Визначення впливу дії зосередженого імпульсного навантаження (удару) на балки з масивної, клеєної та перехресно-клеєної деревини
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.353019Ключові слова:
дерев’яні балки, власні коливання, декремент затухання, ударний вплив, динамічне навантаженняАнотація
Об’єктом дослідження є балки з масивної, клеєної та перехресно-клеєної деревини прямокутного поперечного перерізу, що зазнають дії зосередженого імпульсного навантаження (удару).
Проблема, що вирішувалася, полягала у визначенні та порівняльному аналізі деформаційних і динамічних характеристик балок з різних типів деревини при короткочасному ударному впливі.
У ході експериментальних досліджень отримано залежності переміщень з часом, побудовано осцилограми коливань, виконано спектральний аналіз, визначено частоти вільних коливань (fMT,exp = 75 Hz, fGLT,exp = 73 Hz, fCLT,exp = 67 Hz) і логарифмічні декременти затухання (βMT,mean = 0.222, βGLT,mean = 0.100, βCLT,mean = 0.092) для кожного типу балки. Встановлено, що перехресно-клеєна дерев’яна балка характеризується найменшою деформаційною стійкістю та найнижчою швидкістю затухання коливань. Клеєна деревина, у порівнянні з масивною, демонструє менше максимальне переміщення і нижчу швидкість затухання коливань.
Отримані результати пояснюються особливостями внутрішньої структури матеріалів, орієнтацією волокон, наявністю клейових прошарків та характером міжшарової взаємодії, які істотно впливають на жорсткість, демпфувальні властивості та розподіл енергії удару.
Відмінною рисою отриманих результатів є експериментально підтверджене порівняння динамічного відгуку балок з різних матеріалів на основі деревини в однакових умовах навантаження, що дозволило обґрунтовано оцінити їхню ефективність при дії імпульсних впливів і вирішити поставлену дослідницьку проблему.
Результати дослідження можуть бути використані при проєктуванні дерев’яних несучих елементів будівель і споруд, що зазнають динамічних або ударних навантажень, а також для уточнення розрахункових моделей, визначення коефіцієнтів динамічності та оцінки ефективності застосування масивної, клеєної та перехресно-клеєної деревини
Посилання
- Mykhailovskyi, D., Komar, O., Komar, M. (2022). Engineering method of calculating laminated timber elements reinforced with composite tapes. Strength of Materials and Theory of Structures, 109, 239–262. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2022.109.239-262
- Komar, M., Mykhailovskyi, D. (2024). Definition of the stress-strain state of a glued laminated timber beam reinforced with composite strips using experimental method. Strength of Materials and Theory of Structures, 112, 43–51. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2024.112.43-51
- Polishchuk, M. V. (2023). Napruzheno-deformovanyi stan zghynalnykh elementiv z kleienoi derevyny z kombinovanym armuvanniam. Rivne, 168. Available at: http://ep3.nuwm.edu.ua/id/eprint/25048
- Gomon, S. S., Gomon, P. S., Homon, S. S., Puhaсh, Y. V. (2024). Concerning the need to use the deformation model in the calculation of wooden structures. Resource-saving materials, structures, buildings and structures, 46, 185–191. https://doi.org/10.31713/budres.v0i46.21
- Mykhaylovskyi, D., Komar, M. (2022). Analysis of the stress-strain state of laminated timber beams reinforced with composite tapes. Academic Journal Industrial Machine Building Civil Engineering, 2 (57), 90–97. https://doi.org/10.26906/znp.2021.57.2590
- Mykhaylovsky, D., Komar, M. (2020). Engineering method of calculation of elements made of glued timber reinforced with composite reinforcement. Building Constructions. Theory and Practice, 7, 93–100. https://doi.org/10.32347/2522-4182.7.2020.93-100
- Mykhailovskyi, D. (2021). Method of calculation of panel buildings from cross-laminated timber. Strength of Materials and Theory of Structures, 107, 75–88. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2021.107.75-88
- Mykhailovskyi, D. (2023). Modeling and calculation of panel buildings made of cross-laminated timber. Strength of Materials and Theory of Structures, 110, 164–177. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2023.110.164-177
