и методы
испытаний;
- каким методом определен класс прочности элементов: И (испытаниями) или Р
(расчетами);
- назначение и область применения элементов конструкций данного класса.
8.2 Непосредственно на каждом элементе наносится минимально необходимая
маркировка, содержащая информацию о классе прочности и изготовителе элементов.
5
ГОСТ
Приложение А
(Рекомендуемое)
Дополнительные значения нормируемых физико-механических свойств
многослойных элементов по EN1194:1999
Таблица А.1
Наименование
свойств
Обозначение
Значения свойств для классов прочности:
К24
К28
К32
К36
Прочностипри:
Растяжении вдоль
волокон
древесины, МПа
Растяжении
поперек волокон
древесины, МПа
Сжатие вдоль
волокон
древесины, МПа
Сжатие поперек
волокон
древесины, МПа
Скалывание вдоль
волокон
древесины, МПа
Rр, н
16,5
19,5
22,5
26,0
Rр90, н
0,40
0,45
0,50
0,60
Rс, н
24
26,5
29
31
Rс90, н
2,7
3,0
3,3
3,6
Rск, н
2,76
3,2
3,8
4,3
Модулей упругости в Гпа:
Среднее значение
модуля упругости
поперек волокон
древесины
Среднее значение
модуля сдвига
6
E90, ср
390
420
460
490
Gср
720
780
850
910
ГОСТ
Приложение Б
(Обязательное)
Примеры компоновки слоевв сечении многослойныхэлементов
по EN1194:1999
Б.1 Однородные многослойные клееные элементы
Классы прочности клееной древесины
Наименование показателей
Класс прочности слоев
Нормативная прочность при
растяжении, МПА
Средний модуль упругости при
растяжении, ГПа
Нормативная плотность, кг/м3
К24
К28
К32
К36
С24
С30
С35
40
14
18
21
24
11
12
13
14
350
370
390
410
Б.2 Комбинированные многослойные клееные элементы
Классы прочности клееной древесины
Наименование показателей
Класс прочности слоев*
Нормативная прочность при
растяжении, МПА
Средний модуль упругости при
растяжении, ГПа
Нормативная плотность, кг/м3
*)
К24
К28
К32
К36
С24/С18
С30/С24
С35/С27
С40/С30
14/11
18/14
21/18
24/21
11/9
12/11
13/12
14/13
350/320
370/350
390/370
410/390
Значения показателей приведены для внешних/ внутренних слоев
7
ГОСТ
Приложение В
(Обязательное)
Методы испытаний элементов конструкций
по EN 408:2003
В.1 Общие положения
В.1.1 Методы испытаний предусматривают определение основных нормируемых
показателей классов прочности клееных элементов конструкций (см. табл. 1 п. 6.1.1):
прочности (Rи) и модуля упругости (E0) при изгибе, плотности клееной древесины (ρ), а
также дополнительных физико-механических свойств (см. табл. А.1): прочности при
растяжении и сжатии вдоль и поперек волокон древесины и скалывании вдоль волокон
(Rр, Rр,90, Rс,0, Rс,90, Rск), модуля упругости поперек волокон древесины (E90) и модуля
сдвига (G).
В.1.2 Результаты испытаний используют для подтверждения определенного класса
прочности клееных элементов конструкций.
В.2 Образцы для испытаний
В.2.1 Стандартные образы для испытаний выпиливают из клееного элемента с
размерами, обозначенными на рис. В.1- В.4, при определении:
- прочности и модуля упругости при изгибе, а также модуля сдвига - согласно рис.
В.1 с размерами: b= 150 и h=600 мм;
- прочности при растяжении: вдоль волокон – согласно рис. В.2а с размерами: b=
250 и h=150 мм, поперек волокон – согласно рис. В.2б с размерами: b= 150, h=400 и l= 250
мм;
- прочности при сжатии: вдоль волокон – согласно рис. В.3а с размерами: b= 150, l=
250 и h=600 мм, поперек волокон – согласно рис. В.2б с размерами: b= 150, h=200 и l= 250
мм;
- прочности на скалывание вдоль волокон – согласно рис. В.4а с размерами:b= 32,
h=55 и l= 300 мм;
- модуля упругости поперек волокон – согласно рис. В.2б или В.3б.
