Test results of steel nails for wooden structures
Keywords:
steel nail, nog joint, wooden structures, mechanical characteristics of steel, DBN B.2.161:2017Abstract
The new standard for the design of wooden structures, which was recently introduced into the practice of design in Ukraine, contains updated modern approaches to calculation and design, including nodal nail connections. Such approaches are associated with the use of more complex calculation expressions that take into account a larger number of influencing factors. The strength of steel nails for nailed joints is among such factors. However, there are currently no available data on the strength and deformation characteristics of nails in the specialized or reference literature. In addition, these characteristics depend on the product supplier.
Experimental studies remain the only reliable way to determine the mechanical characteristics of steel nails. They were conducted for nails of two diameters - 4.2 mm and 5.5 mm. The tests were performed on the UG20/2 universal machine. In the course of research, a diagram of the operation of steel under load was automatically constructed, which turned out to be not entirely characteristic of the classical diagram of carbon steel. According to the author's assumption, the steel of the nails was previously subjected to mechanical processing in the form of slander.
Quantitative values of the obtained mechanical characteristics depend somewhat on the diameter of the nail, but are generally quite stable. The yield strength is in the range of 560-650 MPa, the strength limit is in the range of 620-690 MPa, and the relative longitudinal elongation is in the range of 35-50%. It is also worth noting that the obtained mechanical characteristics based on the test results of 5 samples have a rather small spread within 10 %. This testifies to the rather high quality of steel for the manufacture of nails on the one hand, as well as to the high quality of the nail manufacturing process itself.
As prospects for further research in this direction, it is recommended to expand the range of nails for testing both in terms of diameters and in terms of suppliers of these products in Ukraine.
References
ДБН В.2.6-161:2017. Дерев’яні конструкції. Основні положення. Чинний від 2018-02-01. Київ : Мінрегіонбуд та ЖКГ України, 2017. 111 с.
Bannikov D. O. Outlooks of using DBN B.2.6-161:2017 «Wooden Structures» in design practice. Наука та прогрес транспорту. 2019. Вип. 1 (79). С. 167-174. DOI: https://doi.org/10.15802/stp2019/158181.
ДБН В.1.2-2:2006 Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об`єктів. Навантаження і впливи. Норми проектування. Зі змінами № 1 та № 2. Чинний від 2007-01-01. Київ: Мінрегіонбуд України, 2006. 70 с.
Банніков Д.О., Радкевич А.В., Косячевська С.М. Зміни щодо нормативного визначення кліматичних навантажень і впливів на будівельні конструкції. Наука та прогрес транспорту. 2024. Вип. 1 (105). С. 92-104. DOI: https://doi.org/10.15802/stp2024/301645.
ДБН В.1.2-2:2006. Зміна № 1. Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об’єктів. Навантаження і впливи. Норми проектування. Чинна від 2007-01-01. Київ: Мінрегіон розвитку та будівництва, 2007. 2 с.
ДБН В.1.2-2:2006. Зміна № 2. Навантаження і впливи. Норми проектування. Чинна від 2020-06-01. Київ: Мінрозв. громад та територій, 2020. 10 с.
Kruhlikova N.G., Bannikov D.O. Rational design of shot-span industrial building roof for reconstruction conditions. Наука та прогрес транспорту. 2019. Вип. 2 (80). С. 144-152. DOI: https://doi.org/10.15802/stp2019/165853.
ДСТУ EN 10230-1:2005. (ЕN 10230-1:1999, ІDТ). Цвяхи зі сталевого дроту. Частина 1. Виробництво цвяхів загального призначення. 2005. Київ: Держспоживстандарт України. 15 с.
Гомон С.С., Гомон П.С. Побудова дійсних діаграм механічного стану деревини «σ-u» суцільного перерізу ялини та берези за жорсткого режиму випробувань. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. 2020. Вип. 38. С. 321-330.
Ясній П.В., Гомон С.С. Експериментальні дослідження суцільної деревини конструкційних розмірів з врахуванням фактора вологості. Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві. 2020. Т. 28, № 1. С. 49-56. DOI: https://doi.org/10.31649/2311-1429-2020-1-49-56.
