Клееные деревянные конструкции
В последнее время мы все чаще и чаще наблюдаем возврат к традиционным ценностям. Не обошел такой тренд и архитектуру - древесина отвоевывают нишу, прочно занятую железобетоном с середины 50-х годов прошлого века.
На сегодняшний день в строительстве практически не используется не обработанная древесина - на смену ей пришла клееная древесина, обработанная высокотехнологичными методами с применением станков с ЧПУ (числовое программное управление), сохраняющими ее экологические свойства.
Клееные деревянные конструкции - это высокоэффективная технология, позволяющая создавать большепролетные конструкции до 60 м в длину, 1 м в ширину и 2,2 м в высоту, уменьшать затраты и сроки строительства, а главное - позволяющая использовать оригинальные архитектурно-дизайнерские решения.
Существует несколько видов клееной древесины, имеющих разное назначение и свойства:
Большепролетные клееные деревянные конструкции (предназначены для создания балок и опор);
Перекрестно клееные деревянные панели (предназначены для создания несущих стен и перекрытий);
Клееный брус (предназначен для постройки домов, бань и коттеджей).
Большинству привычно думать, что сталь и железобетон современные, практичные и самые прочные строительные материалы, но, оказывается, клееные деревянные конструкции и панели ничуть не уступают им, а во многом даже превосходят.
Например, при пожаре одной и той же степени стальные балки разрушаются из-за плавления железа, клееные деревянные балки выдерживают натиск огня, удерживают конструкцию и обгорают только снаружи за то же самое время, сохраняя, таким образом, большую несущую способность во время пожара и, таким образом, предоставляя дополнительное время для эвакуации из здания.
Еще одна интересная особенность древесины - она обладает большим сопротивлением химическому воздействию и не вступает в химические реакции с хранимыми веществами (в отличие от железа) - поэтому все чаще и чаще используется при строительстве складов химических реагентов, удобрений и в других агрессивных средах. Это позволяет увеличить в несколько раз сроки использования таких зданий, чем у традиционно используемых в России.
В бассейнах тоже зачастую используют клееные деревянные конструкции, которые оказываются значительно более практичными во влажном помещении, чем железобетонные балки и перекрытия.
Клееные деревянные конструкции обладают большей несущей способностью и меньшим весом по сравнению с железобетонными аналогами - это позволяет использовать их там, где железобетон становится катастрофически невыгоден - при строительстве пролетов более 9 метров. В этом случае экономия составляет до 30-40%!
Добавьте сюда экологичность - ведь каждый использованный для строительства кубометр древесины сокращает выбросы углекислого газа в атмосферу в среднем на 1,1 т. Если эту цифру прибавить к 0,9 т СО2, которые сохраняются в древесине, то с каждым кубометром древесины будет уменьшен выброс СО2 в атмосферу в целом на 2 т!
Что же получается? Оказывается натуральная древесина, обработанная современными высокотехнологичными методами, превосходит по своим свойствам железобетон? И это действительно так! Но это еще не все...
Большепролетные клееные деревянные конструкции позволяют создавать действительно оригинальные архитектурные проекты
Такие проекты обладают не только незаурядным внешним видом, но и монументальностью.
В Европе уже более 50 лет строят выставочные комплексы, библиотеки, цирки, спортивные сооружения, складские комплексы с использованием таких конструкций, а в последние годы к Европе стала подтягиваться и Россия, и бывшее постсоветское пространство - Украина, Казахстан. И обусловлено это не только возможностью использовать большие размеры и разнообразные формы, но и ценой.
Так насколько выгодно использовать клееные деревянные конструкции?
Привлекательность цен на большепролетные конструкции начинается при проектировании и строительстве пролетов более 9 м - тогда стоимость большепролетной деревянной клееной балки становится на 30-40% ниже, чем стальной.
История
Краткая история применения КДК в нашей стране довольно противоречива и характеризуется подъемами и спадами. Одиночные примеры использования клееных конструкций из пиломатериалов на казеиновом клее относятся к началу 30-х годов прошлого века. В опытном порядке незначительное количество объектов из КДК было построено в начале 50-х. В развитие КДК большой вклад внесли известные ученые Г. Г. Карлсен, А. Б. Губенко, А. С. Белозерова, М. Е. Коган, Н. Д. Поспелов, Ю. И. Никифоров и другие. Однако из-за отсутствия качественных синтетических водостойких клеев, несовершенства технологии и по другим причинам КДК в те годы не получили широкого распространения.