В.2.2 Для определения плотности из клееного элемента выпиливают по всему его
сечению образец толщиной 50 мм. Образцы для определения плотности могут быть
выпилены из образцов по рис. В.1 или В.2а после их испытаний на прочность в зоне,
удаленной от места разрушения.
В.2.3 Допускается определять модуль упругости при изгибе, модуль сдвига и
прочность при изгибе на одном и том же образце.
В.2.4 Перед проведением испытаний образцы кондиционируют при температуре
окружающей среды (20+2)0С и относительной влажности (65+5)% до момента достижения
ими постоянной массы с точностью +1%.
В.2.5 Количество образцов определяют в зависимости от целей проводимых
испытаний.
8
ГОСТ
Рис. В.1. Обозначение размеров и схемы испытаний образцов клееных элементов
а) при определении прочности на изгиб;
б) при определении локального модуля упругости при изгибе;
в)) при определении общего модуля упругости при изгибе;
9
ГОСТ
Рис. В.2. Обозначение размеров и схемы испытаний образцов клееных элементов
а) при определении прочности на растяжение вдоль волокон;
б) при определении прочности на растяжение поперек волокон;
Рис. В.3. Обозначение размеров и схемы испытаний образцов клееных элементов
а) при определении прочности на сжатие вдоль волокон;
б) при определении прочности на сжатие поперек волокон;
10
ГОСТ
Рис. В.4. Обозначение размеров (а) и схемы испытаний (б) образцов клееных
элементов при определении прочности на скалывание вдоль волокон;
В.3 Аппаратура, приспособления и инструмент для испытаний
В.3.1 Для
инструмент:
проведения
испытаний
необходимо
следующее
оборудование
и
- испытательная машина по ГОСТ 28840 с погрешностью измерения нагрузки не
более 1 %, позволяющая проводить испытания со скоростью перемещения нагружающей
головки от 2 до 10 мм/ мин;
- приспособления для зажима образцов и передачи на них нагрузки;
- датчики или автоматизированная система измерения и записи деформаций
образцов (или индикаторы часового типа по ГОСТ 577), позволяющие производить
замеры деформаций с точностью не менее 0,01 мм;
- влагомер для определения влажности древесины образцов с погрешностью не
более ±2 %;
- весы с пределом измерения до 5 кг и точностью ±1 г;
- секундомер с точностью замера не более 1 с;
- приборы для измерения температуры и влажности воздуха;
- штангенциркуль по ГОСТ 166 с погрешностью измерения не более 0,1 мм;
- измерительная линейка с точностью измерения до 1 мм;
- поверочный угольник 90° по ГОСТ 3749.
В.3.2. Все используемое оборудование и инструмент должны быть поверены в
соответствующих метрологических центрах.
В.4 Проведение и обработка результатов испытаний
Прочность при изгибе
В.4.1 Образец испытывают по схеме согласно рис. В.1а, свободно установив его на
опоры, одна из которых должны быть подвижной в горизонтальной плоскости, а между
нижней гранью образца и опорами должны быть установлены металлические пластины,
исключающие местное смятие древесины поперек волокон. Должно также быть
ограничено перемещение образца из плоскости, не препятствуя его деформированию в
направлении действия нагрузки.
11
ГОСТ
В.4.2 Нагружение осуществляют до разрушения образца непрерывно действующей
или ступенчатой (при необходимости снятия показаний измерительных приборов)
нагрузкой со скоростью перемещения нагружающего приспособления от 2 до 10 мм/мин.
По результатам испытаний фиксируют максимальную величину разрушающей
нагрузки Fmaxс точностью до 50Н, а при общей продолжительности испытания образца
более 300с фиксируют фактическую продолжительность испытаний.
В.4.3 Прочность при изгибе определяют по формуле:
Rи = 3*a*Fmax / b*h2
с точностью до 1%, регистрируя при этом характер разрушения каждого образца.
