Ж. Конструкция из дерева имеет неповторимую архитектурную привлекательность. , эстетический калорит и естественность

Недостатки, ограничивающие применение деревянных конструкций, опасность загнивания и возгорания их, усадка, раз буханные, коробление и растрескивание, неоднородность строения и наличие пороков могут быть устранены консервированием и облагораживанием древесины антисептированием и использованием огнезащитных пропиток или покрасок.

Применение производственных материалов из древесины (фанеры, различных видов древесно-слоистых пластиков (ДСП), прессованной древесины, древесно - волокнистых материалов (ДВП) и др.) и зашита древесины существенно повышают долговечность деревянных конструкций и расширяют области их эффективного применения.

Рациональное использования древесина в строительных конструкциях заключаются в совершенствовании конструктивных решений, обеспечении долговечности материала, индустриализации производства детали и конструкций, целесообразным её применении с учетом условий эксплуатации и. т.д.. Комплексное использование отходов лесной промышленности, а также отходов при изготовлении конструкции из дерева на основе их химической или химико-механической переработки значительно повышает эффективность использования древесины.

Новая техника строительства деревянных конструкций привело к тому, что при проектировании и возведение крупных сооружений (Рис 8.2.) наряду с архитектурными работниками и плотниками, занимающимся этим традиционно, в дело включились такие инженеры-строители. В тех случаях, когда предстоят, решать сложные технические проблемы, их участие необходимо с самого начала, при разработке принципа сооружения.

Именно при строительстве из древесины возникает стремлении найти оптимальное решение, пользуясь сравнительно недорогими средствами. Свидетельствами того, что может быть достигнуто при строительстве из дерева, служат, например, те классические деревянные каркасные сооружения в Средней Азии, Европе, Америке или Японии, каждый элемент которых отражает принцип формы. Точно также это демонстрируют бревенчатые и брусчатые сооружения или стрежневые мачты на Севере.

Рис. 8.2.Кленые арки пролетом 45 м одного из складов химико – металлургического комбината

Здание плавательного бассейна в Пти – Куроны с покрытием по трех шарнирным деревянным клееным аркам:

Общий вид здания: б- поперечный разрез; 1- настил покрытия; 2- прогоны; 3- арма – железобетонная колонна.

Каждый раз, когда предполагается построить что-либо из дерева, речь идет о чем-то новом, даже если при этом не пользуется устаревшая техника строительства.

Только, когда архитектурные и конструктивные компоненты находится в максимально соответствии друг с другом, может быть достигнуто некое единство структуры, которые и представляет собой подменную архитектуру. Чтобы добиться высокого качества при строительстве из дерева, нельзя формально подходить к выполнению расчетов, выбору размеров и формы, нельзя втискивать конструкцию в каждую ей по существу форму, а нужно стремиться к достижению общей гармонии.

Основные конструктивные положения. Для деревянных конструкций, применяемых в строительстве, используется цельная древесина, пакеты клееных досок и древесные материалы. Цельная древесина дешевле других древесных материалов, поэтому ее используют в виде бревен, брусьев, пиломатериала и досок там, где их размеры достаточны и не предъявляются особых требований к внешнему виду и наличию трещин и где могут применяться обычные соединения и крепления. Выбор древесного материала (фанеры, древесностружечных и древесноволокнистых плит) определяется их техническими свойствами, стоимостью и несущей способностью.

8.2. Дерево как строительный материал

В несущих и ограждающих строительных конструкциях необходимо более эффективно использовать такие положительные свойства древесины, как невысокую плотность, большой коэффициент теплового сопротивления, малый коэффициент термического расширения, высокую удельную прочность. В ряде случаев это позволит обеспечить не только экономически целесообразную, но и более качественную и долговечную конструкцию. Деревянные конструкции вполне удовлетворяют современным требованиям индустриализации строительства и круглогодичного производства работ. Использование деловой древесины в качестве конструктивного материала позволяет значительно снизить массу здания по сравнению с железобетоном.

