ПОБУДОВА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ МІЦНОСТІ ЗРОЩЕНИХ ЛАТ ІЗ ВЖИВАНОЇ ДЕРЕВИНИ ДЛЯ ДАХОВИХ КОНСТРУКЦІЙ БУДИНКІВ
Ключові слова:
вживана деревина, зубчасте з’єднання, міцність при статичному згині, дахові конструкції, регресійна модель, циркулярна економіка, оптимізація параметрівАнотація
Досліджено міцність зрощених на зубчастий шип лат із вживаної деревини (ВЖД), які використовують у дахових конструкціях. Актуальність роботи зумовлена потребою у впровадженні ресурсоефективних технологій і розвитку циркулярної економіки у будівництві. Розглянуто проблему нерівномірності фізико-механічних властивостей вторинної деревини, яка ускладнює прогнозування її експлуатаційних характеристик. Для кількісного опису впливу основних геометричних параметрів (ширини лати B і довжини шипа L) на межу міцності при статичному згині проведено експериментальні випробування зразків і побудовано двофакторну регресійну модель другого порядку. Модель показала статистично значущий вплив обох факторів і підтвердила наявність синергетичного ефекту: підвищення міцності спостерігається при одночасному збільшенні ширини лати та довжини шипа. Оптимальні параметри, що забезпечують максимальну межу міцності (79,83 МПа), становлять B=64 мм та L=24 мм. Доведено, що навіть при використанні ВЖД можна отримати елементи з міцністю понад 70 МПа, що відповідає нормативним вимогам до несучих дахових елементів. Практична значущість полягає у можливості використання отриманої моделі для оптимізації технологічних процесів зрощування, раціонального використання вторинної сировини та зниження собівартості виробів. Запропоновані рекомендації щодо вибору ширини лати (56–64 мм) та довжини шипа (18–24 мм) можуть бути впроваджені у виробничі стандарти, технічні умови та технологічні карти для підприємств деревообробної галузі. Результати дослідження сприяють розвитку ресурсоефективних методів у дерев’яному будівництві, зменшенню екологічного навантаження та формуванню наукової основи для подальших досліджень довговічності таких з’єднань.
Посилання
DBN V.2.6-161:2017. Wooden structures. Basic provisions. Kyiv: Ministry of Regional Development of Ukraine, 2017. 117 p.
DSTU EN 15497:2019. Structural finger jointed solid timber – Performance requirements and minimum production requirements. Kyiv: Ukrainian Research and Training Center, 2019.
DSTU-N B V.2.6-217:2016. Guidelines for the design of building structures made of solid and glued timber. Kyiv: Ministry of Regional Development of Ukraine, 2016. 35 p.
EN 15497:2014. Structural finger jointed solid timber – Performance requirements and minimum production requirements, 2014.
EN 385:2001. Finger jointed structural timber – Performance requirements and minimum production requirements, 2001. 16 p.
Gayda S. V. Analysis of the trend of the main indicators of the wood processing industry in the context of the circular economy. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. 2024. Vol. 50. P. 4–15. https://doi.org/10.36930/42245001.
Gayda S. V. Modeling properties of blockboards made of post-consumer wood on the basis of the finite element method. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. 2015. Vol. 41. P. 39–49. https://doi.org/10.36930/42154106.
Gayda S. V. Modern technologies and equipment for splicing. Woodbusiness. 2005. Vol. 2. P. 32–41.
Gayda S. V. Modern technologies of wooden house construction. Woodbusiness. 2003. Vol. 4. P. 33–44.
Gayda S. V. Progressive technologies of longitudinal wood splicing. Equipment and Tools for Professionals. 2004. Vol. 5. P. 10–19.
Gayda S. V. Promising technologies of longitudinal splicing. Woodbusiness. 2004. Vol. 2. P. 34–45.
Gayda S. V. The technologies and recommendations for the use of post-consumer wood in wood processing. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. 2013. Vol. 39 (1). P. 48–67. https://doi.org/10.36930/42133909.
Gayda S. V. Using fuzzy expert systems for decision support in the process of post-consumer wood sorting. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. 2017. Vol. 43. P. 5–20. https://doi.org/10.36930/42174301.
Gayda S. V., Ferents O.B. Comparative analysis of alternative technologies for wooden house construction. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. 2025. Vol. 51. P. 49–63. https://doi.org/10.36930/42255104
Gayda S. V., Kiyko O. A. Determining the regime parameters for the surface cleaning of post-consumer wood by a needle milling tool. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. 5 (1 (107)). P. 89–97. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.212484.
Gayda S. V., Lesiv L E. Mathematical model of forecasting volumes of post-consumer wood production. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. 2023. Vol. 49. P. 33–47. https://doi.org/10.36930/42234903.
Gayda S. V., Lesiv L. E. A determination and comparison of properties of post-consumer wood of the basic conifers. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. 2019. Vol. 45. P. 39–46. https://doi.org/10.36930/42194506.
Kondratyuk S. Ya. Resistance of materials and structural mechanics of wooden structures. Kyiv: KNUBA, 2015.
Lesiv L. E., Gayda S. V. Building a strength model of spliced billets made from post-consumer fir wood. Proceedings of scientific conference (Kharkiv, October 7–8, 2024). 2024. P. 187–189.
Lesiv L. E., Gayda S. V., Salapak L. V. Development of a mathematical model of the strength of joined preparations from post-consumer fir wood. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. 2024. Vol. 50. P. 16–28. https://doi.org/10.36930/42245002
Medvid L. V. Post-consumer wood – an additional reserve of raw materials for construction materials. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. 2021. Vol. 47. P. 34–46. https://doi.org/10.36930/42214706.
Mykhailovskyy D., Komar M., Sklyarova T., Bondarchuk B. The use of glued and cross-glued timber in reconstruction and new construction. Building structures. Theory and practice. 2024. Vol. 15. P. 54–65.
Ridoutt B. G. et al. Environmental impacts of engineered wood products. Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 234.
Savchuk O. V. The use of glued beams in bridge construction. Roads and Bridges, 2021.
Sendziuk V. I., Gerasimenko I. V. Building structures made of wood and plastics. Lviv: UNFU, 2017.
Thelandersson S., Larsen H. J. (Eds.). Timber Engineering. Chichester: John Wiley & Sons, 2003.