В середине 70-х под влиянием объективных факторов (увеличение объемов рассредоточенного сельского строительства, развитие малоэтажного домостроения, возрастание числа объектов с химически агрессивной средой по отношению к железобетону и стали) применение КДК в строительстве расширилось. Было построено несколько специализированных предприятий по их выпуску, оснащенных комплектным импортным оборудованием (в системе Минсельстроя СССР, в городах Нелидово и Гомеле), мощностью 5-10 тыс. м3 конструкций в год.
Всего в 1970-80-х годах работало более 20 деревообрабатывающих комбинатов, на которых было организовано производство КДК. Выпуск несущих КДК составлял примерно 60-70 тыс. м3 в год.
Структура применения
В целом КДК в России используются в основном в каркасах и покрытиях промышленных и складских зданий пролетами до 60 м и сельских производственных строениях пролетами до 18 м, на долю которых приходится более 80% выпускаемых в стране конструкций.
На долю гражданского строительства приходится мене 10% КДК. Изучение опыта Швеции, Финляндии, Австрии и других стран показывает, что за рубежом КДК нашли применение преимущественно в покрытиях выставочных и спортивных большепролетных сооружений.
Производство
В производстве КДК первостепенное значение имеет обеспечение требуемого температурно-влажностного режима в помещении цехов, правильное построение технологического процесса, строгое соблюдение режимов сушки пиломатериалов и склеивания конструкций, тщательный контроль качества на всех этапах. Изготовление КДК рентабельно только в специализированных цехах, входящих в состав деревообрабатывающих комбинатов, что позволяет рационально использовать лесоматериалы, оборудование и квалифицированный персонал, снизить накладные расходы. Попытки организовать производство КДК в кустарных условиях на обособленных мелких предприятиях без собственных сушильных камер приводят к дискредитации конструкций, которые через год эксплуатации начинают расслаиваться по клеевым швам.
Пиломатериалы
Для изготовления несущих КДК необходимо использовать пиломатериалы преимущественно второго и в небольших объемах третьего сорта для укладки в среднюю по высоте сечения зону конструкций. Толщина слоев после острожки для прямолинейных элементов и криволинейных с большим радиусом кривизны (более 5 м) должна быть 33-34 мм, для армированных слоев 34-42 мм, для гнутоклееных элементов 16-24 мм. Попытки использовать короткомерные пиломатериалы (менее 2 м) в основном третьего и четвертого сортов приводят к росту себестоимости и резкому снижению качества несущих конструкций.
Защитные составы
Для защиты от увлажнения на период транспортировки и монтажа в основном применяется быстровысыхающий грунт на акриловой основе, а также упаковка конструкций в полиэтиленовую пленку.
Выбор экономически целесообразного способа защиты КДК -- сложная инженерная задача, которую решают в каждом конкретном случае индивидуально в зависимости от нормативного срока службы, функционального назначения объекта, степени агрессивности внутренней среды эксплуатации, климатического района строительства и т. п.
В складских зданиях КДК применяются обычно без острожки боковых поверхностей и без специальной дополнительной защитной обработки, например, в складах минеральных удобрений КДК без какой-либо защиты успешно эксплуатируются уже более 30 лет. Для общественных зданий с повышенными эстетическими требованиями необходима острожка боковых поверхностей, что для крупногабаритных элементов выполнить непросто. Конструкции высотой до 800 мм острагиваются в специальных стационарных станках, в других случаях используются мобильные станки.
После острожки применяется поверхностная защита комплексными препаратами, обладающими огне - и биозащитными свойствами, не скрывающими текстуру древесины и не меняющими ее цвета.
Торцы и опорные части КДК, соприкасающиеся с металлическими конструкциями, дополнительно обрабатываются тиоколовыми или эпоксидными мастиками. Соприкосновения же древесины с бетоном или камнем необходимо избегать, используя подушки или прокладки из пропитанной древесины, бакелизированной фанеры или стеклотекстолита. Для защиты металлических соединительных элементов (болтов, тяжей) в узлах конструкций, эксплуатирующихся в агрессивной среде, используются накладки из бакелизированной фанеры или стеклопластика. Для конструкций, эксплуатирующихся на открытом воздухе, применяются также конструктивные меры защиты в виде козырьков из различных водостойких материалов.
Большая проблема -- повышение огнестойкости КДК общественных зданий, где конструкции массивных сечений обладают достаточным пределом огнестойкости, что подтверждается специальными испытаниями и конкретными случаями в условиях реального пожара. КДК массивных сечений допускаются к применению в одноэтажных производственных и общественных зданиях III-IV степени огнестойкости без специальной огнезащиты.
