Предисловие В строительстве клееные деревянные конструкции получили широкое распространение, прежде всего, благодаря своим высоким прочностным характеристикам и сравнительно невысокими затратами при монтаже.

В строительстве клееные деревянные конструкции получили широкое распространение, прежде всего, благодаря своим высоким прочностным характеристикам и сравнительно невысокими затратами при монтаже. Ещё одно преимущество клееных конструкций из древесины по отношению к подобным стальсодержащим конструкциям – возможность использования при строительстве зданий, внутри которых предполагается повышенная влажность.

Производство современных клееных деревянных конструкций

Здесь вы узнаете, какие существуют деревянные строительные конструкции, и как их изготавливают.

В строительстве используют клееные деревянные конструкции двух видов: несущие и ограждающие. Несущие конструкции являются многослойными, склеенными из нескольких слоев древесины. Нередко их усиливают путем вклеивания металлической или пластмассовой арматуры.

Изготовление клееных деревянных конструкций производится в заводских условиях и начинается с сушки пиломатериалов. Затем из досок вырезают дефектные места и недопустимые пороки древесины. Следующим этапом является фрезерование шипов. Все операции делаются механизированным путем на распиловочных, фрезерных, шипорезных машинах.

После нарезки зубчатых шипов при производстве клееных деревянных конструкций заготовки стыкуют на клеях для получения длинных досок, представляющих своей конструкцией ленты. Механизированными клеевыми вальцами ровным слоем на поверхность досок наносится клей с расходом 0,2-0,6 кг/м2. Толщина клеевого шва колеблется от 0,1 до 0,8 мм. При толщине клеевой прослойки от 0,1 до 0,2 мм обеспечивается максимальная прочность.

Затем пакет склеенных досок загружается в пресс и запрессовывается. Для склеивания древесины лучшими являются поливинилацетатные, карбамидные, резорциновые и фенольные клеи. Полимер, образующий основу клея, может быть термопластичным или термоактивным и отвержается под влиянием нагревания, удаления растворителя или действия отвердителя.

Несущие клееные деревянные конструкции: плоские и пространственные

К несущим клееным деревянным конструкциям относят плоские конструкции — балки, рамы, фермы, панели, арки и пространственные конструкции — оболочки, купола и другие.

• Балки — наиболее простой тип конструкций. Клееные балки имеют различные формы и очертания поперечного сечения.
• Рамные конструкции могут иметь различные очертания. Их используют, как правило, в однопролетных зданиях. Рамы состоят из стойки и ригеля, чаще сплошного прямоугольного, реже — двутаврового или коробчатого сечения. Высоту сечения измеряют в соответствии с эпюрой изображающих моментов, они достигают максимального значения в месте перехода от стойки к ригелю. Этот переход осуществляется плавно или по ломаной линии. В первом случае стойку и ригель изготовляют совместно путем изгиба многослойного пакета в процессе запрессовки, получаются гнутоклееные рамы, во втором — отдельно и затем соединяют при помощи зубчатых или иных соединений.
• Арки изготавливают нескольких видов. Треугольные арки состоят из прямолинейных клееных верхних поясов и металлических затяжек, выпускают пролетом 12 и 18 м. Стрельчатые арки выпускают пролетом 18, 24 и 45 м.
• Фермы требуют для изготовления большой трудоемкости. Наиболее распространены такие клееные конструкции из дерева, как треугольные односкатные и двускатные фермы, а так же фермы с параллельными поясами и раскосно-реечной или раскосной решетками.
• Металлодеревянные треугольные фермы состоят из двух гипренгельных элементов, шарнирно соединенных в коньковом узле. Конструктивное решение опорных узлов позволяет принимать фермы под любые нагрузки, что значительно расширяет их область применения, причем значительно снижается трудоемкость узлов ферм.

Плоские несущие конструкции способны перекрывать пролеты, значительные по своим размерам.

• Такие современные клееные деревянные конструкции, как своды и купола, представляют собой отдельную группу пространственных конструкций. Геометрическая форма большинства этих конструкций образована поверхностью вращения вокруг горизонтальной оси — цилиндрические своды и оболочки вокруг горизонтальной и вертикальной осей — сферические купола. Своды цилиндрической формы бывают распорные, опирающиеся на продольные стены или по контору, и безраспорные, опирающиеся на торцевые стены, диафрагмы и столбы. Крестовые своды образуются пересечением цилиндрических сводов, и представляют безраспорные конструкции, опирающиеся преимущественно на колонны. Сомкнутые своды, образованные также пересечением цилиндрических сводов в плане квадратные или шестиугольные, опирающиеся преимущественно по периметру. Своды и купола по конструктивному исполнению подразделяются на сплошные тонкостенные, образованные слоями досок или фанеры, ребристые, опирающиеся на арки, и кружально-сетчатые, собираемые из стандартных косяков.
• Такие пространственные деревянные конструкции, как купола, образуемые опиранием в замке трех шарнирных арок и рам, опирающихся непосредственно на фундаменты и стены, выделяются в особую группу. Пространственные по форме конструкции рассчитываются как плоские. В последнее время используют конструкции пространственных покрытий двоякой кривизны с поверхностью гиперболоида, параболоида, гиперболического параболоида, эллипсенда. Создание этих конструкций стало возможным благодаря усовершенствованным способам склеивания древесины.

Деревянные конструкции хорошо противостоят агрессивным воздействиям, под действием которых другие материалы интенсивно разрушаются. Их применение обеспечивает экономию стали и бетона, так как исключается необходимость в частых ремонтах для борьбы с последствиями коррозии. Применение клееных деревянных конструкций в таких случаях особенно эффективно. В определенных условиях клееные деревянные конструкции экономичнее железобетонных по стоимости на 19-34%.

Ограждающие клееные конструкции из древесины

В качестве ограждающих деревянных конструкций изготавливают панели размером 3,0×1,5 м с обшивками из фанеры. Разработаны плоские панели стен и покрытий размером 6,0 х 1,5 м. В качестве продольных ребер в таких панелях используют клееные многослойные элементы, в том числе с фанерной волнистой стенкой, гнутые фанерные швеллеры и др.

К клееным относят трехслойные панели с обшивками из фанеры ДВП и ДСП и средним слоем из пенопласта, вспениваемого непосредственно в полости панели. Для увеличения несущей способности панели имеют деревянный каркас. Обшивки этого вида клееных конструкций соединены со средним слоем клеем. Данные панели используют в качестве перегородок и стеновых панелей. Они отличаются малой плотностью, теплопроводностью, достаточной долговечностью.

Панели клееных строительных конструкций размером 3,0×1,5 м и 6,0×1,5 м, состоящие из деревянного каркаса, к которому шурупами прикрепляют обшивки, с одной стороны у плит покрытий, с двух сторон у стеновых панелей из плоских асбестоцементных листов, получили наибольшее распространение.

Элементы каркаса панелей выполняются клееными, используя склеивание по длине на зубчатом соединении, реже — склеивание по ширине.