EN 383 Деревянные конструкции. Методы испытаний. Определение прочности на разрыв и значений фундамента для крепёжных элементов типа дюбель

В европейском стандарте «EN 383 Деревянные конструкции. Методы испытаний. Определение прочности на заделку и основных значений для креплений типа дюбель» описаны методы испытаний для определения прочности на заделку и основных значений изделий из массива древесины, клееного бруса и древесных плит, изготовленных с использованием креплений типа дюбель.

Крепежные изделия и пиломатериалы, клееная древесина или древесные плиты должны, насколько это возможно, соответствовать минимально допустимому качеству, указанному в соответствующей спецификации.

Испытания проводятся на образце с помощью устройства, показанного на рисунке. Принцип данного испытания заключается в предотвращении изгиба испытываемого крепежа. Крепёж нагружается перпендикулярно его оси с помощью стального нагружающего приспособления, после чего измеряется нагрузка и соответствующее вмятина или деформация.

Нагрузка может быть сжимающей или растягивающей. Для массивной древесины и клееной древесины с одним направлением волокон нагрузка может быть сжимающей, параллельной или перпендикулярной волокнам.

Принципы настоящего стандарта могут быть использованы и для других углов между грузом и судном.

Образец для испытаний представляет собой прямоугольную призму из древесины или древесной плиты с соединительным элементом, расположенным перпендикулярно поверхности призматического образца. Размеры образцов приведены в таблице, приведённой в стандарте. Для соблюдения принципа испытания толщина образца должна быть в пределах от 1,5d до 4d (d – размер сечения соединительного элемента в миллиметрах). Для изделий из древесных плит толщина образца должна быть равна толщине изготовленной плиты.

В сфере гражданского строительства стандарты играют важнейшую роль в обеспечении безопасности, надежности и долговечности конструкций. Один из этих основополагающих стандартов, EN 383, описывает лабораторные процедуры оценки взаимодействия древесных материалов с механическими крепежными элементами.

Этот стандарт является частью более широкого набора европейских стандартов, разработанных для деревянного строительства. Он регламентирует фундаментальный аспект деревянного строительства: прочность древесины на закрепление крепежных элементов типа дюбель, таких как болты, шурупы или дюбели. Это критически важно для проектирования соединений в деревянных зданиях, мостах и ​​мебели, способных выдерживать нагрузки без повреждений.

Стандарт EN 383 является частью Еврокода 5, регламентирующего проектирование деревянных конструкций в Европейском союзе. Он определяет методы проектирования массивной древесины, клееного бруса (клееной древесины) и древесных плитных материалов, таких как фанера или ориентированно-стружечные плиты.

Основной целью стандарта EN 383 является измерение двух основных свойств:

• Прочность на разрыв: сопротивление древесины проникновению и смятию крепежным элементом под нагрузкой. Измеряется в мегапаскалях (МПа) и показывает, какое усилие может выдержать древесина, не деформируясь вокруг штифта.
• Фундаментальные значения: К ним относятся моменты текучести и другие параметры, используемые в теории текучести Йохансена для прогнозирования несущей способности соединений деревянных конструкций.

Настоящий стандарт распространяется на крепёжные элементы типа «шкант», обычно диаметром от 3 до 30 мм, и охватывает древесину различной плотности: от мягкой, например, ели, до твёрдой, например, дуба. Он не распространяется на пластиковые или композитные крепёжные элементы и ориентирован на лабораторные условия для обеспечения повторяемости.

Хотя стандарт EN 383 не охватывает полномасштабные испытания соединений, проводимые смежными стандартами, такими как EN 14080 для клееной древесины, он предоставляет основные данные, необходимые для подобных проектов. Предпочтение древесины перед сталью или бетоном особенно важно ввиду её меньшего углеродного следа, особенно в регионах, продвигающих принципы устойчивого строительства.

Этот стандарт включает точные, пошаговые лабораторные процедуры для минимизации вариабельности. Основные этапы следующие:

• Подготовка образцов: Образцы пиломатериалов кондиционируются до стандартной влажности (обычно 12% для хвойных пород). Образцы вырезаются по заданным размерам: бруски для испытаний на вставку имеют размеры 100 x 50 x 50 мм, а крепёжный элемент вставляется вертикально или под углом. Крепёжные элементы стандартизированы (например, гладкие круглые штифты) для предотвращения прогиба материала.
• Испытание на прочность при закладке: универсальная испытательная машина прикладывает сжимающую нагрузку для забивания крепежа в древесину с контролируемой скоростью (обычно 2 мм/мин). Кривые «нагрузка-смещение» регистрируются до достижения плато прочности при закладке, определяемого как максимальная сила, деленная на площадь контакта. Испытания проводятся в обоих основных направлениях (параллельно и перпендикулярно волокнам) для учета анизотропности древесины. Для статистической достоверности требуется не менее пяти повторений в каждой конфигурации.
• Определение параметров фундамента: на основе данных о заглублении рассчитываются модули фундамента (значения K), отражающие жесткость соединения древесины и крепежного элемента. Эти значения используются в аналитических моделях для прогнозирования поведения соединения под действием сдвигающих, растягивающих и комбинированных нагрузок.

В протоколах безопасности особое внимание уделяется калибровке оборудования и защите оператора, поскольку высокие нагрузки (до 50 кН) могут привести к внезапному отказу. Этот стандарт также включает приложения для внесения поправок, связанных с изменениями плотности древесины и расстояниями до кромок.

Данные стандарта EN 383 напрямую влияют на расчёты конструкций. Например, в стыке деревянных балок недооценка прочности на заделку может привести к преждевременной текучести и разрушению всей конструкции. Предоставляя проверенные методы испытаний, стандарт гарантирует:

• Более безопасные конструкции: совместимость снижает риски в несущих конструкциях, таких как стропила крыш или системы перекрытий.
• Эффективность затрат: точные сметы позволяют экономить материалы, сводя к минимуму излишние инженерные работы.

Стандарт EN 383 является обязательным для маркировки CE крепежных изделий из древесины в рамках Директивы по строительной продукции (CPR).

Наша организация, благодаря своей компетентной и опытной команде, уже много лет изучает потребности своих клиентов, предоставляя им необходимые передовые услуги по испытаниям и помогая им в разработке, внедрении и совершенствовании систем управления. В этой связи мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом «EN 383 Деревянные конструкции. Методы испытаний. Определение прочности на разрыв и основных параметров для крепёжных элементов дюбельного типа».