EXPERIMENTAL STUDY OF THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF STEEL SELF-TAPPING SCREWS FOR TIMBER STRUCTURES

Abstract

Однією з головних проблем, які в теперішній час виявляються важливими для проєктування конструкцій з деревини, є оцінка несучої здатності різних типів вузлових з’єднань. Для з’єднань на сталевих самонарізних гвинтах ця проблема пов’язується із зафіксованим емпірично небажаним ефектом – «відстрілювання» шляпки саморізу за умов різкого зниження температури. передбачення коректної роботи таких елементів необхідно знати їх основні механічні характеристики, які згідно чинних методик мають враховуватись при проєктуванні. Також це в подальшому відкриває перспективи для коректної оцінки рооти всього вузлового з’єднання під навантаженням. Метою проведених експериментальних лабораторних досліджень є визначення та оцінка основних механічних характеристик сталей для саморізів. В якості бази випробувань прийнято вироби датської компанії ExpertFix. Проводились випробування саморізів типорозмірів із номінальними діаметрами 4.2,5.5 та 6.0 мм. Випробування проводились на універсальній розривній машині УГ20/2, обладнаною сертифікованою системою комп’ютерної фіксації результатів вимірювань. За результатами досліджень були отримані діаграми роботи сталі самонарізних гвинтів в залежності від рівня деформацій та часу. Руйнування зразків відбувалось за крихкою схемою без утворення пластичної «шийки». Зафіксований рівень міцності коливається в межах від 800 до 1000 МПа, що характерно для високоміцних сталей. При цьому абсолютне видовження не перевищує 11 %, а відносне видовження – 45 %. Відповідно до чинних стандартів України такі сталі можуть бути умовно віднесені до сталей класу С620, проте з певними обмолвками. Розраховані значення згинального моменту пластичної деформації для розглядуваних діаметрів саморізів становлять 1015 кН·см, 2370 кН·см та 3231 кН·см, відповідно, що має використовуватись для оцінки несучої здатності. В якості перспектив подальших досліджень слід вказати на необхідність розширення спектру досліджуваних типорозмірів саморізів та їх виробників, в тому числі й вітчизняних постачальників. Також передбачається розробка пропозицій щодо коригування методик експериментального визначення механічних характеристик сталевих кріпильних елеменів для конструкцій з деревини.