Проектирование и испытание деревянных конструкций. В.П. Ярцев, О.А. Киселева

1 ДЕРЕВЯННЫЕ КОНСТРУКЦИИ В ПРОМЫШЛЕННОМ
И ГРАЖДАНСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Наша страна располагает огромными лесными ресурсами, значительная часть которых использует-
ся в строительстве. Растут масштабы производства строительных конструкций и элементов из дерева,
расширяется сфера их применения. В настоящее время создана отечественная индустрия «древострое-
ния». Из древесины изготовляют разнообразные клееные деревянные конструкции, жилые дома, мо-
бильные (инвентарные) здания, паркетные доски и щитовой паркет, столярные изделия и погонажные
детали, встроенную мебель, древесно-стружечные, древесноволокнистые, цементно-стружечные и гип-
состружечные плиты, гипсокартонные листы, арболит и другую продукцию.
В последнее десятилетие значительно увеличивается выпуск деревянных домов заводского изго-
товления с новыми архитектурно-планировочными и конструктивными решениями и мобильных (ин-
вентарных) зданий. Для более широкого использования деревянных конструкций и элементов намечено
внедрение прогрессивных экономичных технологических линий и оборудования для производства де-
ревянных панельных домов, деревянных клееных конструкций, цементно-стружечных плит и конструк-
ций с их применением, древесно-стружечных и древесноволокнистых плит, автоматизированных ком-
плексов по выпуску гипсокартонных листов, щитовой опалубки для монолитного домостроения. Широ-
кие перспективы применения деревянных конструкций и изделий открываются в связи с созданием эф-
фективных синтетических клеев, способов обработки древесины по влаго-, био- и огнезащите.
Одним из эффективных направлений в индустриализации строительства является применение дере-
вянных клееных конструкций, позволяющих существенно увеличить долговечность сооружений (осо-
бенно эксплуатируемых в агрессивных средах), сократить массу зданий и обеспечить большую эконо-
мию металла. Производство таких конструкций в нашей стране значительно возрастает.
В настоящее время разработана широкая номенклатура клееных конструкций. В их числе: арочные
большепролетные (до 45 м) конструкции, гнутоклееные рамы (рис. 1.1), балки и стрельчатые арки про-
летом до 24 м, трехшарнирные арки пролетом до 18 м (рис. 1.2), панели стен и плиты покрытий проле-
тами 3 и 6 м и др. Создан обширный набор различных конструктивных элементов из дерева, предназна-
ченных для сооружения жилых, общественных и промышленных объектов [1].

Эффективная конструкция покрытия: деревянные двутавровые балки с фанерной стенкой, которые,
взаимно перекрещиваясь, образуют части-секции сетчатого свода. По краям секций расположены рас-
пределительные балки. Металл здесь используют лишь для устройства затяжки, которая воспринимает
распор, создаваемый сводом. Эта конструкция – наглядный пример использования так называемой «со-
ставной» древесины вместо «целой» – бревен, брусьев. Сетчатый свод (одна секция) при собственной
массе вместе с кровлей 1,7 т при расходе древесины 0,05 м3 в расчете на 1 м2 покрытия – способен пере-
крыть пролет в 12 м.
а) б)
в)
д)
г)
е)
а) б)
в)
д)
г)
е)
Отечественными специалистами разработано здание комплектной поставки из клееных деревянных
конструкций для холодного склада хранения сена, грубых кормов, сельхозтехники. Каркас здания со-
стоит из железобетонных колонн, на которые установлены треугольные металлодеревянные фермы. По
фермам с шагом 1,5 м установлены клееные деревянные прогоны, к которым крепятся кровля и стены
из асбестоцементных волнистых листов унифицированного профиля.
Создана конструкция складского помещения с высотой до верха конька 13,2 м и пролетом 18 м. Ос-
новной несущий элемент каркаса – арка (ее шаг 4,5 м) состоит из двух клееных деревянных прямолиней-
ных элементов. На отметке 1,8 м арки опираются на сборные железобетонные фундаменты. Две полуарки
в зоне конькового узла связаны металлической затяжной, к которой крепится монорельс. К рельсу подве-
шивается грейферный кран. Кровля здания – асбестоцементные листы унифицированного профиля. Их
укладывают по деревянным прогонам, применяя шаг в 1,5 м.