Ясній П.В., Гомон С.С., Дмитрук В.П. Міцність та деформівність деревини модрини з різним показником вологості за жорсткого режиму випробувань. Science, society, education: topical issues and development prospects. Abstracts of the 6th International scientific and practical conference. SPC “Sci-conf.com.ua”. 2020. Pp. 319-322.
Шехоркіна С.Є., Махінько М.М., Мислицька А.О. Експериментальне дослідження фізико-механічних характеристик клеєної деревини. Bulletin of Odessa State Academy of Civil Engineering and Architecture. 2020, №. 79. Pp. 53-62. DOI: https://doi.org/10.31650/2415-377X-2020-79-53-62.
Гомон С. Методика досліджень основних механічних та деформативних властивостей суцільної та клеєної деревини. Праці Міжнародної науково-технічної конференції «Пошкодження матеріалів під час експлуатації, методи його діагностування і прогнозування». 2019. С. 198–200.
Гомон С.С., Гомон С.С., Зінчук А.В. Дослідження модифікованої силором клеєної деревини на стиск вздовж волокон. Вісті Донецького гірничого інституту. 2017. № 1. С. 134-138.
Новицький С.В. Деревинознавчі аспекти сухостійної деревини сосни звичайної. Науковий вісник НЛТУ України. 2018. Т. 28, № 6. С. 109–112. DOI: https://doi.org/10.15421/40280621.
Гомон С.С., Гомон С.С., Сасовський Т.А. Діаграми механічного стану деревини сосни за одноразового короткочасного деформування до повної втрати міцності матеріалу. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. 2012. Вип. 23. С. 166-171.
Чичуліна К.В. Підготовка та проведення експериментальних випробувань армованих дерев’яних двотаврових балок. Вчені записки Таврійського національного університету імені В. І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2022. Т. 33 (72), № 5. С. 359-364. DOI: https://doi.org/10.32782/2663-5941/2022.5/56.
Кислюк Д.Я., Чапюк О.С., Самчук В.П., Залета А.О., Савенко В.І. Дослідження роботи двотаврових дерев’яних балок із OSB стінкою. Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві. 2022. Вип. 17. С. 61-67. DOI: https://doi.org/10.36910/6775-2410-6208-2022-7(17)-08.
Демчина Б., Сурмай М., Вознюк Л., Данкевич І., Шидловський Я. Випробування дерев’яних двотаврових балок каркасних будинків. Вісник Львівського національного аграрного університету. 2020. Вип. 21. С. 41-46. DOI: https://doi.org/10.31734/architecture2020.21.041.
Михайловський Д., Комар М. Армування конструкцій з деревини композитними матеріалами, стан і перспективи. Збірник наукових праць «Будівельні конструкції. Теорія і практика». (2021). Вип. 9. С. 72-80. DOI: https://doi.org/10.32347/2522-4182.9.2021.72-80.
Dmytrenko, A. Dmytrenko, T., Derkach T., Klochko L. (2018). Experimental investigation and computer-generated simulation of reinforced double-tee girders with a wall of oriented standard board. International Journal of Engineering & Technology. Vol. 7 (4.8). Рp. 115-119. DOI: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.8.27224.
Васильєв О.Ю. Довговічність плоских та просторових наскрізних дерев’яних конструкцій: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: 05.23.01. Харків, 2015. 23 с.
ДБН В.2.6-198:2014. Сталеві конструкції. Норми проектування. Зі зміною № 1. Чинний від 2015-01-01. Київ: Мінрегіонбуд України, 2014. 220 с.
Hezentsvei Yu.I., Bannikov D.O. Use of fine-grained heat-strengthened steels to increase the operation qualities of bunker capacities from thin-walled galvanized profiles. Наука та прогрес транспорту. 2021. Вип. 1 (91). С. 84-93. DOI: https://doi.org/10.15802/stp2021/227198.
Hezentsvei Yu., Bannikov D. Effectiveness evaluation of steel strength improvement for pyramidal-prismatic bunkers. Eureka: Physics and Engineering. 2020. No. 2 (27). Р. 30-38. DOI: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2020.001146.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
