Belgorod, Russian Federation
Belgorod, Russian Federation
GRNTI 67.11 Строительные конструкции
BBK 385 Строительные конструкции
In article the questions of effective use of wood in a modern wooden construction taking into account positive properties of material are raised. Various options of designs of walls and a roof of apartment houses, with use of spatial designs in buildings are considered. Examples of the built bridges from glued wood in the Belgorod region are given.
tree, wall, roof, frame, cover, bridge
У дерева, как строительного материала, с учетом комплекса механических, теплотехнических, эстетических и экологических характеристик, нет конкурентов. Привлекательными качествами дерева являются: низкая теплопроводность; высокая прочность; малые трудовые и энергетические затраты при заготовке, изготовлении деревянных конструкций, их сборке и монтаже; способность поддерживать оптимальный уровень влажности; возможность быстрого прогрева и сохранения комфортного климата внутри помещения в любое время года; архитектурная выразительность; целебный аромат; хорошая акустика; краткие сроки возведения сборных деревянных зданий и сооружений; естественное воспроизводство.
Дерево в строительстве использовали с глубокой древности благодаря тому, что оно хорошо поддается обработке и отделке. Его применяли во все периоды развития человеческого общества, во всех архитектурных стилях, в том числе в народном зодчестве, в культовом и городском строительстве. К таким постройкам относятся древнерусские или скандинавские конструкции церквей, старинных мостов.
Экзотические, богато украшенные крыши азиатских храмов, грациозные интерьеры древней японской деревянной архитектуры, замысловатые пространственные конструкции монгольских юрт, строгие, но прекрасные и оригинальные канадские срубы – все это подтверждает наличие деревянных построек повсюду, где дерево было доступно как строительный материал (рис. 1 – 4).
Рис. 1. Историческая деревянная стропильная конструкция костела Элгиз Сент-Пьер в Галлардоне (Франция)
Рис. 2. Наружная отделка Преображенской церкви в Кижах (Россия)
В настоящее время при проектировании зданий и сооружений из деревянных конструкций большое значение уделяется энергопотреблению домов. Малый коэффициент теплопроводности дерева позволяет экономить энергию на обогрев дома, а высокие прочностные показатели дают возможность возводить стены, выполняющие функции как несущие, так и ограждающие одновременно.
При возведении зданий из дерева нашли применение следующие конструкции стен: срубная (рис. 5), стоечная (рис. 6), каркасная (рис. 7), панельная (рис. 8). Каждый из видов стен имеет свои особенности устройства.
Рис. 3. Впечатляющее деревянная конструкция костела Рис. 4. Золотой павильон в Киото (Япония)
1150 года в Боргунде (Норвегия)
Рис. 5. В привлекательном облике срубного дома объединяет традиции и современная
биотенденция архитектурного проектирования
Рис. 6. Стоечная конструкция стены с контактной утепляющей системой
|
б) |
|
а) |
Рис. 7. Каркас: а) с одночастными прогонами и столбами; б) с двухчастотными прогонами
и одночастотными столбами
|
б) |
|
а) |
Рис. 8. Панель покрытая, начерно крупноразмерным материалом: а) деревянная рама панели; б) обшивка
В срубной конструкции стена является несущей и состоит из горизонтально уложенных балок-срубов из не обрезного, полуобрезного или обрезного пиломатериала, а также граненого бруса. Скрепление брусьев выполняют с помощью:
- постельного шва (рис. 9) – встык, с V- образным вырезом, соединением «паз – гребень», вложением «в ус», зубчатым соединением, скрепляющим средством;
- углового соединения – с переплетением сруба с оголовком, превышающим 100-200 мм (рис. 10);
- угловым ровным замком со штырем (рис. 11, а);
- замочным соединением (рис. 11 б, в).
Рис. 9. Система соединений срубов постельным швом
Рис. 10. Вязка оголовков сруба врубками с нахлесткой
|
в) |
|
б) |
|
а) |
Рис. 11. Угловое соединение сруба: а) с угловым ровным замком с штифтом; б) с замком
(«тирольское сечение»); в) с пространственным замком «ласточкин хвост»
Рис. 12. Теплоизоляция сопряженной срубной стены
Рис. 13. Стена из крупноразмерных клееных
материалов «Лигнотренд»
Учитывая современные нормативные требования к теплозащите зданий максимальная толщина неграненых срубов должна составлять 400 мм, что затруднительно из-за малого количества в природе массивных деревьев. Поэтому современная срубная конструкция предусматривает применение эффективного слоя изоляции (рис. 12). В качестве современных аналогов срубных систем можно считать конструкции стен из крупноразмерных клееных материалов (рис. 13).