В.4.4 При продолжительности испытаний образцов более 300с по фактическому
времени испытаний tи корректируют вычисленную величину прочности Rи путем ее
деления на коэффициент Kt= 1,03 (1 – lgt / lgA), где t–приведенное время испытаний tи к
постоянно действующей нагрузке: t = tи/ 38,2; lgA=17,1 по известной закономерности
изменения длительной прочности древесины от времени действия нагрузки.
Модуль упругости при изгибе
В.4.5 Размеры образца и порядок его установки принимают согласно п. В.4.1, а
схему испытаний и установку измерителя деформаций – согласно рис. В.1б.
В.4.6Нагружение образца осуществляют до нагрузки, не превышающей 0,6Fmax,
величина которой определяется пробными испытаниями или расчетом.
Нагрузку прикладывают непрерывно при автоматической записи деформаций или
ступенями величиной не более 0,1Fmax при ручном снятия показаний измерительных
приборов.
Скорость перемещения нагружающего приспособления должна быть в пределах от
2 до 10 мм/мин.
В результате испытаний по диаграмме «нагрузка-деформация» на участке 0,1Fmax –
0,4Fmaxфиксируют величины
нагрузок (F1 иF2) с точностью не более 50Н и
соответствующие им деформации (f1 и f 2)с точностью до 0,01 мм.
В.4.7 Модуль упругости при изгибе E определяют по формуле:
E0 = 3*a*(L1)2(F2– F1 )/ 4b*h3(f2 – f1)
с точностью до 1%.
Прочность при растяжении вдоль и поперек волокон
В.4.8 Испытываемый образец на растяжение вдоль волокон древесины должен
иметь общую длину, чтобы рабочая его часть между захватами испытательной машины
составляла не менее 8-ми кратной ширины, а длина в захватах исключала смятие
древесины поперек волокон и преждевременное разрушение образца в захватах.
В.4.9 Испытываемый образец на растяжение поперек волокон древесины должен
иметь приклеенные к торцам на эпоксидном клее металлические пластины толщиной не
менее 10 мм с захватами для приложения испытательной нагрузки.
База крепления измерительных приборов на образец должна быть не менее 0,6h, а
приборы должны быть прикреплены с двух противоположных сторон образца.
В.4.10 Образцы с размерами и схемой нагружения согласно рис. В.2а и В.2б
испытывают согласно п. В.4.2.
В.4.11 Прочность при растяжении вдоль и поперек волокон Rр(0,90) определяют по
формуле:
Rр(0, 90) = Fmax / A
с точностью до 1%, регистрируя при этом характер разрушения каждого образца, где А –
площадь поперечного сечения образца.
12
ГОСТ
В.4.12 При продолжительности испытаний образцов более 300с по фактическому
времени испытаний tи корректируют вычисленную величину прочности ft путем ее
деления на коэффициент Kt= 1,03 (1 – lgt / lgA), где t–приведенное время испытаний tи к
постоянно действующей нагрузке: t = tи/ 38,2; lgA=17,1при испытании вдоль волокон и
lgA=10 при испытании поперек волокон.
Прочность при сжатии вдоль и поперек волокон
В.4.13 Испытываемый образец на сжатие вдоль волокон древесины должен иметь
высоту h не менее 6-кратной величина большей из величин поперечного сечения.
В.4.14 Образцы с размерами и схемой нагружения согласно рис. В.3а и В.3б
испытывают согласно п. В.4.2.
В.4.15 Прочность при сжатии вдоль и поперек волокон Rс(0,90) определяют по
формуле:
Rс(0,90) = Fmax / A
с точностью до 1%, регистрируя при этом характер разрушения каждого образца, гдеА–
площадь поперечного сечения образца.
В.4.16 При продолжительности испытаний образцов более 300с по фактическому
времени испытаний tи корректируют вычисленную величину прочности согласно п.В.4.4.