Проект теплицы площадью 1 га из клееных деревянных конструкций пролетом 9 м обеспечивает по
сравнению с теплицами, имеющими каркас из металла, экономический эффект в 30 млн. р. и снижение
расхода металла 52 т в расчете на 1 га теплиц [3].
Важное место в решении проблемы обеспечения населения страны благоустроенным жильем отво-
дится малоэтажному деревянному домостроению. На ряде предприятий отрасли производятся комплек-
ты деталей для зданий со стенами из местных строительных материалов. Из них можно монтировать
панельные, брусчатые, каркасные, щитовые и арболитовые дома.
Разнообразна номенклатура малоэтажных жилых домов для поселкового строительства. В их числе
одноэтажный одноквартирный трехкомнатный дом деревянно-панельной конструкции для районов с рас-
четной температурой наружного воздуха до –40 °С. Конструктивно здание состоит из вертикальных не-
сущих панелей стен и располагаемых по ним с шагом 1,2 м ферм перекрытий. Такое перекрытие позволя-
ет варьировать планировку квартиры. Общая площадь такого дома около 63,5 м2, жилая – почти 39 м2.
Конструктивное разнообразие домов такого типа в сочетании с полным инженерным обеспечением созда-
ет высокий уровень комфорта [3].
Для первопроходцев, осваивающих отдаленные районы, разработан жилой дом полной заводской
готовности из двух деревянных объемных блоков (контейнеров) для районов с расчетной температурой
наружного воздуха до –50 °С. Габарит блока – 6×3×2,8 м, общая площадь дома – 27,67 м2, жилая – 15,84
м2. Особенность конструкций – многократная оборачиваемость блоков. Удачно сочетаются деревянные
и металлические элементы каркасов стен и панелей перекрытия, образующие жесткую систему, надеж-
ную при транспортировке и монтаже. Здесь использованы современные плитные материалы и утепли-
тели. Блоки поставляются на стройплощадку с доборными элементами крыльца, быстро и удобно мон-
тируются.
В настоящее время разработаны эффективные конструкции стеновых панелей с использованием ас-
бестоцементных листов, цементно-стружечных плит, водостойкой фанеры и др. Эти технические реше-
ния позволяют довести расход древесины в заготовках до 0,3 м3 на 1 м2 приведенной площади.
Технологический процесс изготовления элементов и изделий для строительства таких домов осу-
ществляется на полуавтоматических линиях по раскрою пиломатериалов, склеиванию их по длине и се-
чению, изготовлению комбинированных балок и деревянных ферм с использованием металлических
зубчатых пластин; производству заготовок и сборке панелей на конвейерных линиях с автоматическим
креплением обшивок гвоздями и скобами, заполнением панелей заливочными пенопластами, заводской
отделкой панелей атмосферостойкими окрасочными составами, упаковкой элементов домов и их ком-
плектацией.
В ЦНИИЭП им. Б.С. Мезенцева разработан оригинальный проект здания культурно-спортивного
комплекса, которое быстро и легко сооружается, относительно дешево и обладает высокими эксплуата-
ционными качествами. Для несущего каркаса применили «клюшки» – деревянные гнутоклееные полу-
рамы пролетом 18 м и шагом 3 м. Это резко сокращает сроки и трудоемкость строительства. В основу
объемно-планировочного решения здания положено 2-этажное строение, в котором запроектировано
два спортивных зала: основной – универсального назначения размером 30×18 м и малый – 9×12 м.
В техническую документацию культурно-спортивного комплекса заложены простые конструктив-
ные решения, доступные материалы и изделия. Так, наружные стены можно возводить из кирпича, ар-
болитовых блоков, других местных материалов на столбчатых или ленточных монолитных фундамен-
тах. Кровля состоит из асбестоцементных волнистых листов. Инженерное обеспечение предусмотрено в
двух вариантах – централизованное и автономное. Архитектурного разнообразия таких комплексов
можно достичь, введя в качестве конструктивных элементов клееные балки, металлодеревянные фермы
и др. [1].