- Karagöz İşleyen, Ü., Ghoroubi, R., Mercimek, Ö., Anıl, Ö., Tuğrul Erdem, R. (2023). Investigation of impact behavior of glulam beam strengthened with CFRP. Structures, 51, 196–214. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2023.03.038
- Böhm, N., Vogelsberg, A., Kühn, B. (2024). Bending and Vibration Behaviour of CLT-Steel Composite Beams. Journal of Sustainable Architecture and Civil Engineering, 34 (1), 75–88. https://doi.org/10.5755/j01.sace.34.1.35467
- Kara Alaşalvar, M. A. (2025). Effects of Loading Type and Loading Rate on Glulam Sipo Timber Beams for Flexural Loading. Black Sea Journal of Engineering and Science, 8 (1), 1–10. https://doi.org/10.34248/bsengineering.1557319
- Chapman, J., Reynolds, T., Harris, R. (2012). A 30 level cross laminated timber building system and analysis of the eurocode dynamic wind loads. 12th World Conference on Timber Engineering. Available at: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&opi=89978449&url=https://reynoldstom.wordpress.com/wp-content/uploads/2013/08/30-level-clt-building.pdf&ved=2ahUKEwjlju_xw7CSAxWfORAIHdUZIRYQFnoECBsQAQ&usg=AOvVaw3BLn3vQUmkQi7-GlcfVTOB
- Nuzhnyj, V., Bilyk, S. (2024). Revealing the influence of wind vortex shedding on the stressed-strained state of steel tower structures with solid cross-section. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (1 (129)), 69–79. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.306181
- Ternoviy, M., Bilyk, A. (2025). Selection of the rational height of the steel roof trusses taking into account the effect of the impulse load. Strength of Materials and Theory of Structures, 114, 231–240. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2025.114.231-240
- DSTU-N B EN 1991-1-4:2010 Yevrokod 1. Diyi na konstruktsiyi. Chastyna 1-4. Zahalni diyi. Vitrovi navantazhennia (EN 1991-1-4:2005, IDT). Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=26648
- Bitiukov, D., Bilyk, S. (2025). Determination and analysis of physical and mechanical properties of solid, glued laminated and cross-laminated timber beams. Spatial Development, 11, 265–281. Available at: https://spd.knuba.edu.ua/article/view/348696
- Bilyk, S., Bitiukov, D. (2025). Comparison of experimentally obtained and theoretically determined in the Dlubal RFEM 5 software physical and mechanical properties of massive, glued laminated and cross-laminated timber beams. Strength of Materials and Theory of Structures, 114, 101–110. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2025.114.101-110
- Bitiukov, D. (2025). Comparison of theoretical calculated deflections according to the Euler-Bernoulli and Еymoshenko beam models with experimentally obtained. Building Constructions. Theory and Practice, 16, 100–109. https://doi.org/10.32347/2522-4182.16.2025.100-109
- Tolasa, D. G. (2025). Theoretical Analysis of a Simple Pendulum Experiment. International Journal of Current Research in Science, Engineering & Technology, 8 (1), 214–218. https://doi.org/10.30967/ijcrset/diriba-gonfa-tolasa/168
- Artomov, V. (2025). Yak vyznachyty chastotu i period vlasnykh kolyvan balky. Dystlab. Available at: https://dystlab.store/uk/blog/engineering/203-20230403
- Timoshenko, S. (1937). Vibration Problems in Engineering. New York: D. Van Nostrand Company, Inc. Available at: https://archive.org/details/vibrationproblem031611mbp/page/n3/mode/2up
- Ozymok, Y., Pavlyuk, R., Kapral, Y. (2022). Calculation of optimal parameters of the foundation for woodworking machines with large dynamic loads. Strength of Materials and Theory of Structures, 109, 473–484. https://doi.org/10.32347/2410-2547.2022.109.473-484
- Biselli, A., Coleman, M. P. (2020). The Exact Frequency Equations for the Euler-Bernoulli Beam Subject to Boundary Damping. The International Journal of Acoustics and Vibration, 25 (2), 183–189. https://doi.org/10.20855/ijav.2020.25.21574
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Dmytro Bitiukov, Serhiy Bilyk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
