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.

Литература

1. Щуко В.Ю., Смирнов Е.А. Клееные армированные балки переменной жесткости // Совершенствование материалов, конструкций и производство работ в строительстве. – Рязань, 1976. – С. 48-52

2. Щуко В.Ю., Рощина С.И. Влияние длительно-действующей нагрузки на деформативность клееных армированных деревянных балок // ПГС. №5, 2006. – С. 40 – 42.

3. Щуко В.Ю., Рощина С.И. Клееные армированные деревянные конструкции // Учебное пособие. – СПб., ГИОРД, 2009. – 128 с.