АРМИРОВАНИЕ ­ ­­- ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНИКО-    ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Деревянные конструкции обладают рядом неоспоримых преимуществ: меньшей монтажной массой, относительно высокой прочностью и долговечностью, лучшей  транспортабельностью, экологичностью, легкостью обработки древесины, удобством монтажа конструкций, меньшей теплопроводностью, невысоким коэффициентом температурного расширения, что обуславливает возможность применения их в большепролетных конструкциях,  эстетическими  качествами,  возобновляемостью  сырья и т.д.

 В то же время отрицательные свойства древесины (зависимость ее свойств от строения, пороков, необходимость применения и значительный расход качественного пиломатериала, излишняя массивность сечений, ползучесть при длительном нагружении и др.) ограничивают область применения и ухудшают показатели  деревянных конструкций.

Одним из путей устранения указанных недостатков и повышения технико-экономической эффективности является  армирование сечений клееных деревянных конструкций и элементов стальной или стеклопластиковой арматурой. Это позволяет существенно сократить расход древесины, уменьшить монтажную массу, повысить качество и надежность деревянных конструкций, работающих в основном на изгиб и сжатие с изгибом.

Высокая прочность и жесткость в сочетании с малой монтажной массой делают применение этих  конструкций незаменимыми в рассредоточенном  агропромышленном строительстве, в труднодоступных и отдаленных от магистральных путей районах, для  большепролетных конструкций, позволяющих производить укрупненную сборку.

Легкие несущие клееные армированные конструкции находят применение в самых различных областях строительства: при возведении зрелищно-спортивных, агропромышленных  и складских зданий, пролетных строений мостов и эстакад, зданий химических производств и др., что предъявляет к ним весьма высокие требования, поскольку в процессе эксплуатации возможны воздействия перепадов температуры и влажности, агрессивных сред, повторной кратковременной и длительной нагрузок. Основное назначение армирования конструкций – экономия качественной древесины, снижение монтажной массы и стоимости конструкций при обеспечении требуемых прочности и жесткости конструкций, а также повышения их надежности. Применение таких конструкций дает экономию древесины до 45 % по сравнению с обычными клееными деревянными конструкциями за счет уменьшения объема и использования менее качественного пиловочника (по диаметру и сортности).

Применение клееной армированной древесины в несущих конструкциях зданий и сооружений позволяет увеличивать пролет конструкций, уменьшать рабочую высоту и ширину сечения, монтажную массу, расход древесины. Кроме того, сокращается расход высококачественной древесины, обычно применяемой в растянутой зоне деревянных конструкций, за счет использования древесины 2-го и 3-го сорта, и уменьшается ширина используемого пиломатериала на 1 – 2 порядка, поскольку ширина сечений армированных конструкций обычно не превышает 170 мм (для серийных конструкций).

При одинаковой с клееными конструкциями прочности и жесткости армированные требуют древесины на 30 – 40 % меньше, что снижает приведенные затраты на 12 – 18 % на 1 м3 конструкции (при увеличении трудозатрат на изготовление на 10 – 15 %), уменьшению монтажной массы на 10 – 12 %, строительной высоты на 20 – 28 % .

Индустриальные клееные армированные деревянные конструкции могут применяться в полносборном строительстве для покрытий одно- и многопролетных каркасных зданий различного назначения с шагом от 3 до 12 м. Каркасы зданий при этом выполняют как цельнодеревянными из клееной или армированной древесины, так и смешанными с железобетонными или стальными колоннами  и стойками.

В табл. 1 приведена номенклатура несущих и ограждающих клееных армированных деревянных конструкций.

Таблица 1 Клееные армированные деревянные конструкции

Наименование

Пролет, м

Расчетные нагрузки

Попереч-ное сечение

Армирова-ние

Относи-тельная высота сечения

Относитель-ная ширина сечения

Коэффициент армирова-ния, %

Коэффи-циент собствен-ной масс-сы, %

Однопролетные балки постоянной высоты

6 – 30

9 – 27

Прямо-угольное сплошное

Двойное симметрич-

ное

1/15-1/20

1/6-1/8

1,2-3,5

4 – 7

Двускатные балки

12 – 24

9 – 27

То же

Одиночное       растянутой зоны

1/12-1/17

1/6-1/8

1,2-2,5

4 – 7

Двускатные гнутоклееные балки постоянной высоты

12 – 27

9 – 18

«  «

Двойное симметрич-ное

1/15-1/25

1/6-1/8

1,2-3,0

4 – 7

Одно- и двух- консольные балки

12 – 24

9 – 27

«  «

То же

1/17-1/25

1/6-1/8

1,2-3,5

3,5 – 6

Двухпролетные балки постоянной высоты

6 – 18

9 – 27

«  «

«  «

1/17-1/30

1/6-1/8

1,0-3,5

3,5 – 6

Треугольные арки с затяжкой

12 – 30

9 – 24

«  «

Двойное несиммет-ричное

1/30-1/55

1/5-1/7

1,5-3,0

2 – 4

Треугольные стрельчатые арки

18 – 36

9 – 18

«  «

То же

1/35-1/60

1/5-1/7

1,2-3,0

2 – 4

Трехшарнирные арки криволинейного очертания

18 – 60

9 – 18

Прямо-угольное сплошное

Двойное симметрич-ное или несиммет-ричное

1/40-1/60

1/4-1/6

1,5-3,0

2 – 4

Двухшарнирные арки криволинейного очертания

18 – 60

9 – 18

То же

То же

1/45-1/65

1/4-1/6

1,5-3,0

2 – 4

Гнутоклееные Трехшарнирные рамы с постоянной высотой сечения

18 – 60

9 – 18

«  «

«  «

1/20-1/35

1/5-1/7

1,0-3,0

4 – 8

Трехшарнирные рамы из прямолинейных элементов с армированным карнизным узлом

18 – 42

9 – 18

«  «

«  «

1/20-1/25

1/5-1/7

2,0-4,0

4 – 8

Колонны (стойки) постоянного сечения

4 – 8

-

Прямо-угольное

«  «

1/10-1/15

1/4-1/5

1,5-3,0

5 – 10

Ступенчатые колонны

8 – 15

-

То же

То же

1/10-1/15

1/4-1/5

1,5-3,0

5 – 10

Плиты покрытий под кровлю из асбестоцементных листов, профилированного настила или рулонную

6 – 12

-

«  «

Двойное симметрич-ное

1/35-1/40

-

2,0-4,0

-

 

Применение клееных армированных конструкций в строительстве дает возможность повысить эффективность использования древесины с сохранением всех основных свойств, присущих деревянным конструкциям, при большей надежности и долговечности.

Разработка новых видов и освоение промышленностью производства клееных армированных конструкций позволит с учетом реальной обстановки уточнить область их применения и номенклатуру.