Прочность при скалывании вдоль волокон
В.4.17 Испытываемый образец на скалывание вдоль волокон древесины должен
иметь приклеенные к торцам на эпоксидном клее металлические пластины толщиной не
менее 10 мм согласно рис. В.4.
В.4.18 Образец с размерами и схемой нагружения согласно рис. В.4 испытывают
согласно п. В.4.2.
В.4.19 Прочность при скалывании вдоль волокон Rскопределяют по формуле:
Rск = Fmax* cos 140/ b*l
с точностью до 1%, регистрируя при этом характер разрушения каждого образца.
В.4.20 При продолжительности испытаний образцов более 300с по фактическому
времени испытаний tи корректируют вычисленную величину прочности fv согласно
п.В.4.4.
Модуль упругости поперек волокон
В.4.21 Испытания проводят на образцах по рис.В.2б или В.3б. База крепления
измерительных приборов на образец должна быть не менее 0,6h, а приборы должны
быть прикреплены с двух противоположных сторон образца.
В.4.22 Нагружение образцов осуществляют согласно п. В.4.5.
В.4.23 Модуль упругости при растяжении или сжатии поперек локон E(р,90,c90)
определяют по формуле:
E(р,90,c90)= h0(F2 – F1 )/ b*l(f1 - f 2 )
с точностью до 1%.
Модуль сдвига
В.4.24 Модуль сдвига вычисляют по известным, определяемым путем испытаний,
величинам локального (El) и общего (E0) модулей упругости при изгибе образцов
одинакового пролета.
В.4.25 Испытания проводят на образцах с размерами и схемами испытаний по
рис.В.1б для определения локального модуля упругости и В.1в для определения общего
модуля упругости. Измерительные приборы на образец по схеме рис. В.1б должны быть
прикреплены с двух противоположных сторон образца.
13
ГОСТ
В.4.26 Нагружение образцов осуществляют согласно п. В.4.5.
В.4.27 Модуль сдвига G определяют по формуле:
G= kG * h2 / ( l1)2 (1/E0 -1/ El)
с точностью до 1%, где kG= 1,2 для прямоугольного или квадратного сечения образца.
Локальный модуль упругости при изгибе определяют согласно п. В.4.6, а общий
модуль упругости E0- по формуле:
E0= l2(F2– F1 )/ 48*J(f2 - f 1)
с точностью до 1%, где J– момент инерции поперечного сечения образца.
14
ГОСТ
Приложение Г
(Справочное)
Определение нормативных характеристик
классов прочности элементов расчетным методом
по EN1194:1999
В.1 Для определения нормируемых показателей свойств многослойных клееных
элементов при известных значениях нормативной прочности слоев при растяжении
вдоль волокон (Rр,сл,н) и среднего модуля упругости при их растяжении вдоль волокон
(Eр,сл,0,ср) следует использовать формулы, приведенные в табл. В.1.
Таблица В.1.
№№
п.п
Наименование свойств
Обозначение
Формулы для определения
величин свойств
1
Изгиб
Rи,нk
= 7 + 1,15 Rр,сл,н
2
Растяжение
Rр,0,н
= 5 + 0,8 Rр,сл,н
Rр,90,н
= 0,2 + 0,015 Rр,сл,н
Rс,90,н
= 7,2(Rр,сл,н)0,45
Rс,90,н
= 0,7(Rр,сл,н)0,5
Rск, ,н
= 0,32(Rр,сл,н)0,8
E0,н
= 1,05 Eр,сл,0,ср
E0,ср
= 0,85 Eр,сл,0,ср
E90,ср
= 0,035 Eр,сл,0,ср
3
Сжатие
4
Скалывание
5
Модуль упругости
6
Модуль сдвига
Gср
= 0,065 Eр,сл,0,ср
7
Плотность
rн
= 1,1 rсл
*)
Данные таблицы следует использовать для вычислений свойств однородной клееной
древесины.
