ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЛЕЕНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ РАМ ИЗ ПРЯМОЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Арискин М.В., Гуляев Д.В., Родина Е.В.

Значительный интерес в сельскохозяйственном строительстве представляют клееные рамы, позволяющие перекрывать пролеты 12, 18 м и более. Рамные конструкции в комплекте с панелями покрытий и стен обеспечивают полносборность зданий. Для сельского строительства предпочтительны однопролетные трехшарнирные рамы без каких-либо распорок или подкосов, стесняющих внутреннее пространство. Сечение ригелей и стоек прямоугольное, наибольшая высота сечения - в карнизном узле, где изгибающие моменты имеют наибольшее значение. В коньке и на опоре высота сечения наименьшая. Ригели и стойки рам заготовляют из клееных пакетов с постоянной высотой сечения. Для этого пакеты распиливают по длине по наклонной плоскости и получают из каждой заготовки два элемента для ригеля или стойки. Основная конструктивная трудность для рам из прямолинейных элементов - решение карнизного узла, в котором стыкуются ригель и стойка. В этом узле необходимо обеспечить передачу значительного изгибающего момента и нормальной силы.

В ЦНИИЭПСельстрое при участии ЦНИИСК была изучена возможность применения металлических элементов — «колен» различной конструкции - для соединения ригеля и стойки. Были рассмотрены карнизные узлы рам пролетом 18 м при шаге 3м и при утепленных ограждающих конструкциях. В результате расчета рам определены сечения клееных элементов и металлических соединений. Карнизные узлы изготовляли в натуральную величину и подвергали механическим испытаниям.

При работе конструкции под нагрузкой максимальный изгибающий момент в карнизном узле рамы воспринимается металлом. Расчетный изгибающий момент для древесины определяется в местах устройства обойм. Узлы рам испытывали в специальной установке. Сжимающее усилие, создаваемое домкратами по концам деревянных элементов, вызывало в стержнях напряжения сжатия и поперечного изгиба. Для предотвращения потери устойчивости из. В плоскости узел раскреплялся металлическими упорами. Для измерения деформаций устанавливали прогибомеры и тензодатчики. Загружали ступенями, примерно равными 1/4 от расчетной нагрузки. При расчетной нагрузке фактическое напряжение в металле: почти полностью совпало с расчетным, вычисленным в предположении полного восприятия изгибающего момента в месте примыкания деревянных элементов. Разрушался узел от потери устойчивости в сжатой зоне металлического колена при нагрузке, равной 1,6 расчетной для металлического элемента.

В другом варианте ригель и стойка рамы соединялись по наружной грани стальными пластинами на клею. Длина площадки приклеивания 400 мм, ширина 140 мм, толщина пластины 6 мм. Ригель и стойка распирались в районе стыка деревянным вкладышем. Стальная пластина и деревянный вкладыш стягивались по их концам болтами через клееные пакеты. По показаниям приборов определены сближение опорных торцов и прогибы узла под нагрузкой . Разрушение произошло при нагрузке 2,19 от расчетной из-за отрыва металлической пластинки. При этом древесина скалывалась. Проведенные испытания показали возможность применения металлических деталей для решения карнизных узлов в клееных рамах из прямолинейных элементов. Однако вследствие больших усилий, возникающих в узле, и связанных с этим конструктивных трудностей пролеты рам, по-видимому, не должны превышать 12 м.

В зарубежном строительстве известны решения узлов клееных деревянных рам с использованием фанерных накладок и кольцевых шпонок; такие конструкции применяются в ограниченном количестве случаев.

В отечественной практике применяют рамы из прямолинейных клееных элементов, жестко соединенных в карнизном узле фанерными накладками на клею. Рамы пролетом 12 м с фанерными накладками из бакелизированной фанеры установлены в качестве несущих конструкций в зданиях производственного и общественного назначения.

Зарубежный и отечественный опыт использование клееных деревянных рам из прямолинейных элементов доказал свою эффективность ,особенно в сельско-хозяйственном строительстве, дальнейшее рациональное их использовано положительно скажется на развитии народного хозяйства РФ.