Транспортировка
КДК, как правило, представляют собой крупногабаритные конструкции, значительно превышающие допустимые транспортные габариты (до 18 м), и их доставка до строительной площадки зачастую превращается в сложную задачу.
Транспортировка конструкций отдельными отправочными марками с последующей укрупнительной сборкой на стройплощадке требует разработки специальных жестких стыков, способных воспринимать изгибающий момент. Из множества таковых практическое применение получили стыки на наклонно вклеенных арматурных стержнях
Опыт эксплуатации
Все объекты с применением КДК представляют собой сложную конструктивную систему элементов, изготовленных из различных материалов: основные несущие -- из клееной древесины, коньковые, опорные и другие узлы -- с использованием стальных или стеклопластиковых деталей. Снижение несущей способности конструкций в процессе эксплуатации происходит из-за механических повреждений, уменьшающих площадь поперечного сечения конструкций, коррозии стальных соединительных элементов и снижения прочности клеевых швов.
Итак, клееные деревянные конструкции позволяют:
Создавать оригинальные архитектурные проекты;
Использовать различные формы и размеры;
Делают здания более экологичными и приятными;
Экономят средств при возведении зданий и их эксплуатации.
Пока этот продукт пока не очень типичен для российского рынка. Практически нет специалистов и организаций, которые занимаются такими расчетами. Чтобы сориентироваться по цене можно обратиться непосредственно к производителям или заказать предварительный расчет независимой проектной организации. клееный деревянный балка брус
В любом случае стоит обратить внимание на этот вид деревянных конструкций - безусловно любой профессиональный архитектор и конструктор должен иметь такой высокоэффективный инструмент в своем арсенале.
Похожие статьи
-
Деревянные конструкции - Классификация строительных конструкций
Деревянные конструкции - строительные конструкции, изготовленные из древесины: Д. к. в виде стержневых систем могут иметь металлические, обычно...
-
Обследование деревянных конструкций - Реконструкция деревянных зданий
Решение по восстановлению деревянных конструкций принимается после проведения детального инженерно-технического обследования всех строительных...
-
В настоящее время наиболее распространенными несущими конструкциями деревянных покрытий зданий различного назначения являются деревянные арки. Они...
-
Обследование деревянных конструкций - Обследование деревянных конструкций
При обследовании жилья по группе капитальности "Обыкновенные" особое внимание следует уделить деревянным конструкциям. Кроме традиционного заполнения...
-
Ремонт и усиление деревянных конструкций - Реконструкция деревянных зданий
Приступая к ремонту несущих деревянных конструкций, необходимо иметь в виду, что конструкции находятся под нагрузкой и в их соединениях произошли...
-
В современном строительстве применяется огромное количество различных материалов, каждое из которых имеет свои достоинства и недостатки. Сталь - один из...
-
Примером одноэтажного промышленного здания является 16-ый учебно-экспериментальный корпус БНТУ. В нем проводятся испытания различных конструкций. Здание...
-
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ - Дефекты деревянных конструкций, виды и причины возникновения
Дефект - неисправность, возникающая в конструктивном элементе на стадиях его изготовления, транспортировки, монтажа или устройства, а также эксплуатации....
-
Одной из ведущих отраслей народного хозяйства государства является строительство. Мерой развития строительства определяется развитие государства в целом....
-
Монолитное строительство - основная технология возведения зданий. Технология, позволяющая возвести монолитные многоэтажные здания, коттеджи, сооружения...
-
Обследование деревянных конструкций - Реконструкция зданий, сооружений и застройки
При обследовании деревянных конструкций необходимо уделять внимание на следующие мероприятия: 1) Защита от непосредственного увлажнения атмосферными...
-
Многолетний опыт инженерных обследований зданий и сооружений свидетельствует о том, что аварийные ситуации возникают при одновременном воздействии...
-
Пороки древесины - Обследование деревянных конструкций
Сучки бывают двух видов - открытый сучок и заросший сучок. Открытый сучок имеет несколько разновидностей - по форме разреза на поверхности сортимента...
-
Бетон, как показывают испытания, хорошо сопротивляется сжатию и значительно хуже растяжению, поэтому включение стальной арматуры в растянутую зону...
-
Дефекты конструкций - это отклонения формы и фактических размеров от проектных параметров, возникшие в процессе изготовления и монтажа. Повреждения...
-
Запроектировать жестко соединенную с фундаментом дощатоклееную стойку производственного здания. Пролет здания l=12 м, высота колонн Н=3.5 м. Несущие...