Для несущих конструкций применяют сосну, ель, лиственницу, пихту, кедр. Лиственные породы – осину, березу, ольху, липу и тополь – применяют лишь в конструкциях временных зданий и сооружений, а также для устройства опалубки, лесов и подмостей.

В современном строительстве необходимо применять высококачественные, долговечные и экономичные деревянные детали и конструкции, удовлетворяющие требованиям индустриального изготовления, с применением комплексной механизации и переработки отходов производства. По экономическим соображениям для зданий капитального назначения вполне достаточно обеспечить срок службы деревянных конструкций в 40-50 лет.

Клееные деревянные конструкции в наибольшей степени отвечают требованиям современного строительства. Они позволяют повысить качество строительства и широко применять сборные детали любой формы и размеров серийного заводского изготовления; клееные конструкции являются также наиболее экономичными по расходу лесоматериала. Достижения химии в разработке водостойких и грибоустойчивых синтетических клеев позволяют изготовлять как стержневые клееные элементы, так и водостойкую фанеру.

При проектировании и строительстве особое внимание следует уделять защите деревянных деталей и конструкций от загнивания и возгорания, применяя биостойкие и термостойкие кровельные материалы, а также антисептическую обработка. Чтобы уменьшить усушку, разбухание, коробление и растрескивание древесины, ограничить процессы гниения, в дело необходимо применять сухую древесину.

Структура и состав Физические и механические свойства древесины определяют ее строением и структурной клеток. Древесина состоит из трубчатых клеток, расположенных вдоль ствола. Оболочка трубчатых клеток состоит в основном из целлюлозы и лигнина. Трубчатые клетки склеены между собой межклеточным веществом, состоящим главным образом из лигнина. Прочность древесины зависит о сопротивления силовым воздействиям как древесных волокон, так и склеивающего их вещества

Фермы (общение сведения) Фермы относятся к категории плоских сквозных деревянных конструкций балочного типа и отличаются от балок прямоугольного и двутаврового сечения тем, что вместо сплошной стенки в них создается решетка. При узловой нагрузке в элементах ферм возникают только продольные сжимающие и растягивающие усилия. Нормальные напряжения как по длине стержней, так и по сечению распределяются равномерно, и несущая способность материала используется более полно. Поэтому фермами можно перекрывать значительно большие пролеты, чем сплошными балками. Деревянные фермы проектируют однопролетными, разрезными, внешне статически определимыми с шарнирным прикреплением в узлах. Чтобы обеспечить надежную работу ферм, применяемых в покрытиях капитальных зданий, надо исключить работу древа на растяжение. Этому требованию удовлетворяют металлодеревянные фермы, в которых растянутые элементы выполняют из металла, а сжатые и сжато-изогнутые – из дерева.

Деревянные сооружения специального назначения. Деревянные башни относятся к специальным инженерным сооружениям с развитой по сравнению с поперечными размерами высотой. Башни состоят из ствола, фундамента, рабочих и лестничных площадок.

В статическом отношении ствола представляет собой пространственную конструкцию,(Рис- 8.3.) имеющую в плане треугольник, квадрат, многоугольник или круг. Ствол башен может быть решетчатым – из плоских сквозных ферм и сетчатым – системы Шухова. Башни воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки. В водонапорных, башнях, надшахтных копрах, нефтяных вышках вертикальные нагрузки обычно преобладают над горизонтальными.

Рис-8.3. Различные варианты купольных покрытий из дерева.

8.2.1. Физико-механические характеристики и несущие конструкции из дерева

Несущие конструкции.

Пространственная общая система для передачи основанию вертикальных и горизонтальных нагрузок. Хотя отдельные системы между собой не связаны, тем не менее, они зависят друг от друга.

Фахверковые конструкции.

В фахверковой конструкции несущая система состоит из стоек (подпорок, столбов), главных балок (рам, прогонов, отвязок) и лежащих на них вспомогательных балок (брусьев, залок). Несущие нижние элементы фахверка образуют ригели, расположенные между стойками. Стойки соединены с балками и нижними обвязками шинами или врубками. Вся конструкция опирается на основную нижнюю обвязку, у многоэтажных фахверковых конструкций нижняя обвязка повторяется на каждом этаже.