Стоечные конструкции состоят из стоек сечением 50×100 мм, отдаленных одна от другой на 400–600 мм, закрепленных в основном опорном брусе, как правило, таких же размеров (рис. 14).
Рис. 14. Воздушный каркас
В каркасных конструкциях каркас представляет собой пространственную несущую систему, состоящую из стоек и горизонтальных несущих элементов – прогонов (см. рис.7). Преимуществом каркаса является возможность перекрытия больших пролетов, разнообразие способов размещения перегородок и возможность их замены в период эксплуатации.
Панельная конструкция – одна из самых распространенных на практике. Основой панели служит рама (см. рис. 8). Рамы могут быть предназначены для кровельных плит, стеновых, наружных панелей, а также панелей для несущих и не несущих перегородок. Размеры панелей зависят от условий перевозки и монтажа, а также способов строительства.
К деревянной раме крепятся с двух сторон древесностружечные или гипсоволокнистые плиты. Пространство между ребрами рамы заполняется тепло- и звукоизоляционным материалом.
Принципы допустимой статической нагрузки, теплозащиты и воздухонепроницаемости – те же, что и в стоечных конструкциях.
Кровельные покрытия домов строятся в основном с помощью деревянных стропильных конструкций. Они позволяют перекрыть относительно большие пролеты, поверхности различных форм и наклонов в соответствии с функциональными и архитектурными требованиями (рис. 15 а, б).
Рис. 15а. Элементы прогонной системы:
1 – обвязочный брус, 2 – столб, 3 – стропильная нога, 4 – затяжка, 5 – ветровой подкос
|
в) |
|
д) |
|
г) |
|
б) |
|
а) |
Рис. 15б. Обзор стропильных конструкций вертикальной фермы для различных пролетов и форм крыш:
а) двухскатная крыша с пролетом от 6 до 8 м; б) двухскатная крыша с пролетом от 7 до 12 м; в) двухскатная крыша с пролетом от 11 до 16 м; г) односкатная крыша с пролетом от 6 до 8 м; д) односкатная крыша
с пролетом от 7 до 12 м
Для покрытия больших пролетов и объемов таких, как спортивные и зрелищные залы, широко применяют пластинчатые оболочки, образующие сводчатые и купольные покрытия (рис. 16), относящиеся к пространственным конструкциям. Такие покрытия совмещают функции несущих и ограждающих конструкций.
Рис. 16. Пластинчатая оболочка
С возрождением интереса к деревянным конструкциям возросла популярность деревянных мостов (рис.17).
Рис. 17. Деревянный пешеходный мост в с. Ломово
В Белгородской области построены пешеходные мосты из клееной древесины над автотрассой Белгород – Короча и Белгород – Шебекино.
1. Gappoev M. M. Konstrukcii iz dereva i plastmass. M., 2004.
2. Derevyannyy dom. Mn.: Harvest, 2009. 224 s.
3. Slickouhov Yu.V., Gus'kov I.M., Ermolenko L.K. i dr. Industrial'nye derevyannye konstrukcii. Primery proektirovaniya: Ucheb. posobie dlya vuzov. Pod red. Yu. V. Slickouhova. M.: Stroizdat, 1991. 256 s.
4. Malyhina V. S. Proektirovanie i ras-chet konstrukciy iz dereva i plastmass. Ucheb. posobie dlya stud. vuzov. Belgorod: Izd-vo BGTU, 2014. 217 s.
5. Malyhina V. S. Konstrukcii iz dereva i plastmass: Ucheb. posobie. 2-e izd. ispr. i dop. Belgorod: Izd-vo BGTU, 2008. 226 s.
6. Malyhina V. S. Konstrukcii iz dereva i plastmass: Ucheb. posobie. Belgorod: Izd. BGTU im. V. G. Shuhova, 2008. 293 s.
7. Ponomarenko V. G. Karkasnyy dom. Poshagovoe rukovodstvo dlya zastroyschika. M.: EKSMO, 2015. -320 s.
8. SP 64. 13330. 2011. Derevyannye kon-strukcii. Aktualizirovannaya redakciya SNiP II -25. 80.
9. Ushakov A. Yu., Dolganov A. I. Avtoma-tizaciya proektirovaniya derevyannyh konstrukciy v maloetazhnom stroitel'stve // Nauchnoe obozrenie. 2014. №7-1. S.140-143.
10. Shtefko Y., Raynpreht L. Sovremennoe derevyannoe stroitel'stvo: kottedzhi, besedki, pergoly. Per. so slovack. M.: Izdatel'stvo «Niola - Press», 2006. 184 s.