-
Эксплуатация деревянных конструкций - Реконструкция деревянных зданий
Надежная длительная работа деревянных конструкций в значительной мере зависит от правильной их эксплуатации. При эксплуатации деревянных конструкций...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ, СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ - Дефекты деревянных конструкций, виды и причины возникновения
Древесина - древнейший, ценный и благородный строительный материал. Она обладает рядом неоспоримых преимуществ, благодаря которым завоевала рынок...
-
ОГНЕСТОЙКОСТЬ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ - Пожарная безопасность в строительстве
Деревянные конструкции широко применяются в гражданском строительстве, однако они обладают очень низкой огнестойкостью, т. к. древесина является горючим...
-
Для строительства промышленных и гражданских (в том числе и жилых) зданий очень широко используются металлические конструкции. Их частое использование...
-
Клееный брус - это строительный материал нового поколения, возникший на базе новых технологий и материалов в деревообработке в результате осмысления...
-
Конструктивные меры защиты древесины от гниения: Основными конструктивными мерами против гниения древесины являются: применение здорового и сухого леса,...
-
История развития строительных материалов и конструкций
История развития строительных материалов и конструкций Чтобы уяснить сущность строительных материалов и конструкций, необходимо представить историю их...
-
Конструкции из древесины И индустриальные строительные детали изготовляют на специальных строительных заводах. Комплекты деревянных изделий и деталей Для...
-
Современная кровля: новые конструкции и материалы - Инновации в конструкциях крыш, зеленая кровля
Технология создания облегченных строительных конструкций переживает в настоящее время бурное развитие. Шведский производитель Lindab, один из мировых...
-
На протяжении многих веков дерево было и остается основным строительным материалом, самым эффективным и наиболее удобным в строительстве. В России и...
-
Введение - Расчет и конструирование основных несущих деревянных конструкций промышленного здания
Курсовой проект предусматривает проектирование основных конструкций одноэтажного промышленного здания из дерева, состоящего из двух помещений: основного...
-
Таблица 8 Наименование Обоснование Кол Сваи СП30.30-2 Серия Б1.011.1-2.08 вып.2 48 Блоки фундаментные СТБ 1076-97 ФБС12.6.6 42 ФБС24.6.6 28 ФБС9.6.6 14...
-
Рис. 5. Временные крепления поврежденных конструкций А - в виде стоек; б - пространственной опоры; в, г - подкосов для стен; 1 - конструкция; 2 -...
-
Перегородками называют вертикальные ненесущие ограждающие конструкции, разделяющие одно помещение от другого[10]. В гражданских зданиях применяют также...
-
Особенности конструкций садов на крыше - Инновации в конструкциях крыш, зеленая кровля
Сады на крыше можно охарактеризовать следующими параметрами: - высокая безопасность для людей. Одним из обязательных требований такой крыши является...
-
Устройство полов - Строительные конструкции
Во время проведения работ по устройству пола необходимо особое внимание уделить вопросу его теплоизоляции. Т. к., если ее провести не надлежащим образом,...
-
Введение - Проектирование зданий с несущими и ограждающими конструкциями на основе древесины
Современные темпы развития промышленного и гражданского строительства требуют широкого применения различных конструкционных материалов. Одним из путей...
-
Стальные конструкции - Классификация строительных конструкций
Стальные конструкции зданий и сооружений - конструкции, элементы которых изготовлены из стали и соединены сваркой, заклепками или болтами. Благодаря...
-
Прогон проектируем неразрезным с шагом их расстановки по скату кровли L=1,5м. Материал сосна 2 сорта с Rи=13 МПа. Расчет прогона: Где Ксв - принимаем в...
-
Расчет элементов фермы - Одноэтажное промышленное здание с каркасом из деревянных конструкций
Верхний пояс фермы воспринимает постоянную и временную снеговую нагрузку. Максимальный изгибающий момент будет возникать в стержне 1. М0=...
-
Заключение - Расчет и конструирование основных несущих деревянных конструкций промышленного здания
В данном курсовом проекте разработан конструктивный вариант промышленного здания из дерева, включающего основной цех и подсобное помещение. Задачей...
-
Расчет дощато-клееной балки В качестве балки перекрытия принимаем дощато-клееную односкатную балку прямоугольного сечения пролетом L=12 м, имеющую уклон...
-
Выполним расчет фахверковой дощатоклеенной колонны. Высота колонны. На колонну действует распределенный горизонтальный ветровой напор и...
-
Отдельные несущие конструкции здания должны образовывать единую несущую систему. Часто несущая система состоит из повторяющихся объемных ячеек, которые...
Клееные деревянные конструкции