15
ГОСТ
ПриложениеД
(Справочное)
Обозначения и сокращения
Обозначение Обозначение
попроекту
по EN
1194:1999
ГОСТ
16
Наименование
Rи, н
fm,k
нормативное значение прочности при изгибе
Rи, ср
fm,mean
Rр, н
ft,0,k
нормативное значение прочности при растяжении вдоль
волокон
Rр90, н
ft,90,k
нормативное значение прочности при растяжении поперек
волокон
Rс, н
fc,0,k
нормативное значение прочности при сжатии вдоль волокон
Rс90, н
fc,90,k
нормативное значение прочности при сжатии поперек
волокон
Rск, н
fv,k
нормативное значение прочности при скалывании вдоль
волокон
E0, н
E0,05
нормативное значение модуля упругости вдоль волокон
E0, ср
E0,mean
среднее значение модуля упругости вдоль волокон
E90, ср
E90,mean
среднее значение модуля упругости поперек волокон
ρн
ρk
ρср
ρmean
среднее значение плотности
Gср
Gmean
среднее значение модуля сдвига
среднее значение прочности при изгибе
нормативное значение плотности
ГОСТ
УДК 624.011.1:006.354
ОКС 91.080.20
ОКПО 53 6660
Ключевые слова: классы прочности элементов конструкций, многослойные клееные
элементы, нормативная прочность и модуль упругости слоев и многослойных клееных
элементов, плотность древесины
17
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к проекту межгосударственного стандарта
«КОНСТРУКЦИИ ДЕРЕВЯННЫЕ.
Классификация и методы испытаний элементов конструкций по классам
прочности»
1 Основание для разработки стандарта
Государственный контракт № 130-200 от 27 мая 2013 г., заключенный
Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии с Федеральным
центром нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в
строительстве.
2 Цели и задачи разработки стандарта
Объектом стандартизации являются клееные элементы несущих деревянных
конструкций. Требованиями стандарта установлены классы прочности элементов и
методы подтверждения установленным классам. В отечественной практике отсутствуют
стандарты как на методы силовой сортировки пиломатериалов, так и клееных
многослойных конструкций по прочности.
3 Характеристика объекта стандартизации
Разрабатываемый стандарт устанавливает общую классификацию клееных
элементов конструкций по классам прочности, исходя из нормативных величин их
прочности, жесткости и плотности древесины, определяемых путем физико-механических
испытаний образцов с определенными геометрическими размерами.
Стандартом установлены требования подтверждения соответствия элементов
конструкций заданным классам прочности. Требованиями предусмотрены различные
методы: путем прямых испытаний элементов, подбором склеиваемых слоев с заданными
прочностными свойствами или расчетными методами по известным нормативным
величинам прочности и модулю упругости слоев при растяжении.
Для унификации исходных классов целесообразно было использовать
классификацию, принятую в международной практике по системам EN и ISO, по которой
принят следующий основной ряд классов: К24, К28, К32, К36 с нормированными
показателями прочности, жесткости и плотности древесины.
4 Сведения о взаимосвязи проекта стандарта с другими нормативными
документами
При подготовке проекта стандарта проведен анализ требований норм Евросоюза, в
частности: EN 338, EN 384, EN 408, EN 518, EN 519, EN 1194, EN 14081-1 и др.
В стандарте учтены требования в части классификации и методам испытаний
элементов конструкций на
прочность в следующих европейских региональных
стандартах: EN 408:2003 «Деревянные конструкции. Древесина конструкционная цельная
и клееная многослойная. Определение некоторых физических и механических свойств»,
EN 1194:1999 «Деревянные клееные конструкции. Классы прочности и определение
нормативных величин, EN 14080:2005 Деревянные клееные конструкции. Требования».
5 Технико-экономическая эффективность от внедрения стандарта
Отсутствие аналогичных нормативных документов в отечественной практике
сдерживает прогрессивные методы экономии древесины, а также применение машин по
силовой сортировке, которые в последнее время закуплены за рубежом.
Введение в действие стандарта будет способствовать унификации требований по
классификации и методам испытаний элементов КДК в странах, входящих в ЕАСС, и
нормами EN.
Ответственный исполнитель
гл. научный сотрудник, к.т.н.
Славик Ю.Ю.